3D-printen en CNC-bewerking combineren voor snellere prototyping

Snel produceren met CNC-bewerking

Een veelvoorkomend misverstand in de productiewereld is dat men moet kiezen tussen 3D-printen en CNC-bewerking voor prototyping en snelle productie. De gedachtegaande is: als je 3D-print, kun je geen CNC gebruiken en vice versa. Hoewel huidige trends dit idee lijken te bevestigen, blijft de sector evolueren en biedt oplossingen die beide disciplines met succes verbinden.

In dit artikel geven we een overzicht van 3D-printen en CNC-frezen, ontkrachten we enkele mythen en tonen we aan hoe je beide processen kunt integreren om prototyping-kleuren op te vullen en je productiemogelijkheden en veelzijdigheid uit te breiden.

De voordelen van 3D-printen en CNC-bewerking begrijpen

Zowel 3D-printen als CNC-bewerking bieden voordelen en toepassingen die beter bij een project passen, afhankelijk van de vereisten. 3D-printen creëert driedimensionale prototypes via additieve productie, terwijl CNC-frezen werkt via subtractieve productie waarbij materiaallaagjes worden verwijderd.

Het feit is dat beide technieken beperkingen hebben. Die tekortkomingen kunnen echter worden aangepakt door beide technologieën samen te gebruiken voor een afgewerkt prototype.

Bij 3D-printen is het proces niet geschikt voor de snelheid die massa-productie vereist, en wordt het vaak ten onrechte gezien als de goedkoopste optie van de twee.

CNC-frezen blijft de favoriete keuze voor prototyping in diverse industrieën; het wijdverspreide misverstand dat CNC-processen hoogopgeleide freespecialisten vereisen, leidt er echter toe dat sommigen ten onrechte aannehmen dat CNC-frezen ingewikkelder en duurder is.

De keuze voor een CNC-machine of 3D-printer hangt uiteindelijk af van prijs, formaat van het onderdeel en de benodigde materialen.

Dit is meer een kwestie van menselijke natuur. Mensen grijpen naar wat ze kennen en waar ze comfortabel mee zijn. Dat kan leiden tot een blindelinge loyaliteit aan één proces, wat niet representative is voor de werkelijke mogelijkheden of toepassingen. Vertrouwdheid met één methode betekent niet dat het de juiste is voor elk probleem of project.

Je toolbox diversifiëren stroomlijnt je processen en levert betere resultaten. Zo zei Adam Savage van Mythbusters: "Ik geloof dat in elk gereedschap een hamer zit." Met andere woorden: de uiterlijke verpakking kan verschillen, maar het einddoel of de oplossing is hetzelfde.

Als voorbeeld: je kunt 3D-printen gebruiken om spanningsvoorzieningen te maken voor onderdelen die vervolgens CNC-gefreesd worden. Neem een GSM-behuizing. Die kan op een DATRON-vacuümtafel worden gefreesd, maar je kunt een 3D-printer gebruiken om de geometrie te verfijnen en zachte kaken of op maat gevormde vacuümspanningen te maken voor 3D-gevormde vormen. Met andere woorden: het ene proces versterken met het andere.

Laten we duiken in een paar van de mythen die de huidige perceptie van 3D-printen versus CNC-frezen in stand houden.

Mythbusting #1: Kosten

Als we kijken naar de totale levenskosten van apparatuur, is dit wat je moet weten.

De huidige perceptie plaatst 3D-printen als de goedkoopste optie ten opzichte van CNC-frezen. De realiteit is dat de betaalbaarheid van de ene boven de ander niet zo zwart-wit is. Je kunt goedkope 3D-printers kopen met twijfelachtige mogelijkheden. De meeste 3D-printers, ongeacht de initiële kosten, vereisen geen grote investering voor onderhoud.

Dit hangt ook af van de mogelijkheden. Metaal-3D-printers die selectieve lasersinteren (SLS) gebruiken, brengen aanzienlijke materiaal- en onderhoudskosten met zich mee. Daarnaast is er het risico van materialenhantering; het stofachtige printmateriaal kan schadelijk zijn voor de gezondheid, en zelfs ontplofbaar. Dit vereist nauwkeurige hantering en extra expertise — nog een investering.

Hetzelfde geldt voor CNC-freesmachines. Een CNC-machine kan net zo duur zijn als een high-end 3D-printer. Een desktop-CNC-machine kan net zo betaalbaar zijn als een low-end 3D-printer.

