CNC-bewerking versus 3D-printen, wat is het verschil?

Wanneer u nieuwe onderdelen of kleine batchproductieprojecten wilt maken, kunt u twee productiemethoden gebruiken:CNC-bewerking en 3D-printen. Beide opties zijn essentieel voor moderne productieprocessen. Elke optie heeft een reeks voordelen ten opzichte van traditionele productiemethoden. Beide zijn geautomatiseerde productieprocessen, terwijl CNC-bewerking en 3D-printen in de maak zijn. De productiecapaciteit en de uiteindelijke productresultaten zijn behoorlijk verschillend.

Hoewel deze twee processen soms vergelijkbare resultaten opleveren in specifieke toepassingen, is de manier waarop ze deze resultaten verkrijgen nogal verschillend. Elk proces is ontwikkeld om aan verschillende behoeften te voldoen, dus het is belangrijk om te weten welke methode het beste bij uw behoeften past. Hieronder introduceren we de voordelen van elk product om u te helpen door uw volgende productieorder te bladeren.

CNC-bewerking:

CNC-bewerking is een veelgebruikte subtractieve productietechnologie. Het proces begint meestal met een blok vast materiaal en vervolgens worden verschillende scherpe roterende gereedschappen of messen gebruikt om het materiaal te verwijderen om de gewenste uiteindelijke vorm te bereiken. Het kan worden gebruikt voor eenmalige kleine batchproductie en middelgrote tot batchproductie.

(Wat is CNC-bewerking?)

Hoe het werkt

Ten eerste gebruiken ingenieurs CAD- of computerondersteunde software om 2D- of 3D-modellen te maken. Vervolgens wordt een computer-aided manufacturing (CAM)-programma gebruikt om het CAD-bestand om te zetten in instructies. Nadat de instructie is gemaakt, zet het nabewerkingsprogramma deze om in een specifieke opdracht en verzendt deze deze vervolgens naar de CNC-bewerkingsmachine voor uitvoering, waarbij de vereiste componenten uit het bulkmateriaal worden verwijderd. Het heeft een uitstekende herhaalbaarheid, hoge precisie en een breed scala aan materialen en oppervlakteafwerkingen.

3D-printen

Het additieve fabricageproces (AM) of 3D-printproces bouwt onderdelen op door materiaal laag voor laag toe te voegen. Het AM-proces vereist geen speciaal gereedschap of armaturen, dus de initiële installatiekosten kunnen worden geminimaliseerd.

3D-printen heeft geweldige toepassingen op medisch gebied, waarmee organen, prothesen en implantaten kunnen worden gemaakt. De voedingsindustrie gebruikt deze technologie ook om voedsel te produceren door het voedsel laag voor laag te extruderen. Kunstenaars gebruiken het vaak om kunst te maken, terwijl modeontwerpers het gebruiken om kleding en sieraden te maken.

Hoe het werkt

In de eerste plaats gebruiken ingenieurs CAD om een ​​3D-model te maken. Fouten in het voltooide analysemodel bevatten meestal gaten en kruisende vlakken.

Vervolgens verandert een programma, een slicer genaamd, de 3D-printer in een reeks dunne 2D-lagen om het model voor de 3D-printer voor te bereiden, waardoor G-code-bestanden worden gegenereerd. Dit bestand bevat een reeks instructies die door de printer moeten worden uitgevoerd.

Vervolgens leest een 3D-printer het G-codebestand en legt één laag materiaal tegelijk neer om een ​​driedimensionaal object te maken. Afhankelijk van de grootte en complexiteit van het model en de gebruikte methode, kan het drukproces uren tot dagen duren. Soms moeten onderdelen worden schoongemaakt, gepolijst of verzegeld voordat ze kunnen worden gebruikt.

Verschillen tussen CNC-bewerking en 3D-printen

CNC-bewerking en 3D-printen hebben enkele basisdingen gemeen:ze zijn bijvoorbeeld allemaal gebaseerd op 3D-modellen en maak 3D-producten volgens de instructies op de computer. Ze zijn compatibel met STL- en OBJ-bestandstypen. Naast deze basisovereenkomsten kunnen CNC-bewerking en 3D-printen ook aan verschillende eisen voldoen en verschillende voordelen bieden. Maar ze hebben nog steeds veel verschillen.

M ateriaal

CNC wordt voornamelijk gebruikt voor het bewerken van metaal. Het kan ook worden gebruikt voor het verwerken van thermoplasten, acryl, zacht- en hardhout, modelleerschuim en het verwerken van was. CNC-precisieonderdelen worden voornamelijk gebruikt in motoren, vliegtuigen, productiemachines en andere zeer sterke omgevingen.

3D-printen wordt vooral gebruikt voor kunststoffen, terwijl het gebruik van metaal relatief klein is. Sommige technieken kunnen onderdelen maken van keramiek, was, zand en composietmaterialen. Moeilijk te verwerken materialen (zoals TPU en metaalsuperlegeringen) kunnen 3D geprint worden. In vergelijking met CNC-onderdelen hebben ze mogelijk kleinere mechanische eigenschappen.

De meeste 3D-printers gebruiken additieve fabricageprocessen om producten te vervaardigen van speciale kunststoffen, harsen, metalen en andere materialen. Vanwege de unieke materialen die bij het printproces worden gebruikt, hebben 3D-onderdelen meestal niet de sterkte die nodig is voor gebruik in ruwe omgevingen zoals vliegtuigen, voertuigen en productiemachines.

