CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Welche Technologie liefert überlegene Leistung?

Nach kontinuierlicher Aktualisierung und Iteration der Technologie hat sich die Produktionsmethode von Produkten auch von der traditionellen CNC-Bearbeitung (subtraktive Fertigung) zum 3D-Druck (additive Fertigung) entwickelt.

Natürlich hat 3D-Druck starke Vorteile, aber bedeutet das, dass CNC-Bearbeitung eliminiert wird? Dieser Artikel wird sich auf die Analyse dieser Frage konzentrieren, in der Hoffnung, die gleiche Verwirrung zu beantworten.

Was sind die Vorteile der CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist die Bearbeitung mit CNC-Bearbeitungswerkzeugen. CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen werden durch CNC-Bearbeitungssprache programmiert und gesteuert, normalerweise G-Code.

Die CNC-Bearbeitung G-Code-Sprache teilt der CNC-Werkzeugmaschine mit, welche kartesischen Positions-Koordinaten das Bearbeitungswerkzeug annimmt, und steuert den Vorschub und die Spindeldrehzahl des Werkzeugs sowie Funktionen wie Werkzeugwechsler und Kühlmittel.

CNC-Bearbeitung hat große Vorteile gegenüber manueller Bearbeitung! Z.B.:

1. Die durch CNC-Bearbeitung hergestellten Teile sind sehr präzise und wiederholbar;
2. CNC-Bearbeitung kann Teile mit komplexen Formen herstellen, die manuelle Bearbeitung nicht kann.

CNC-Bearbeitungstechnologie ist jetzt weit verbreitet, und die meisten Bearbeitungswerkstätten verfügen über CNC-Bearbeitungsfähigkeiten. Die gängigsten CNC-Bearbeitungsmethoden in typischen Werkstätten sind CNC-Drehen, CNC-Fräsen und EDM-Drahtschneiden.

CNC-Fräsmaschinen werden CNC-Fräsmaschinen oder CNC-Bearbeitungszentren genannt. Eine Drehmaschine, die CNC-Drehen durchführt, wird CNC-Drehzentrum genannt. CNC-Bearbeitungs-G-Codes können manuell programmiert werden, aber normalerweise verwenden Werkstätten CAM-Software (Computer Aided Manufacturing), um automatisch CAD-Dateien (Computer-Aided Design) einzulesen und G-Code-Programme zur Steuerung von CNC-Werkzeugmaschinen zu generieren.

Was sind die Vorteile des 3D-Drucks?

Als neue Fertigungstechnologie wird 3D-Druck von den Medien als Beginn der dritten industriellen Revolution gefeiert. Was ist also 3D-Druck?

3D-Druck gehört zu einer Art Rapid-Prototyping-Technologie, die eine Technologie zur Konstruktion von Objekten durch schichtweises Stapeln und Akkumulieren basierend auf einer digitalen Modelldatei (d.h. "Schichtbildung") ist. In der Vergangenheit wurde sie oft zur Herstellung von Modellen in den Bereichen Formenbau, Industriedesign etc. verwendet, aber jetzt wird 3D-Druck allmählich für die direkte Herstellung einiger Produkte eingesetzt. Besonders einige hochwertige Produkte (wie Hüftgelenke oder Zähne oder einige Flugzeugteile).

Vorteile der 3D-Drucktechnologie:

1. Materialeinsparung. Es müssen keine Reste entfernt werden, was die Materialausnutzung verbessert und die Kosten durch Aufgabe der Produktionslinie senkt;
2. Hohe Präzision und hohe Komplexität erreichbar, kann sehr komplexe Teile herstellen, die traditionelle Methoden nicht produzieren können;
3. Ohne Bedarf an traditionellen Werkzeugen, Vorrichtungen, Werkzeugmaschinen oder Formen können 3D-CAD-Grafiken beliebiger Form am Computer direkt in physische Produkte umgewandelt werden;
4. Automatisch, schnell, direkt und präzise das dreidimensionale Design im Computer in ein physisches Modell umwandeln und sogar direkt Teile oder Formen herstellen, wodurch der Produktentwicklungszyklus effektiv verkürzt wird;
5. 3D-Druck erfordert keine zentrale und feste Fertigungswerkstatt und hat die Merkmale verteilter Produktion;
6. 3D-Druck kann in Stunden Form annehmen, sodass Designer und Entwickler vom Grundriss zum Festkörper springen können;
7. Es können montierte Produkte gedruckt werden, wodurch Montagekosten gesenkt und sogar Massenproduktionsmethoden herausgefordert werden.

