CNC vs. 3D Drucken: Was ist der beste Weg, um Ihren Teil zu machen??

3Der D-Druck ist eine schnell wachsende Technologie mit vielen Vorteilen gegenüber herkömmlichen Herstellungsmethoden. Es hat jedoch seine Probleme, darunter das 3D-Druck kann nicht effektiv für die Massenproduktion verwendet werden, und ist in Geschwindigkeit und Zugänglichkeit begrenzt. Eine weitere Fertigungstechnik für die Low-to-Mid-Produktion ist die CNC-Bearbeitung (computergestützte numerische Steuerung), eine ziemlich verbreitete subtraktive Technik für die Teileerstellung. Wir haben uns entschieden, die Vor- und Nachteile für jede Methode zu vergleichen, um festzustellen, wo diese Technologien am besten geeignet sind.
Feature-Größe: Sowohl CNC- als auch 3D-Druckverfahren sind durch die Werkzeuggröße eingeschränkt; bei CNC, Der Werkzeugdurchmesser bestimmt das kleinste negative Merkmal, das erzeugt werden kann. Apropos 3D-Druck, jedoch, der Düsendurchmesser gibt das kleinste erzeugbare positive Merkmal vor. Der Düsendurchmesser für extrusionsbasierte 3D-Drucker liegt typischerweise zwischen 0,25 mm und 0,8 mm, und die minimale Feature-Größe für diese Maschinen ist 4 mal das, was zu einer minimalen Merkmalsgröße zwischen 1,0 mm und 3,2 mm führt.
Oberflächenveredlung：Mit den richtigen Werkzeugen, CNC-Maschinen sind in der Lage, viel glattere Oberflächen herzustellen als 3D-Drucker. 3D-Drucker sind in der Lage, Teile für Passform und Finish herzustellen, sondern für Teile, die eine außergewöhnliche Glätte für die Verbindung mit anderen Präzisionskomponenten erfordern, CNC-Bearbeitung kann vorzuziehen sein.
Toleranzen：Einige der besten Verbundwerkstoff-3D-Drucker können Maßtoleranzen bis zu halten +/- 0.005”, und weisen typischerweise eine nachgiebige Oberfläche zum Einpressen auf. Merkmale mit engen Toleranzen auf 3D-gedruckten Teilen können nachbearbeitet werden. jedoch, abhängig von den anderen Merkmalen des Teils, Es kann einfacher sein, das Ganze zu bearbeiten. Ihre Ergebnisse können je nach Gerät variieren, Material, und Teilegeometrie.
Wird geladen: Nicht-strukturelle Teile sind in der Regel einfache Ziele für den konventionellen 3D-Druck. Strukturteile, die erheblichen physikalischen Belastungen standhalten müssen, können mit Endlosfaserverstärkung hergestellt werden, oder durch CNC-Bearbeitung. Während die Endlosfaserverstärkung eine deutliche Festigkeitsverbesserung gegenüber anderen 3D-gedruckten Teilen bieten kann, Verbundteile sind in zwei Achsen stärker (x, UND) als in Z, und weisen keine isotropen Eigenschaften wie Metallteile auf.
Umfeld
3D-Druck und CNC-Bearbeitung sind beide in der Lage, Teile aus Metallen und Polymeren herzustellen, Die Wahl dreht sich also darum, welches Verfahren für die Formung des von Ihnen benötigten Materials besser verfügbar ist.
Temperatur: 3D-Druck und CNC-Bearbeitung sind beide in der Lage, Teile aus Metallen und Polymeren herzustellen, Die Wahl dreht sich also darum, welches Verfahren für die Formung des von Ihnen benötigten Materials besser verfügbar ist. Die Betriebstemperatur eines bestimmten Metalls steht typischerweise in gewisser Beziehung zu seiner Schmelztemperatur. „Reine Metalle werden normalerweise bei etwa der Hälfte des Schmelzpunktes auf der absoluten Temperaturskala ernsthaft geschwächt (Schmelzpunkt in Grad F plus 459).” Legierungen können den nutzbaren Bereich typischerweise nach oben verschieben, teilweise bis ca 65% der Schmelztemperatur.
3D gedruckte Verbundwerkstoffe und Polymere haben niedrigere Betriebstemperaturgrenzen als Metalle. GPT-Präzisionsmaterialien sollten normalerweise nicht für längere Zeit bei erhöhten Temperaturen verwendet werden 150 °C.
Feuchtigkeit: Einige Polymerfilamente absorbieren Feuchtigkeit und können bei längerer Exposition oder Untertauchen an Festigkeit verlieren. Eine Beschichtung, sowie, wird vielleicht benötigt. Feuchtigkeit hat normalerweise keinen Einfluss Aluminium, kann aber dazu führen, dass Stahl rostet.
Chemikalien: Wenn Ihr Teil Chemikalien ausgesetzt wird, Überprüfen Sie die chemische Kompatibilität Ihres Materials mit der Chemikalie. Während viele Metalle für die Verwendung mit einer Vielzahl von Chemikalien geeignet sind, Überprüfen Sie immer die Kompatibilität, bevor Sie ein neues Material oder eine neue Umgebung einführen. GPT-Präzisionsmaterialien auf Nylonbasis sind chemisch beständig und werden von den meisten Petrochemikalien nicht angegriffen. Sie sind nicht für den Einsatz in stark sauren oder basischen Umgebungen geeignet.
Ökonomische Überlegungen
Wann brauchst du es?
