3D-печать против обработки на станке с ЧПУ

3D-печать — это быстро развивающаяся технология со многими преимуществами по сравнению с традиционными методами производства.. однако есть свои проблемы, в том числе о том, что 3D-печать нельзя эффективно использовать для массового производства, и ограничен в скорости и доступности. Еще одна производственная технология для мелкосерийного производства — это обработка на станках с ЧПУ. (компьютерное числовое управление), довольно распространенный метод вычитания для создания деталей. Мы решили сравнить преимущества и недостатки каждого метода, чтобы определить, где эти технологии наиболее подходят..

Субтрактивное и аддитивное производство

Ключевое различие между 3D-печатью и обработкой на станке с ЧПУ заключается в том, что 3D-печать является формой аддитивного производства., тогда как обработка на станке с ЧПУ является субтрактивной. Это означает, что обработка на станке с ЧПУ начинается с блока материала. (называется пустым) и отрезает материал для создания готовой детали. Чтобы сделать это, для придания формы изделию используются резцы и вращающиеся инструменты.. Некоторые преимущества обработки с ЧПУ включают высокую точность размеров, а также возможность использования множества совместимых материалов., включая древесину, металлы, а также, пластмассы.

3D печать, или аддитивное производство, предполагает создание деталей слой за слоем с использованием таких материалов, как пластиковые нити. (FDM), смолы (Соглашение об уровне обслуживания/DLP), и пластиковые или металлические порошки (СЛС/ДМЛС/СЛМ). Использование источника энергии, такого как лазер или нагретый экструдер., слои этих материалов затвердевают, образуя готовую деталь.. К преимуществам 3D-печати можно отнести свободу формы., приложения во многих отраслях, точность, скорость, и возможность сократить затраты и вес по частям.

Однако существует несколько машин, которые пытались объединить эти две формы производства в одну.. Самый известный из них, Zморф 2.0 SX, позиционируется как фрезерный станок с ЧПУ, который также функционирует как 3D-принтер.. Сюда входит фрезерный станок с ЧПУ с 3 оси, а также печатающая головка благодаря сменным головкам. Более того, несколько компаний недавно завершили успешные кампании на Kickstarter с помощью этих комбинированных машин., например, 3D-принтер Mooz 3-в-1.

Материалы

И 3D-печать, и обработка на станке с ЧПУ совместимы с широким спектром материалов., включая пластмассы и металлы. 3Однако D-печать в целом больше ориентирована на пластик., хотя ситуация быстро меняется, поскольку такие производители, как 3D Systems, разрабатывают лучшие и более доступные способы 3D-печати металлом., Ковчег, Настольный Металл, и Маркфоргед.

Наиболее часто используемые пластики, используемые в станках с ЧПУ, включают ABS., Нейлон (PA66), Поликарбонат (ПК), Акрил (ПММА), Полипропилен (PP), POM, и PEEK. Очень часто используемый металл при обработке на станках с ЧПУ — алюминий., используется компаниями-прототипистами для создания высококачественных прототипов в различных отраслях промышленности.. Алюминий подлежит вторичной переработке, имеет хорошие защитные качества, и может создавать эффективные прототипы для механической обработки. Другие часто используемые металлы включают нержавеющую сталь., магниевый сплав, цинковый сплав титан, и латунь.

Алюминий является широко используемым металлом на станках с ЧПУ из-за его хороших механических свойств..

В 3D-печати, обычно используемые термопласты включают АБС., НОАК, Нейлон, и УЛТЕМ, но также фотополимеры, такие как воск, кальцинируемые или биосовместимые смолы. Некоторые нишевые 3D-принтеры также позволяют печатать детали на песке., керамика, и даже живые материалы. Наиболее распространенные металлы, используемые в 3D-печати, включают алюминий., нержавеющая сталь, титан, и инконель. Также стоит отметить, что 3D-печать металла, дорогой ($100,000+) требуются промышленные машины. Некоторые материалы, такие как суперсплавы или ТПУ. (гибкий материал) невозможно создать с помощью ЧПУ, поэтому необходимо использовать с 3D-печатью или технологией быстрой оснастки..

