Polymer-CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck:Checkliste zur Auswahl der richtigen

Es gibt Polymere wie ABS, PA (Nylon) oder PC, die sowohl CNC-bearbeitet als auch 3D-gedruckt werden können, daher ist es eine häufige Frage, wann Polymer-CNC-Bearbeitung und wann 3D-Druck verwendet werden sollte. Dieser Artikel führt Sie durch die Hauptunterschiede zwischen maschineller Bearbeitung und Druck von Polymeren und schlägt einige Fragen vor, die Sie sich stellen müssen, um die richtige Option auszuwählen.

Zwei Ansätze:subtraktive und additive Fertigung

Während die Endergebnisse ähnlich sein mögen, arbeiten CNC-Bearbeitung und 3D-Druck auf entgegengesetzte Weise.

CNC-Bearbeitung (subtraktiver Prozess)

Die CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Fertigungsprozess, der mit einem festen Block aus Kunststoffmaterial beginnt, der in das gewünschte Produkt geschnitten oder geformt wird, indem überschüssiges Material mit einer Vielzahl von scharfen rotierenden Werkzeugen oder Schneidwerkzeugen entfernt wird.                                        

3D-Druck (additives Verfahren)

Beim 3D-Druck handelt es sich um additive Fertigung, d. h. das Ausgangsmaterial wird Schicht für Schicht aufgebaut und nicht wie bei der subtraktiven Fertigung abgetragen. Beim 3D-Druck werden dreidimensionale Objekte aus dem Lesen eines virtuellen Computerdesigns erstellt und durch die Verwendung von Materialfäden oder -pulvern in ein reales und greifbares Teil reproduziert.

Checkliste zur Wahl zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck

Wenn es um die Auswahl zwischen CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck zur Herstellung von Polymerteilen geht, empfehlen wir Ihnen, einige grundlegende Fragen zu beantworten.

Wie stark soll mein Teil sein?

CNC-bearbeitete Teile sind isotrop und weisen im Vergleich zu anisotropen 3D-gedruckten Teilen in der Regel bessere mechanische und thermische Eigenschaften auf, da sie Schicht für Schicht aufgebaut werden und zwischen diesen Schichten strukturelle Schwächen auftreten können.

Fazit :Es wäre besser, sich für die CNC-Bearbeitung zu entscheiden, wenn die Festigkeit Ihres Teils im Vordergrund steht (z. B. Funktionsteile einer Maschine). Wenn die Stärken für Ästhetik oder andere Qualitäten beeinträchtigt werden können, ist der 3D-Druck die erste Wahl (z. B. Prototypen).

Wie schnell brauche ich das Teil?

In Anbetracht der Tatsache, dass das obige Teil mit ABS hergestellt werden muss, beträgt die Bearbeitungszeit für den 3D-Druck mit FDM-Technologie bei Xometry durchschnittlich etwa 3-5 Arbeitstage, während die Bearbeitungszeit für die CNC-Bearbeitung bei 10 Tagen beginnen würde.

Fazit: Entscheiden Sie sich für den 3D-Druck, wenn das Teil schnell benötigt wird.

Wie viele Teile brauche ich?

Die Anzahl der benötigten Teile ist ein Schlüsselfaktor bei der Entscheidung für das Verfahren. Bei größeren Mengen ist CNC im Vergleich zu Massendruckteilen wahrscheinlich billiger. Für kleine Mengen (unter 10) ist der 3D-Druck geeigneter und billiger. Für einfache 3D-Druckverfahren wie FDM oder SLS, die mit erschwinglichen Kunststoffen wie ABS, PC, Nylon, Einzelteilen oder kleinen Mengen (identisch und nicht identisch) verwendet werden, ist der 3D-Druck zweifellos die Option. MJF ist auch eine weitere praktikable Option für mittelgroße Mengen und weit verbreitet.

Lassen Sie uns die Preise mit der Xometry Instant Quoting Engine mit diesem Referenzmodell überprüfen.

Unter Berücksichtigung des obigen Referenzteils ist die Kosten-pro-Menge-Analyse für 3 Technologien, CNC-Bearbeitung (ABS), FDM (ABS) und MJF (PA12 Grey) wie folgt. Es zeigt, wie dramatisch der Preis pro Stück für die CNC-Bearbeitung von ABS sinkt, für FDM gleich bleibt und für MJF leicht sinkt. Bei großen Chargen (z. B. über 500) ist der Preis für die CNC-Bearbeitung von ABS niedriger als jeder 3D-Druck, insbesondere bei Teilen, bei denen mehr Material entfernt als gedruckt werden muss.