Bearbeitung im eigenen Haus: Wenn das Teil sofort gebraucht wird, Es gibt keine weiteren Verzögerungen bei der Operation, und du hast eine maschine, Operator, Materialien, und Werkstückaufnahme vorhanden, Sie sollten Ihr Teil CNC-bearbeiten. Wenn es dringendere Aufträge gibt, oder das Teil kann warten, 3D Printing kann Ihnen in der Regel am nächsten Tag ein Teil liefern, Freistellen von Bedienerzeit für wichtigere Aufgaben.
Die CNC-Bearbeitung ist normalerweise in der Lage, Material viel schneller zu entfernen, als es der 3D-Druck aufbringen kann. Die Größe spielt normalerweise nicht so viel in die Zeitbeschränkung für die Bearbeitung; die Menge an erforderlichem Materialabtrag ist viel kritischer. Wenn das Verhältnis Teilevolumen/Materialvolumen sehr gering ist (Der Materialabtrag ist hoch), 3D-Druck kann eine gute Option sein.
Mit 3D-Druck, Die Teilegröße wirkt sich auf die Zeit aus; größere Teile brauchen länger zum Drucken. wenn ein Teil in Ihre Handfläche passt, Sie können es normalerweise noch am selben Tag haben. Mit kleineren Teilen, Der 3D-Druck kann oft schneller sein als die maschinelle Bearbeitung. Bei einer CNC-Maschine müssen Sie Zeit damit verbringen, Lagerbestände zu beschaffen, Schreiben von G-Code, Arbeitshaltung herausfinden, Werkzeuge einrichten, und danach aufräumen. Einige Teile können in der Zeit gedruckt werden, die benötigt wird, um eine CNC-Maschine fertig zu stellen.
Bearbeitung außer Haus: Der Prozess der Auslagerung bearbeiteter Komponenten an CNC-Bearbeitungsdienste dauert in der Regel mindestens mehrere Tage, zwischen Teil Überprüfung, Zeichnungen erstellen, Versand für Angebot, und Überprüfung mit dem Einkauf. Dies, zzgl. Versand und Vorlaufzeit ab Shop, kann manchmal zu einem sehr langwierigen Prozess führen. Drucken, in diesem Fall, kann eine geeignete Möglichkeit sein, Passform und Finish zu überprüfen oder am nächsten Tag ein Teil fertig zu haben, während ein permanentes Teil geschnitten wird.
Wie viel brauchst du?
Wenn Sie die Kosten für bearbeitete Kleinserienteile aufschlüsseln, der Großteil der Kosten entsteht durch die Zeit, die für die Programmierung und Einrichtung benötigt wird; die tatsächliche Zeit zum Schneiden von Metall ist im Allgemeinen ziemlich kurz. Die Skalierung des Produktionsvolumens wird im Allgemeinen erreicht, indem größere Setups erstellt werden, um mehr Teile unbeaufsichtigt zu schneiden. Als Teil nimmt die Komplexität und die Anzahl der Funktionen zu, Die Programmierzeit und die Anzahl der erforderlichen Setups können sich ebenfalls erhöhen. jedoch, die Kosten für zusätzliche Einheiten sinken ziemlich schnell. Je nach Geometrie, Die CNC-Kosten pro Einheit skalieren gut in Größenordnungen von Hunderten oder wenigen Tausenden von Einheiten pro Monat, da die Programmierung und Einrichtung wiederverwendet werden können.
Mit 3D-Druck, die Programmierung (schneiden) geschieht in wenigen Minuten, und Komplexität hat wenig Einfluss auf die Programmierzeit. Während die ersten Stückkosten und der Aufwand gering sind, Die Stückkosten werden nicht stark vom Volumen beeinflusst. Die Skalierung des Produktionsvolumens wird im Allgemeinen dadurch erreicht, dass mehr Maschinen in Betrieb genommen werden.
Wie hoch ist Ihr Budget für Ausrüstung und Bediener??
CNC-Maschinen können unbeaufsichtigt laufen, wenn sie richtig eingerichtet sind, aber in der Regel ausgebildete Vollzeitbediener und Programmierer sind entscheidend für den Erfolg. Maschinen sind für Besitzer nicht immer einfach zu warten, teure Wartungspläne erfordern.
3D-Drucker können problemlos vollständig unbeaufsichtigt betrieben werden, Bediener erfordern nur minimale Schulung, und Programmierung wird durch Software leicht gemacht. Maschinen sind in der Regel einfach zu warten und haben weitaus geringere Wartungskosten.
CNC-Maschinen und 3D-Drucker sind je nach Ausstattung und Verarbeitungsqualität in unterschiedlichen Preisen erhältlich, In der Regel können 3D-Drucker jedoch für eine deutlich geringere Investition als eine CNC-Maschine besessen werden.
Die Anschaffungs- und Betriebskosten der additiven Fertigung sind gering, Dadurch ist es ideal für Anwendungen mit geringem Volumen wie Prototyping und Werkzeugbau. jedoch, beim Skalieren auf höhere Lautstärken, subtraktiv Herstellung und Formen sind kostengünstiger.
Abschluss
Eine Größe passt nicht für alle, wenn es um Fertigungstechnologien geht. Spritzguss und CNC-Bearbeitung sind die kostengünstigsten Massenproduktionsmethoden, die der Industrie zur Verfügung stehen, während die Akzeptanz des 3D-Drucks in den letzten zehn Jahren erheblich zugenommen hat. Neben anderen Variablen, Es ist wichtig, die Größe zu vergleichen, Menge, Funktionalität und Zweck, um festzustellen, was für Sie am sinnvollsten ist.