Некоторые виды пластика можно напечатать на 3D-принтере и фрезеровать на станке с ЧПУ..

Простота использования

3Известно, что D-печать проще в использовании, чем обработка на станке с ЧПУ.. Это потому, что как только файл подготовлен, вам просто нужно выбрать ориентацию детали, заполните его, и поддержим при необходимости. Затем, как только печать начнется, супервизор не требуется, и принтер можно оставить до тех пор, пока деталь не будет завершена.. Требования к постобработке зависят от технологии.

тем не мение, Обработка на станке с ЧПУ — гораздо более трудоемкий процесс.. Требуется опытный оператор для выбора между различными инструментами., скорости вращения инструментов, путь резки, и любое изменение положения материала, из которого создается деталь.. Существуют также методы постобработки, которые могут потребовать больше времени..

Для ЧПУ требуется оператор, тогда как 3D-печать можно оставить в покое при печати..

Точность, Size Limitations & Geometric Complexity

Хотя существует несколько технологий 3D-печати., мы решили сравнить обработку на станках с ЧПУ и SLS., промышленный (не рабочий стол) FDM, и 3D-печать металла DMLS. В плане толерантности, Обработка на станке с ЧПУ превосходит все процессы 3D-печати., даже ДМЛС. тем не мение, с минимальной толщиной слоя, превосходство не такое глубокое и не такое точное, как у DMLS.

Процессы 3D-печати методом плавления в порошковом слое, такие как SLS и DMLS, ограничены в объеме сборки., однако. Даже технологии с большими объемами сборки, такие как FDM, не могут конкурировать с ЧПУ с точки зрения максимального размера деталей..

3D-печать известна своими преимуществами при создании деталей высокой геометрической сложности.. Хотя для некоторых технологий требуется поддержка, 3D-печать позволяет создавать детали с геометрией, которую не может воспроизвести ни один традиционный метод производства.. Такие технологии, как SLS и Multi Jet Fusion от HP, позволяют добиться этого даже без каких-либо вспомогательных структур..

Расходы

Хотя в среднем 3D-печать обходится дешевле., Стоимость зависит от количества необходимых деталей и того, как быстро они вам понадобятся.. Для больших объемов (более высокие двузначные числа до 100) ЧПУ, вероятно, будет более подходящим. Для небольших объемов, 3D-печать более уместна и дешевле. 3D-печать также более подходит, если вам нужны прототипы или детали очень быстро.. Однако существуют дополнительные факторы, которые затрудняют сравнение двух технологий.. К ним относятся материалы различной стоимости. (от дешевых материалов, таких как ABS, до материалов, которые могут стоить 500 долларов за кг, таких как PEEK.), и ремонт и замена техники (такие как головки с ЧПУ).

Экологически чистый

Поскольку ЧПУ предполагает резку материала от исходного блока, потом всегда будет беспорядок. Эти куски материала необходимо впоследствии очистить и выбросить., что не требуется от 3D-печати. Поскольку аддитивное производство формирует объект на платформе сборки из материала, подаваемого в машину., нет никакого беспорядка, кроме опор (если используется). Это делает 3D-печать более этичной из двух методов, поскольку остается меньше неиспользованных отходов..

Заключение

В целом подведу итог, нет идеального, универсальная техника. Хотя оба метода являются очень грамотными и полезными технологиями., наиболее подходящий вариант будет зависеть от материала, геометрическая сложность, объем производства, и бюджет. Чтобы узнать, что лучше всего подходит для вашей конкретной работы, мы советуем вам обратиться в местную или международную службу и попросить их совета.. При попытке производства собственными силами, подумайте о доступной вам технике и решите, подходит ли она для текущей работы.