Mythbusting #2 — Hoge nauwkeurigheid en tolerantie

De heersende gedachte is dat 3D-printen de voorkeursoptie zou zijn boven CNC. Ik denk niet dat dit de gangbare mening is. Ik denk dat het algemeen wordt aangenomen dat CNC beter is dan 3D-printen op dit gebied. Ik zou zeggen:

Een aspect waarin CNC-frezen uitblinkt boven 3D-printen, is de precisie.

Hoewel er aanzienlijke verbeteringen zijn aangebracht in de 3D-printcapaciteiten wat betreft hoge nauwkeurigheid, blijft het eindresultaat achter tegenover CNC-gefreeste onderdelen.

Misschien is je ontwerp meer esthetisch gedreven en hoeft het niet aan een specifieke dimensietolerantie te voldoen... behalve voor één specifiek kenmerk dat een specifieke pasvorm vereist. Print dat onderdeel dan simpelweg in 3D, breng het naar de DATRON en werk de kenmerken af die aan die strakke toleranties moeten voldoen.

Mythbusting #3 — Gebruiksgemak

Terug naar een eerder punt: de aanname dat CNC-frezen geavanceerde expertise en hoogopgeleide freespecialisten vereist, kan iemand doen kiezen voor 3D-printen. Ook dit is een misverstand over wat CNC-frezen inhoudt.

In feite heeft de explosie van 3D-printen in de afgelopen twee decennia een nieuwe standaard gesteld voor wat mensen verwachten wanneer ze dingen willen maken. Ja, 3D-printen is simpel en de leercurve is korter, met het grootste deel van het werk al gedaan in de software.

Hier komt DATRON met gebruiksvriendelijke machines en controllers die minder kennis vereisen dan een typische CNC-machine. Ons doel is om een eenvoudige, toegankelijke ervaring te bieden voor de eindgebruiker door de vaak geconstrueerde ervaring die geassocieerd wordt met CNC-frezen te elimineren. Wat we met DATRON-machines hebben gedaan, is ze benaderbaarder maken voor de grote massa.

Dit is wederom een knipoog naar wat 3D-printen heeft gedaan voor additieve productie: een proces creëren dat toegankelijk genoeg is voor kinderen om te gebruiken.

3D-printen heeft ons gedwongen om buiten de gebruikte paden te denken, wat het gebruiksgemak heeft verbeterd en de samenwerking tussen 3D-printen en CNC-frezen naadlozer heeft gemaakt.

Samenwerkende inspanningen leiden tot betere resultaten

Door te isoleren hoe zowel 3D-printen als CNC-frezen samen kunnen werken, kun je de grenzen van materiaalbeperkingen verleggen en uiteindelijk een beter gekwalificeerd, afgewerkt prototype opleveren. In veel gevallen kun je zelfs een eindproduct produceren en direct overgaan naar productie.

Naarmate 3D-printen evolueert naar de mogelijkheid om in de meeste materialen te printen, inclusief metalen, valt veel van deze potentiële veelzijdigheid buiten het bereik van typische gebruikers, tenzij ze bereid en in staat zijn een aanzienlijke voorafgaande investering te doen. Begrijpelijk genoeg zijn de meeste mensen niet comfortabel met het fungeren als proefkonijnen voor nieuwe, kostbare processen.

Om die reden en totdat deze vooruitgang beter vaststaat, biedt CNC-frezen een slimmere, betrouwbare alternatief.

Een voorbeeld kan het geval zijn van prototyping in kunststof, maar de behoefte aan een steviger materiaal in het eindproduct, zoals rigide metaal. Dit is gangbaar wat ergonomie betreft, vooral in consumentenelektronica. In deze gevallen is het gewicht van het stuk net zo belangrijk als de aanvoeling en esthetiek. Lichtgewicht kunststof kan een goedkoop product suggereren in vergelijking met het gewicht van een metaalobject, wat consumenten vaak associëren met kwaliteit.

In dit geval bespaart CNC-frezen — door een kleine hoeveelheid materiaal te verwijderen om tot een zwaar object te komen, in tegenstelling tot 3D-printen van al het benodigde materiaal — aanzienlijk tijd.

Waar moderne fabricanten steeds vaker mee worden geconfronteerd, is het herkennen van de tools die hun beschikking staan voor hun 'hamerkwaliteit', zoals Savage suggereerde.

De oplossingen van 3D-printen en CNC-frezen benutten is mogelijk, met DATRON die de brug slaat tussen de twee, zodat je beide kunt doen, wat betekent dat je meer kunt doen.

Altijd bereid om te discussiëren hoe onze oplossingen je productieprocessen kunnen verbeteren, nodigen we je uit om contact op te nemen voor meer details over het vullen van 3D-prototyping-kleuren door CNC-mogelijkheden toe te voegen met DATRON.