3Impression D vs usinage CNC

3L'impression D est une technologie en croissance rapide avec de nombreux avantages par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Il a cependant ses problèmes, y compris que l'impression 3D ne peut pas être utilisée efficacement pour la production de masse, et est limité en vitesse et en accessibilité. Une autre technique de fabrication pour une production faible à moyenne est l'usinage CNC (commande numérique par ordinateur), une technique soustractive assez courante pour la création de pièces. Nous avons décidé de comparer les avantages et les inconvénients de chaque méthode pour établir où ces technologies sont les plus appropriées.

Soustrative vs fabrication additive

Leur principale différence entre l'impression 3D et l'usinage CNC est que l'impression 3D est une forme de fabrication additive, tandis que l'usinage CNC est soustractif. Cela signifie que l'usinage CNC commence par un bloc de matériau (appelé un blanc) et coupe le matériel pour créer la pièce finie. Pour faire ça, Les coupeurs et les outils de rotation sont utilisés pour façonner la pièce. Certains avantages de l'usinage CNC comprennent une grande précision dimensionnelle ainsi que de nombreux matériaux compatibles, y compris le bois, les métaux, et, plastiques.

3impression D, ou fabrication additive, Implique des pièces en cours de création de couche par couche à l'aide de matériaux tels que des filaments en plastique (FDM), résines (SLA / DLP), et poudres en plastique ou en métal (SLS / DMLS / SLM). Utilisation d'une source d'énergie telle qu'un laser ou une extrude chauffée, Les couches de ces matériaux sont solidifiées pour former la pièce finie. Les avantages de l'impression 3D comprennent sa liberté de forme, Applications dans de nombreux secteurs, précision, la vitesse, et capacité à réduire les coûts et le poids en pièces.

Il y a cependant plusieurs machines qui ont cherché à combiner ces deux formes de fabrication dans une. Le plus notable de ceux-ci, le zorph 2.0 Sx, est commercialisé comme un moulin CNC qui fonctionne également comme une imprimante 3D. Cela comprend un moulin CNC avec 3 Axes ainsi qu'une tête d'impression en raison de ses têtes interchangeables. L'usinage CNC du laiton est utilisé dans une grande variété d'industries, Plusieurs entreprises ont récemment fermé des campagnes de Kickstarter réussies avec ces machines combinées, comme l'imprimante 3D 3D de Mooz.

Matériaux

L'impression 3D et l'usinage CNC sont compatibles avec une grande variété de matériaux, y compris les plastiques et les métaux. 3L'impression D est cependant plus axée sur les plastiques dans l'ensemble, Bien que cela change rapidement, car des moyens de métal d'impression 3D plus élevés et plus abordables sont développés par des fabricants tels que les systèmes 3D, Arche, Métal de bureau, et Markforged.

Les plastiques les plus couramment utilisés dans CNC comprennent les abdos, Nylon (PA66), Polycarbonate (PC), Acrylique (PMMA), Polypropylène (PP), POM, et un coup d'œil. Un métal très couramment utilisé dans l'usinage CNC est l'aluminium, utilisé par les sociétés de prototypage pour créer des prototypes de haute qualité dans une variété d'industries. L'aluminium est recyclable, a de bonnes qualités de protection, et peut créer des prototypes efficaces pour l'usinage. Les autres métaux couramment utilisés incluent l'acier inoxydable, alliage de magnésium, Titane en alliage de zinc, et laiton.

L'aluminium est un métal couramment utilisé avec CNC en raison de ses bonnes propriétés mécaniques.

En impression 3D, Les thermoplastiques couramment utilisés comprennent les abdos, PLA, Nylon, et ultem, mais aussi des photo-polymères comme la cire, Résines calcinables ou biocompatibles. Certaines imprimantes 3D de niche permettent également l'impression de pièces dans le sable, céramique, Et même des matériaux vivants. Les métaux les plus courants utilisés dans l'impression 3D comprennent l'aluminium, acier inoxydable, titane, et Inconel. Il convient également de noter que pour imprimer en 3D, cher ($100,000+) Des machines industrielles sont nécessaires. Certains matériaux tels que les superalliages ou le TPU (matériau flexible) ne peut pas être créé avec CNC, Il faut donc être utilisé avec une technologie d'impression 3D ou d'outillage rapide.

