CNC-bewerking versus spuitgieten:het ultieme prestatie-overzicht

Ingenieurs en productteams hebben veel opties voor metaalproductie. Afhankelijk van het ontwerp van het onderdeel en de gebruikssituatie, kan knippen, vouwen, knippen of stempelen - om er maar een paar te noemen - geschikt zijn.

Tot de meest gebruikte metaalproductiemethoden behoren Computer Numerical Control (CNC)-bewerking en spuitgieten, die bepaalde overeenkomsten vertonen, maar ook enkele belangrijke verschillen hebben om in gedachten te houden. Hier is alles wat productteams moeten weten voordat ze voor hun volgende project CNC-bewerking of spuitgieten kiezen.

Wat is CNC-bewerking?

CNC-bewerking is een veelzijdig fabricageproces waarmee fabrikanten middelgrote tot grote series van zeer nauwkeurige onderdelen kunnen maken van bijna elk materiaal, van metalen en kunststoffen tot hout en composietmaterialen.

CNC-bewerking is een subtractief proces:het omvat de geleidelijke verwijdering van materiaal uit een massief blok om het voltooide onderdeel te maken (in tegenstelling tot 3D-printen, waarbij een onderdeel wordt gemaakt via geleidelijke afzetting van materiaal). Digitale ontwerpbestanden worden gebruikt om de bewegingen van de CNC-machine te programmeren en de numerieke besturing stuurt het productieproces. Dit zorgt elke keer voor schone, functionele en herhaalbare onderdelen.

CNC-bewerking is ideaal voor het maken van zeer nauwkeurige onderdelen met nauwe toleranties, niche-onderdelen en prototypes. CNC-gefreesde onderdelen hebben dezelfde fysieke eigenschappen als hun bulkmateriaal, wat het proces ideaal maakt voor hoogwaardige toepassingen. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer propellermotoren in de lucht- en ruimtevaartindustrie, chirurgische apparatuur in de medische apparatuurindustrie en elektronicabehuizingen in de halfgeleiderindustrie.

CNC-bewerking heeft zijn beperkingen, vooral als het gaat om kosten. De initiële opstartkosten voor dit proces zijn hoog en het kost meer om onderdelen met complexe geometrieën te bewerken. Ingenieurs moeten ook rekening houden met materiaalkosten, vooral omdat materiaalschroot vaak niet kan worden hergebruikt. Vanuit ontwerpoogpunt kunnen onderdelen met interne geometrieën of steile ondersnijdingen niet machinaal worden bewerkt, omdat het snijgereedschap vrij in en uit het blok materiaal moet kunnen bewegen. Ontwerpteams moeten zorgvuldig evalueren hoe hun onderdeelontwerp wordt beperkt als ze kiezen voor CNC-bewerking.

Wat is spuitgieten?

Spuitgieten, vergelijkbaar met metaalspuitgieten (MIM), is een metaalfabricageproces waarmee fabrikanten geometrisch complexe onderdelen kunnen maken met herbruikbare mallen, matrijzen genaamd. Tijdens het spuitgieten wordt een non-ferro metaal zoals aluminium omgesmolten in een oven en onder zeer hoge druk in de matrijs gespoten.

Spuitgieten is snel en uitstekend geschikt voor het produceren van zeer nauwkeurige en herhaalbare onderdelen. Gegoten onderdelen zijn sterker dan hun plastic tegenhangers, hebben een gladde oppervlakteafwerking en zijn relatief duurzaam. Bovendien zorgt spuitgieten voor betere CNC-bewerkingen als het gaat om grote productieruns en het vervaardigen van producten op schaal.

Het proces is de meest populaire metaalfabricagetechniek in de consumenten- en commerciële industrie. Veelvoorkomende toepassingen zijn auto-onderdelen, kinderspeelgoed, onderdelen voor gootsteenkranen, tandwielen en maritieme toepassingen.

Het spuitgietproces is zeer veelzijdig, maar het is niet zonder beperkingen. Met spuitgieten kan bijvoorbeeld een onderdeel van elke maat en vorm worden gemaakt, zolang die afmetingen maar binnen de capaciteitslimieten van een gietmachine vallen. Vanwege deze terughoudendheid moeten productteams ontwerpen binnen een beperkt aantal productafmetingen. Het is ook vermeldenswaard dat de kneedbaarheid van metaallegeringen de complexiteit van het uiteindelijke gieten kan beperken.

Belangrijkste overwegingen bij het kiezen tussen CNC-bewerking of spuitgieten

Overwegingen op het gebied van volume, kosten en afval moeten top-of-mind zijn voor productteams die zich willen vestigen op een metaalfabricageproces. CNC-bewerking kan worden gebruikt voor productieruns in de honderden en duizenden, maar voor alles wat groter is, zal spuitgieten de meer economische keuze zijn. Het maken van de matrijs vereist een investering van tijd en middelen, maar als het eenmaal is gemaakt, kunnen tienduizenden identieke onderdelen worden vervaardigd tegen relatief lage kosten per onderdeel.

Spuitgieten kan qua volume kosteneffectiever zijn, maar CNC-bewerking compenseert de matrijskosten. Met CNC-bewerking kunnen ingenieurs prototypes modelleren, bewerken, testen en verbouwen zonder terug te hoeven gaan naar de tekentafel. Voor het maken van grote ontwerpwijzigingen aan matrijzen is een geheel nieuwe mal nodig. Wanneer productteams hun opties afwegen, is het belangrijk om te overwegen hoeveel prototypes er nodig kunnen zijn voordat de productie begint en in welke mate ze waarschijnlijk zullen afwijken van hun hoofdpatroon.

Productteams die zich bezighouden met kosteneffectiviteit of milieu-impact moeten nadenken over afval voordat ze een beslissing nemen. CNC-bewerking levert meestal veel afvalmateriaal op, maar spuitgieten levert minder afval op omdat het materiaal rechtstreeks in de mal wordt gegoten. Als de ecologische voetafdruk van een team of de verzonken kosten een punt van zorg zijn, kan spuitgieten de betere keuze zijn.

Het juiste productieproces kiezen met een beetje hulp

Productteams moeten CNC-bewerking overwegen als ze een gemiddelde tot hoge productierun van precieze onderdelen, een zekere mate van ontwerpflexibiliteit en het kapitaal nodig hebben om vooraf in CNC-machines te investeren of de productie uit te besteden aan een vertrouwde partner. Aan de andere kant moeten productteams spuitgieten overwegen als ze een kosteneffectieve manier willen om een ​​zeer groot aantal identieke onderdelen te produceren en het meeste uit het geld willen halen dat ze aan materialen uitgeven.

Vergelijkingen van fabricageprocessen zoals deze zijn nuttig om duidelijkheid te krijgen en de belangrijkste verschillen tussen twee processen van een hoog niveau te bekijken. Toch kan het een uitdaging zijn om het proces te selecteren dat het meest geschikt is voor de specifieke vereisten van een project. Een ervaren, wereldwijde productiepartner als Fast Radius kan een deel van deze last op zich nemen. Ons team van ontwerpers, ingenieurs, technologen en adviseurs heeft ervaring met alle belangrijke productieprocessen - van additieve productie tot spuitgieten, urethaangieten en meer - en we zijn experts in het koppelen van de projectvereisten van klanten aan de best passende oplossingen. Neem vandaag nog contact met ons op. We helpen je de juiste keuze te maken.

Bekijk onze recente artikelen in het Fast Radius-leercentrum om meer te weten te komen over CNC-bewerkingen of om andere productieprocessen te vergelijken en te contrasteren, zoals urethaangieten versus spuitgieten.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?