Polymeer CNC-bewerking vs. 3D-printen: Praktische Checklist voor de Juiste Keuze

Er zijn polymeren zoals ABS, PA (Nylon), of PC die zowel CNC-bewerkt als 3D-geprint kunnen worden, dus is het een veelvoorkomende vraag wanneer u polymere CNC-bewerking gebruikt en wanneer 3D-printen. Dit artikel leidt u door de hoofdverschillen tussen bewerken en printen van polymeren en stelt diverse vragen die u zich moet stellen om de juiste keuze te maken.

Twee benaderingen: subtractieve en additieve productie

Hoewel de eindresultaten vergelijkbaar kunnen zijn, werken CNC-bewerking en 3D-printen op tegenovergestelde manieren.

CNC-bewerking (subtractief proces)

CNC-bewerking is een subtractief productieproces dat begint met een massief blok kunststofmateriaal, gesneden of gevormd tot het gewenste product door overtollig materiaal te verwijderen met diverse scherpe rotatiegereedschappen of snijders.

3D-printen (additief proces)

3D-printen is additieve productie, wat betekent dat het initiële materiaal laag voor laag opgebouwd wordt, in plaats van verwijderd zoals bij subtractieve productie. 3D-printen creëert driedimensionale objecten door een virtueel computermontwerp te lezen en te reproduceren in een echt, tastbaar onderdeel door gebruik van materiaalfilamenten of poeders.

Checklist om te kiezen tussen CNC-bewerking en 3D-printen

Bij de selectie van CNC-bewerking of 3D-printen voor polymere onderdelen, adviseren we u om een paar basisvragen te beantwoorden.

Hoe sterk moet mijn onderdeel zijn?

CNC-bewerkte onderdelen isotropisch en vertonen doorgaans betere mechanische en thermische eigenschappen vergeleken met 3D-geprinte onderdelen die anisotroop zijn, aangezien ze laag voor laag opgebouwd worden en structurele zwaktes tussen die lagen kunnen ontstaan.

Conclusie: Beter voor CNC-bewerking als de sterkte van uw onderdeel prioriteit heeft (bijv. functionele machineonderdelen). Als sterkte gecompromitteerd kan worden voor esthetiek of andere kwaliteiten, is 3D-printen de keuze (bijv. prototypes).

Hoe snel heb ik het onderdeel nodig?

Rekening houdend met bovenstaand onderdeel geproduceerd met ABS, is de doorlooptijd voor 3D-printen met FDM-technologie gemiddeld 3-5 werkdagen bij Xometry, terwijl voor CNC-bewerking de doorlooptijd begint bij 10 dagen.

Conclusie: Kies 3D-printen als het onderdeel snel nodig is.

Hoeveel onderdelen heb ik nodig?

Het aantal benodigde onderdelen is een cruciale factor bij het kiezen van het proces. Voor grotere hoeveelheden is CNC waarschijnlijk goedkoper dan bulk geprint. Voor lage volumes (onder 10) is 3D-printen geschikter en goedkoper. Voor simpele 3D-printprocessen zoals FDM of SLS met betaalbare kunststoffen (ABS, PC, Nylon), zijn enkele onderdelen of kleine hoeveelheden (identiek en niet-identiek) ongetwijfeld 3D-printen. MJF is ook een haalbare optie voor middelhoeveelheden en veelvoorkomend.

Laten we de prijzen controleren met de Xometry Instant Quoting Engine met dit referentiemodel.

Overwegend het bovenstaande referentie-onderdeel, is de kosten-per-hoeveelheid analyse voor 3 technieken, CNC-bewerking (ABS), FDM (ABS) en MJF (PA12 Grijs) als volgt. Het demonstreert hoe dramatisch de prijs per stuk daalt voor CNC-bewerking van ABS, constant blijft voor FDM en licht daalt voor MJF. Bij grote series (bijv. boven 500) zal de prijs voor CNC-bewerking van ABS lager zijn dan elke 3D-print, vooral bij onderdelen waar meer materiaal verwijderd moet worden dan geprint.

Conclusie: Kies 3D-printen voor kleine series en CNC-bewerking voor middel-grote series omdat de kosten met hoeveelheid dalen en veel lager worden. Overweeg MJF 3D-printen voor middelseries omdat de technologie het printen van meerdere onderdelen tegelijk toestaat, wat de prijs per eenheid verlaagt.

Kan mijn ontwerp via subtractief bewerkt worden?

Kunststof vrije, organische geometrieën kunnen gemakkelijk geproduceerd worden met polymer-gebaseerde poedbedfusieprocessen, zoals SLS of MJF, omdat ze geen ondersteuning nodig hebben. Hoewel FDM of SLA ondersteuningsstructuren gebruiken, kunnen deze later tijdens post-processing verwijderd worden. Het vermogen om hoog complexe geometrieën te produceren is een van de belangrijkste sterktes van 3D-printen. In CNC-bewerking zijn sommige complexe geometrieën (bijv. roosterstructuur ontwerpen) onmogelijk omdat het gereedschap niet alle oppervlakken van componenten kan bereiken.

Conclusie: Kies 3D-printen als uw ontwerp features heeft die niet met CNC-bewerking geproduceerd kunnen worden.

Welke maten en toleranties zijn nodig?

CNC-bewerking levert uiteindelijk betere presterende eigenschappen en grotere dimensionele nauwkeurigheid dan 3D-printen. Als uw product een uniek ontwerp met strakke toleranties vereist, is 3D-printen misschien niet de beste optie voor mechanisch cruciale componenten.

In vergelijking is CNC-bewerking duidelijk voorop ten aanzien van mechanische eigenschappen die het aan het materiaal geeft. Gezien de eis van precisiecomponenten in sectoren als geneeskunde en luchtvaart, is CNC de beste optie omdat het bijna geen marge voor fouten laat.

CNC-bewerking kan ook grotere onderdelen produceren dan veelvoorkomende 3D-printtechnologieën zoals FDM, SLS of MJF.

Conclusie: Kies CNC-bewerking als u strakke toleranties, afmetingen en grote componenten nodig heeft.

Welk materiaal heb ik nodig?

Er zijn polymeren die zowel bewerkt als geprint kunnen worden (bijv. ABS, PA, PC), maar 3D-printen heeft een veel grotere selectie polymeren met geavanceerde eigenschappen. Bijvoorbeeld, er zijn speciale harsen zoals CLIP-harsen in Carbon DLS en flexibele kunststoffen (TPU) die hoge prestaties en flexibiliteit bieden, waar CNC-bewerking geen optie is.

Conclusie: Als u harde kunststoffen als ABS, PC of PA nodig hebt, kunnen zowel CNC-bewerking als 3D-printen gebruikt worden, terwijl voor flexibele en hars-achtige kunststoffen 3D-printen de enige optie is.

Snelle check

Er is geen eenduidige oplossing aangezien beide technologieën zeer competent en nuttig zijn, de meest geschikte hangt af van materiaal, geometrische complexiteit, productievolume en budget zoals besproken. Hier is de samenvatting voor een snelle check:

Om te ontdekken wat het beste is voor uw specifieke klus en prijzen te vergelijken, bekijk Xometry's Instant Quoting Engine.