Certains plastiques sont disponibles pour être imprimés en 3D et CNC moulu.

Facilité d'utilisation

3L'impression D est connue pour être plus simple à utiliser que l'usinage CNC. En effet, une fois le fichier préparé, Vous avez juste besoin de choisir l'orientation des pièces, le remplir, et le soutenir si nécessaire. Puis une fois l'impression a commencé, Aucun superviseur n'est requis et l'imprimante peut être laissée jusqu'à ce que la pièce soit terminée. Les exigences de post-traitement dépendent de la technologie.

pourtant, L'usinage CNC est un processus beaucoup plus à forte intensité de main-d'œuvre. Un opérateur qualifié doit choisir entre différents outils, Vitesses de rotation des outils, le chemin de coupe, et tout repositionnement du matériel auquel la pièce est créée. Il existe également des techniques de post-traitement qui peuvent nécessiter plus de temps.

CNC nécessite un opérateur alors que l'impression 3D peut être laissée seule lors de l'impression.

Précision, Size Limitations & Geometric Complexity

Bien qu'il existe plusieurs technologies d'impression 3D, Nous avons choisi de comparer l'usinage CNC avec SLS, industriel (pas de bureau) FDM, et l'impression DMLS Metal 3D. En termes de tolérance, L'usinage CNC est supérieur à tous les processus d'impression 3D, Même DMLS. pourtant, avec des épaisseurs de calques minimales, La supériorité n'est pas aussi profonde et n'est pas aussi précise que DMLS.

Les processus d'impression 3D de fusion en poudre tels que SLS et DMLS sont limités dans leur volume de construction, toutefois. Même les technologies avec des volumes de construction plus grands tels que FDM ne peuvent pas rivaliser avec CNC en termes de taille maximale de pièces.

3L'impression D est bien connue pour ses avantages dans la création de pièces avec une complexité géométrique élevée. Bien que des supports soient nécessaires pour certaines technologies, 3L'impression D peut créer des pièces avec des géométries qu'aucune méthode de fabrication traditionnelle ne peut reproduire. Des technologies telles que SLS et Multi Jet Fusion par HP peuvent même le faire sans aucune structure de support.

Coût

Bien qu'en moyenne l'impression 3D soit moins chère, Les coûts dépendent du nombre de pièces requises et de la rapidité avec laquelle vous en avez besoin. Pour des quantités plus grandes (Double chiffres plus élevés à 100) CNC est probablement plus approprié. Pour les faibles volumes, 3L'impression D est plus appropriée et à moindre coût. 3L'impression D est également plus appropriée si vous avez besoin de vos prototypes ou pièces très rapidement. Il existe cependant des facteurs supplémentaires qui rendent la comparaison des deux technologies plus difficiles. Il s'agit notamment de matériaux variant en coût (Des matériaux bon marché comme l'ABS à des matériaux qui peuvent coûter 500 $ / kg comme un aperçu), et réparer et changer de machinerie (comme les têtes CNC).

Respectueux de l'environnement

Puisque CNC implique de couper le matériau loin d'un bloc d'origine, Il y aura toujours un gâchis après. Ces morceaux de matériau doivent être nettoyés par la suite et éliminés, qui n'est pas requis par l'impression 3D. Étant donné que la fabrication additive se forme, un objet sur la plate-forme de construction à partir du matériau alimenté dans la machine, il n'y a pas de gâchis sauf des supports (Si utilisé). Cela fait de l'impression 3D plus éthique des deux méthodes car il y a moins de déchets inutilisés.

Conclusion

Dans l'ensemble pour conclure, Il n'y a pas de parfait, Technique unique. Bien que les deux méthodes soient des technologies très compétentes et utiles, le plus approprié dépendra du matériau, complexité géométrique, volume de fabrication, et budget. Pour savoir ce qui convient le mieux à votre travail particulier, Nous vous conseillons d'approcher un service local ou international et de demander leurs conseils. Si vous essayez de fabriquer en interne, Réfléchissez aux machines à votre disposition et décidez si elle est appropriée pour le travail à portée de main.