Fazit :Entscheiden Sie sich für den 3D-Druck für kleine Serien und entscheiden Sie sich für die CNC-Bearbeitung für mittelgroße Serien, da die Kosten mit der Menge sinken und viel niedriger werden. Erwägen Sie den MJF-3D-Druck für mittelgroße Serien, da die Technologie es ermöglicht, mehrere Teile gleichzeitig zu drucken, was den Preis pro Einheit senkt.

Kann mein Design subtraktiv bearbeitet werden?

Kunststofffreie, organische Geometrien können leicht mit polymerbasierten Pulverbettfusionsverfahren wie SLS oder MJF hergestellt werden, da sie keine Unterstützung benötigen. Obwohl FDM oder SLA Stützstrukturen verwenden, können diese später während der Nachbearbeitung entfernt werden. Die Fähigkeit, hochkomplexe Geometrien herzustellen, ist eine der wesentlichen Stärken des 3D-Drucks. Bei der CNC-Bearbeitung sind einige komplexe Geometrien (z. B. Gitterstrukturdesigns) nicht möglich, da das Werkzeug nicht auf alle Oberflächen der Komponenten zugreifen kann.

Fazit :Entscheiden Sie sich für den 3D-Druck, wenn Ihr Design Merkmale aufweist, die mit CNC-Bearbeitung nicht hergestellt werden können

Welche Größen und Toleranzen werden benötigt?

Die CNC-Bearbeitung bietet letztendlich bessere Leistungseigenschaften und eine größere Maßgenauigkeit als der 3D-Druck. Wenn Ihr Produkt ein einzigartiges Design mit engen Toleranzen erfordert, ist der 3D-Druck möglicherweise nicht die beste Option für mechanisch kritische Komponenten.

	Toleranz	Min. Schichtdicke	Max. Volumen aufbauen
CNC	± 0,025 – 0,125 mm	Schnitttiefe 0,01 mm	Bis zu 2000 x 800 x 1000 mm
SLS	± 0,3 mm	0,1-1,5 mm	Bis zu 340 x 340 x 605 mm
FDM	± 0,3 mm	0,2-0,8 mm	bis zu 914 x 610 x 914 mm
MJF	± 0,3 mm	0,08 mm	bis zu 380 x 284 x 380 mm

Im Vergleich dazu ist die CNC-Bearbeitung dem 3D-Druck in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften, die sie dem Material verleiht, deutlich voraus. In Anbetracht der Anforderungen an Präzisionskomponenten in Bereichen wie Medizin und Luft- und Raumfahrt ist CNC die beste Option, da es fast keinen Spielraum für Fehler bietet.

Die CNC-Bearbeitung kann auch größere Teile herstellen als herkömmliche 3D-Drucktechnologien wie FDM, SLS oder MJF.

Schlussfolgerung: Entscheiden Sie sich für die CNC-Bearbeitung, wenn Sie enge Toleranzen, Abmessungen sowie großformatige Komponenten benötigen

Welches Material brauche ich?

Es gibt Polymere, die sowohl bearbeitet als auch gedruckt werden können (z. B. ABS, PA, PC), aber der 3D-Druck bietet eine viel größere Auswahl an Polymeren mit fortschrittlichen Eigenschaften. Zum Beispiel gibt es spezielle Harze wie CLIP-Harze, die in Carbon DLS und flexiblen Kunststoffen (TPU) verwendet werden, die eine hohe Leistung und Flexibilität bieten, eine CNC-Bearbeitung ist überhaupt keine Option.

Fazit :Wenn Sie starre Kunststoffe wie ABS, PC oder PA benötigen, können sowohl die CNC-Bearbeitung als auch der 3D-Druck verwendet werden, während für flexible und harzartige Kunststoffe der 3D-Druck die einzige Option ist.

Schnellcheck

Es gibt keine eindeutige Lösung, da beide Technologien sehr kompetent und nützlich sind, die am besten geeignete hängt vom Material, der geometrischen Komplexität, dem Herstellungsvolumen und dem Budget ab, wie oben beschrieben. Hier die zusammengefassten Informationen für einen schnellen Check

	Polymer-CNC-Bearbeitung	3DP
Mechanische Eigenschaften	⭐⭐⭐	⭐
Prototyping	⭐	⭐⭐⭐
Kosten	Günstiger für mittelgroße Serien	Günstiger für Kleinserien
Bearbeitungszeit	⭐	⭐⭐⭐
Polymerauswahl	⭐⭐	⭐⭐⭐
Komplexität des Designs	⭐⭐	⭐⭐⭐
Maßgenauigkeit	⭐⭐⭐	⭐
Details und Auflösung	⭐⭐⭐	⭐⭐
Große Teilegröße	⭐⭐⭐	⭐

---

Um herauszufinden, welches für Ihren speziellen Job am besten geeignet ist, und um die Preise zu vergleichen, sehen Sie sich die Instant Quoting Engine von Xometry an.