CNC-bewerking vs. 3D-printen: Essentiële inzichten voor productontwerpers

Bent u een productontwerper die op zoek is naar het maken van prototypes of massaproductie te ondergaan? Zo ja, dan zult u waarschijnlijk op een kruispunt komen bij het kiezen tussen CNC-bewerking en 3D-printen om uw producten te maken.

CNC-bewerking en 3D-printen — twee van de meest populaire productiemethoden vandaag — kunnen vrijwel elk productontwerp dat u bedenkt fabriceren. Echter, elke methode heeft zijn unieke werkwijze, voordelen, en capaciteit, wat ze ideaal maakt voor verschillende ingenieursontwerpscenario's.

Dit artikel zal enkele cruciale gebieden behandelen die u moet evalueren voordat u kiest voor CNC-bewerking of 3D-printen voor uw productontwikkelingsproject. Bovendien zullen we nuttige informatie verstrekken over elk proces, fabricabele kenmerken, materiaalgeschiktheid, en na-bewerkingsopties.

Processen vergelijken: CNC-bewerking vs. 3D-printen

CNC-bewerking en 3D-printen zijn redelijk vergelijkbaar in werking: ze converteren een 3D CAD (computer-ondersteund ontwerp) model naar een set computerinstructies om onderdelen autonoom te fabriceren. Echter, deze productieprocessen verschillen in hoe ze onderdelen fabriceren.

CNC-bewerking

CNC-bewerking is een aftrekende productiemethode. Het omvat het verwijderen van porties materiaal van een blok (of werkstuk) om het gewenste onderdeel te creëren met behulp van snijgereedschappen. Computer Numerieke Controle (CNC) technologie controleert de reeks beweging van het snijgereedschap (en werkstuk) om het gewenste onderdeel te creëren.

Figuur 1: CNC-bewerkingsproces

3D-printen

3D-printen is een additieve productiemethode. Het omvat het toevoegen van materialen laag voor laag om het gewenste product te vormen. Het proces vereist geen speciale gereedschappen of bevestigingen.

Figuur 2: 3D-printproces

Geometrie, minimale kenmerkgrootte, en kostenverschillen

De aftrekende aard van CNC-bewerking maakt het mogelijk om een breed scala aan complexe geometrieën te creëren met een minimale kenmerkgrootte van 1 mm. Bijvoorbeeld, CNC-freesmachines zijn ideaal voor het maken van gaten, hoekige sneden, en kaviteiten, terwijl CNC-draaibanken beter geschikt zijn voor complexe cilindrische vormen.

Figuur 3: Rendering van een CNC-gefreest onderdeel

Echter, u kunt het lastig vinden om verborgen kenmerken en onderdelen te maken met CNC-machines.

3D-printers elimineren de geometrie-uitdaging en -beperking in CNC-bewerking, waardoor u complexe geometrieën kunt fabriceren. Echter, de meeste 3D-printers hebben minimale kenmerkgrootten variërend tussen 0,25 mm en 0,8 mm en lopen substantiële productiekosten en levertijd op, vooral voor grote volume onderdelen.

Wat meer is, lichte variaties in de grootte van uw product kunnen uw 3D-printproductiekosten aanzienlijk verhogen.

Bijvoorbeeld, overweeg het 3D CAD-model van een 100x100x100 mm kubus getoond in Figuur 4. U zult verrast zijn te weten dat deze kubus het dubbele volume heeft van een 80x80x80 mm kubus. Als resultaat, als u besluit deze grote volume onderdeel te 3D-printen, kunt u verwachten meer grondstoffen te gebruiken en twee keer zoveel te betalen als u zou voor de kleinere kubus.

Figuur 4: Variatie in productgrootte kan uw 3D-printproductiekosten aanzienlijk verhogen.

Beschikbare materiaalopties

CNC-machines zijn compatibel met een breed scala aan materialen, waaronder metalen, kunststoffen, hout, en composieten, zolang deze materialen beschikbaar zijn in blokken. Bijvoorbeeld, veelvoorkomende materialen voor CNC-bewerking omvatten aluminium, roestvrij staal, messing, titanium, zinklegering, polycarbonaat acrylaat, polypropyleen, en PEEK.

Figuur 5: Rendering van een CNC-gefreest aluminiumonderdeel

3D-printers zijn ook compatibel met diverse materialen maar worden vaker gebruikt voor kunststoffen (zoals ABS, nylon, PLA, ULTEM, en PEEK), keramieken, en fotopolymeren. U kunt ook metalen zoals aluminium, titanium, en superlegeringen 3D-printen, maar houd er rekening mee dat 3D-geprinte metalen niet goedkoop van de lijn komen.

Figuur 6: Rendering van een 3D-geprint plastic

Verschillen in oppervlakte-afwerking

CNC-machines en 3D-printers kunnen onderdelen produceren met extreem gladde oppervlakken. Echter, als uw onderdelen uitzonderlijke gladheid vereisen om met andere onderdelen te passen, moet u overwegen CNC-machines te gebruiken om ze te fabriceren. De grote controlebereik van CNC-machines stelt u in staat om strakke toleranties en een hogere graad van oppervlakte-kwaliteit te bereiken.

Niettemin bieden CNC-bewerking en 3D-printen een breed scala aan oppervlakte-afwerkingsopties. Bijvoorbeeld, met CNC-gefreeste onderdelen kunt u anodiseren, poedercoaten, korrelstraalen, en passiveren. Evenzo omvatten oppervlakte-afwerkingsopties voor 3D-geprinte onderdelen verchromen, korrelstraalen, en warmtebehandelingen om het product te versterken.

Figuur 7: Rendering van een geanodiseerd aluminiumonderdeel

Figuur 8: Rendering van een CNC-gefreest onderdeel met poedergecoate afwerking

Lees meer: Oppervlakte-afwerking en de oppervlakteruwheidsgrafiek

3D-printen vs. CNC-bewerking: Hoe de ideale methode te kiezen

Zoals we besproken hebben, kunnen CNC-bewerking en 3D-printen allebei veel typen onderdelen fabriceren.

Echter, zoals we onze klanten bij Gensun altijd vertellen, is er geen perfecte, one-size-fits-all productiemethode. De ideale methode hangt voornamelijk af van uw productontwerp, geometrie, toleranties, en oppervlakte-afwerkingsvereisten. Wij adviseren dat u werkt met een toonaangevende machinefabriek met ingenieurs in staat om uw toepassingsbehoeftes met u te bespreken.

Gensun Precision Machining is een toonaangevende leverancier van CNC-bewerking en 3D-printdiensten in Azië. Wij hebben een team van hoogervaren ingenieurs en freeswerkers, en state-of-the-art productietechnologieën om uw product goed te krijgen.

Lees meer over onze CNC-bewerking en 3D-printdiensten.

Let op: Dit artikel was oorspronkelijk gepubliceerd in juni 2021 en bijgewerkt in mei 2022