CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck:Folgendes müssen Produktdesigner wissen

Sie sind Produktdesigner und möchten Prototypen erstellen oder in Serie produzieren? Wenn ja, stehen Sie bei der Wahl zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck zur Herstellung Ihrer Produkte wahrscheinlich an einem Scheideweg.

CNC-Bearbeitung und 3D-Druckㅡzwei der heutzutage beliebtesten Fertigungsmethodenㅡkönnen nahezu jedes Produktdesign herstellen, das Sie sich ausdenken. Jede Methode hat jedoch ihre einzigartige Funktionsweise, Vorteile und Leistungsfähigkeit, wodurch sie sich ideal für verschiedene Konstruktionsszenarien eignet.

Dieser Artikel behandelt einige Schlüsselbereiche, die Sie bewerten müssen, bevor Sie sich für die CNC-Bearbeitung oder den 3D-Druck für Ihr Produktentwicklungsprojekt entscheiden. Darüber hinaus stellen wir hilfreiche Informationen zu jedem Verfahren, herstellbaren Merkmalen, Materialeignung und Nachbearbeitungsoptionen zur Verfügung.

Vergleich der Prozesse:CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck

CNC-Bearbeitung und 3D-Druck sind im Betrieb ziemlich ähnlich:Sie wandeln ein 3D-CAD-Modell (Computer Aided Design) in eine Reihe von Computeranweisungen um, um Teile autonom herzustellen. Diese Herstellungsverfahren unterscheiden sich jedoch darin, wie sie Teile herstellen.

CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung ist eine subtraktive Fertigung Methode. Dabei werden Teile des Materials von einem Block (oder Werkstück) entfernt, um das gewünschte Teil mit Schneidwerkzeugen zu erstellen. Computer Numerical Control (CNC)-Technologie steuert den Bewegungsablauf des Schneidwerkzeugs (und des Werkstücks), um das gewünschte Teil zu erstellen.

Abbildung 1:CNC-Bearbeitungsprozess

3D-Druck

3D-Druck ist eine additive Fertigung Methode. Dabei werden Materialien Schicht für Schicht hinzugefügt, um das gewünschte Produkt zu bilden. Der Prozess erfordert keine speziellen Werkzeuge oder Vorrichtungen.

Abbildung 2:3D-Druckprozess

Geometrie, minimale Merkmalsgröße und Kostenunterschiede

Die subtraktive Natur der CNC-Bearbeitung ermöglicht die Erstellung einer breiten Palette komplexer Geometrien mit einer minimalen Strukturgröße von 1 mm. Beispielsweise sind CNC-Fräsmaschinen ideal zum Erstellen von Löchern, Winkelschnitten und Hohlräumen, während CNC-Drehmaschinen besser für komplexe zylindrische Formen geeignet sind.

Abbildung 3:Rendering eines CNC-Frästeils

Es kann jedoch schwierig sein, versteckte Merkmale und Hinterschneidungen mit CNC-Maschinen zu erstellen.

3D-Drucker eliminieren die geometrischen Herausforderungen und Einschränkungen bei der CNC-Bearbeitung und ermöglichen Ihnen die Herstellung komplexer Geometrien. Die meisten 3D-Drucker haben jedoch minimale Strukturgrößen zwischen 0,25 mm und 0,8 mm und verursachen erhebliche Herstellungskosten und Vorlaufzeiten, insbesondere bei großvolumigen Teilen.

Darüber hinaus können geringfügige Abweichungen in der Größe Ihres Produkts Ihre Herstellungskosten für den 3D-Druck erheblich erhöhen.

Betrachten Sie beispielsweise das in Abbildung 4 gezeigte 3D-CAD-Modell eines 100 x 100 x 100 mm großen Würfels. Sie werden überrascht sein, dass dieser Würfel das doppelte Volumen eines 80 x 80 x 80 mm großen Würfels hat. Wenn Sie sich also für den 3D-Druck dieses großvolumigen Teils entscheiden, können Sie damit rechnen, mehr Rohstoffe zu verbrauchen und doppelt so viel zu zahlen wie für den kleineren Würfel.

Abbildung 4:Variationen in der Produktgröße können Ihre Herstellungskosten für den 3D-Druck erheblich erhöhen.

Materialoptionen verfügbar

CNC-Maschinen sind mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel, darunter Metalle, Kunststoffe, Holz und Verbundwerkstoffe, solange diese Materialien in Blöcken verfügbar sind. Zu den häufig verwendeten Materialien für die CNC-Bearbeitung gehören beispielsweise Aluminium, Edelstahl, Messing, Titan, Zinklegierung, Polycarbonat, Acryl, Polypropylen und PEEK.

Abbildung 5:Rendering eines CNC-bearbeiteten Aluminiumteils

3D-Drucker sind auch mit verschiedenen Materialien kompatibel, werden aber häufiger für Kunststoffe (wie ABS, Nylon, PLA, ULTEM und PEEK), Keramiken und Photopolymere verwendet. Sie können auch Metalle wie Aluminium, Titan und Superlegierungen in 3D drucken, aber denken Sie daran, dass 3D-gedruckte Metalle nicht billig vom Band kommen.

Abbildung 6:Rendering eines 3D-gedruckten Kunststoffs

Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit

CNC-Maschinen und 3D-Drucker können Teile mit extrem glatten Oberflächen herstellen. Wenn Ihre Teile jedoch eine außergewöhnliche Glätte erfordern, um mit anderen Teilen zusammenzupassen, sollten Sie die Verwendung von CNC-Maschinen für ihre Herstellung in Betracht ziehen. CNC-Maschinen verfügen über einen großen Steuerungsbereich, mit dem Sie enge Toleranzen und eine höhere Oberflächenqualität erzielen können.

Dennoch bieten die CNC-Bearbeitung und der 3D-Druck ein breites Spektrum an Möglichkeiten der Oberflächenveredelung. Beispielsweise können Sie CNC-bearbeitete Teile eloxieren, pulverbeschichten, perlstrahlen und passivieren. Ebenso umfassen die Oberflächenveredelungsoptionen für 3D-gedruckte Teile Plattieren, Perlstrahlen und Wärmebehandlungen, um das Produkt zu stärken.

Abbildung 7:Rendering eines eloxierten Aluminiumteils

Abbildung 8:Rendering eines CNC-bearbeiteten Teils mit Pulverbeschichtung

Erfahren Sie mehr:Oberflächenbeschaffenheit und das Oberflächenrauheitsdiagramm

3D-Druck vs. CNC-Bearbeitung:So wählen Sie die ideale Methode aus

Wie wir besprochen haben, können sowohl CNC-Bearbeitung als auch 3D-Druck viele Arten von Teilen herstellen.

Wie wir unseren Kunden bei Gensun jedoch immer sagen, gibt es keine perfekte Herstellungsmethode, die für alle passt. Die ideale Methode hängt in erster Linie von Ihrem Produktdesign, der Geometrie, den Toleranzen und den Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit ab. Wir empfehlen Ihnen, mit einer erstklassigen Maschinenwerkstatt zusammenzuarbeiten, deren Ingenieure in der Lage sind, Ihre Anwendungsanforderungen mit Ihnen zu besprechen.

Gensun Precision Machining ist ein führender Anbieter von CNC-Bearbeitungs- und 3D-Druckdiensten in Asien. Wir verfügen über ein Team aus sehr erfahrenen Ingenieuren und Maschinisten sowie modernste Fertigungstechnologien, um Ihr Produkt richtig fertigzustellen.

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Hinweis:Dieser Artikel wurde ursprünglich im Juni 2021 veröffentlicht und im Mai 2022 aktualisiert