S pist

Een ander groot verschil tussen CNC en additive manufacturing is snelheid. Bij massaproductie van producten is CNC-verwerking sneller omdat het de assemblagelijn betreft van de machine die elk onderdeel produceert. Een 3D-printer maakt het hele product van begin tot eind, dus het is niet geschikt voor massaproductie. Het additieve proces van 3D-printen vanaf nul duurt langer dan het subtractieve proces van het verwijderen van materiaal uit bestaande materiaalblokken.

Precisie

CNC-bewerking heeft strikte toleranties en uitstekende herhaalbaarheid. Onderdelen van groot tot klein kunnen nauwkeurig CNC-gefreesd worden. Verschillende 3D-printsystemen bieden verschillende maatnauwkeurigheden. Industriële machines kunnen onderdelen produceren met zeer goede toleranties. Als er nauwe openingen nodig zijn, kunnen de belangrijkste afmetingen van 3D-printen te groot worden gemaakt en vervolgens worden verwerkt in de nabewerking. De materialen die op CNC-walserijen worden verwerkt (zoals aluminium) zijn nauwkeuriger dan FDM dat in veel 3D-printers wordt gebruikt, en FDM heeft de neiging te vervormen bij blootstelling aan overmatige hitte.

Deelcomplexiteit

Bij het ontwerpen van CNC-gefreesde onderdelen moet met veel beperkingen rekening worden gehouden. CNC-bewerkingsmachines kunnen bepaalde geometrieën niet gebruiken (zelfs met 5-assige CNC-systemen) omdat het gereedschap geen toegang heeft tot alle oppervlakken van het onderdeel. De meeste geometrische vormen vereisen roterende delen om toegang te krijgen tot verschillende kanten. Herpositionering verhoogt de verwerkings- en arbeidstijd en vereist mogelijk aangepaste armaturen en armaturen, wat van invloed is op de uiteindelijke prijs.

In vergelijking met CNC heeft 3D-printen bijna geen geometrische beperkingen. De meeste technologieën (zoals FDM of SLM/DMLS) vereisen ondersteunende structuren en deze worden tijdens de nabewerking verwijderd.

Omdat er geen ondersteuning nodig is, kunnen organische organische geometrische vormen in vrije vorm eenvoudig worden vervaardigd door middel van een op polymeer gebaseerd poederbedfusieproces. De mogelijkheid om zeer complexe geometrische vormen te produceren is een van de belangrijkste voordelen van 3D-printen. Het opent ook de deur naar het samenvoegen van onderdelen, waarbij meerdere componenten kunnen worden gecombineerd tot een onderdeelontwerp om het aantal mallen te verminderen.

W aste

Een van de belangrijkste verschillen tussen additive manufacturing en subtractive manufacturing is de hoeveelheid afval die ze genereren. Omdat CNC-verwerking materialen zal wegnemen, zal het uiteindelijk een grote hoeveelheid niet-recyclebaar afval produceren. Het opruimen is een beetje rommelig. Er is echter minder afval bij 3D-printen omdat de technologie alleen de materialen nodig heeft om het werkstuk te bouwen. De 3D-printer gebruikt alleen de exacte hoeveelheid materiaal die nodig is om het onderdeel te maken, dus er is geen noodzaak om achteraf op te ruimen. 3D-printers produceren ook minder geluid omdat ze niet trillen tijdens de productie.

Toepassingsveld

Wanneer fabricage zeer sterke, precieze en/of hittebestendige werkstukken vereist, is CNC frezen een betere oplossing. 3D-printen heeft meer bijzondere toepassingsgebieden:het kan worden gebruikt voor bioprinting, voedselprinten, constructiedoeleinden en kan in de ruimte worden gebruikt.

C oost

Bij het gebruik van een CNC-machine om een ​​onderdeel te vervaardigen, brengt een kleine hoeveelheid meestal hogere eenheidskosten met zich mee, maar massaproductie wordt steeds zuiniger. Dit maakt CNC een ideale keuze voor massaproductie.

Bij gebruik van 3D-printen zijn de outputkosten per eenheid hetzelfde, ongeacht de batchgrootte. Bij de productie van een klein aantal artikelen is de equivalente kostprijs per geproduceerde eenheid een voordeel, maar bij massaproductie kan de productconsistentie een probleem worden.

Met behulp van CNC-machines zullen de eenheidskosten van het product toenemen afhankelijk van de complexiteit en nauwkeurigheid van de uitvoer. De hogere kosten van complexe CNC-uitvoer zijn meestal te wijten aan het grotere aantal benodigde gereedschapspaden, het kleinere aantal gebruikte gereedschappen en de hoeveelheid tijd die nodig is om deze taken uit te voeren. Ongeacht de complexiteit van de geproduceerde eenheid, zijn de kosten van een 3D-printopdracht hetzelfde.

C conclusie

Tot op zekere hoogte overlappen CNC-technologie en 3D-printen elkaar in functie, maar hun respectieve voordelen maken ze geschikt voor speciale toepassingen. Het is als een potlood en een balpen. Voor sommige klussen heb je een potlood nodig, maar voor andere klussen is een balpen een beter hulpmiddel. CNC-bewerkingen zijn meestal het meest geschikt voor projecten die nauwkeurige, zeer nauwkeurige producten vereisen die zijn gemaakt van gemakkelijk verkrijgbare materialen. De eigenschappen van 3D-printers maken ze zeer geschikt voor het maken van prototypes, visuele basis en op maat ontworpen producten.

Kortom, er is veel ruimte voor 3D-printers en CNC-machines in de wereld.