Was ist der Unterschied zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck?

Wenn wir wissen wollen, ob CNC-Bearbeitung durch 3D-Druck ersetzt wird, müssen wir zuerst den Unterschied kennen.

Unterschiede in den Materialien von 3D-Druck und CNC-Bearbeitung

3D-Druckmaterialien umfassen hauptsächlich Flüssigharz (SLA), Nylonpulver (SLS), Metallpulver (SLM), Gipspulver (Vollfarbdruck), Sandsteinpulver (Vollfarbdruck), Draht (FDM), Folie (LOM) etc.

Flüssigharze, Nylonpulver und Metallpulver machen den Großteil des Marktes für industriellen 3D-Druck aus.

Die für CNC-Bearbeitung verwendeten Materialien sind alle Plattenstücke, also plattenförmige Materialien. Durch Messen der Teilelänge, -breite, -höhe und -abnutzung werden entsprechende Plattengrößen für die Bearbeitung zugeschnitten.

Es gibt mehr Auswahlmöglichkeiten bei CNC-Bearbeitungsmaterialien als beim 3D-Druck. Allgemeine Hardware- und Kunststoffplatten können CNC-bearbeitet werden, und die Dichte der geformten Teile ist besser als beim 3D-Druck.

Unterschiede in den Teilen durch Formgebungsprinzipien

Wie wir zuvor erwähnten, ist 3D-Druck eine Art additiver Fertigung. Sein Prinzip besteht darin, das Modell in N Schichten/N Mehrpunkte zu schneiden und sie dann schichtweise/bitweise in Reihenfolge zu stapeln, genau wie Bausteine.

Daher kann 3D-Druck Teile mit komplexen Strukturen effektiv verarbeiten, wie Hohlteile, während CNC Schwierigkeiten hat, Hohlteile zu bearbeiten.

CNC-Bearbeitung ist subtraktive Fertigung. Die erforderlichen Teile werden gemäß dem programmierten Werkzeugpfad durch verschiedene Werkzeuge, die mit hoher Geschwindigkeit laufen, ausgeschnitten. Daher kann CNC-Bearbeitung nur abgerundete Ecken mit einem bestimmten Radius bearbeiten, aber keine inneren rechten Winkel direkt bearbeiten, was durch Verfahren wie Drahtschneiden/Funkenerosion realisiert werden muss. Außenrechtecke sind bei CNC-Bearbeitung kein Problem.

Daher können Teile mit inneren rechten Winkeln für 3D-Druck in Betracht gezogen werden.

Auch die Oberfläche: Wenn die Oberfläche des Teils relativ groß ist, wird empfohlen, 3D-Druck zu wählen. CNC-Bearbeitung der Oberfläche ist zeitaufwändig, und wenn Programmiererfahrung und Bedienererfahrung nicht ausreichen, bleiben leicht sichtbare Linien auf den Teilen.

Manche sagen, 3D-Druck nutzt Kuchenmehl, um einen Kuchen aufzubauen, und CNC schneidet einen großen Kuchen in kleine Kuchen. Das ist wirklich einfach und verständlich.

Unterschiede in der Nachbearbeitung

Es gibt nicht viele Nachbearbeitungsoptionen für 3D-gedruckte Teile, allgemein Schleifen, Ölspritzen, Entgraten, Färben etc.

Es gibt verschiedene Nachbearbeitungsoptionen für CNC-bearbeitete Teile, zusätzlich zu Schleifen, Ölspritzen, Entgraten: Galvanisieren, Siebdruck, Tampondruck, Metalloxidation, Lasergravur, Sandstrahlen etc.

Es gibt eine Reihenfolge der Gehörlosigkeit, und es gibt Spezialisierungen in der Kunstbranche. CNC-Bearbeitung und 3D-Druck haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Wahl der richtigen Bearbeitungstechnologie hat entscheidende Auswirkungen auf Ihr Prototypenprojekt.

Wird 3D-Druck CNC-Bearbeitung ersetzen?

Obwohl CNC-Bearbeitung als altmodische Bearbeitungstechnologie existiert, wurde die Bearbeitungsfeinheit durch kontinuierliche Software- und Hardware-Optimierung erheblich verbessert (insbesondere in der Nachbearbeitung können verschiedene Oberflächenbehandlungsmethoden verwendet werden). Obwohl 3D-Druck viele Vorteile hat, wird CNC-Bearbeitung definitiv nicht durch 3D-Druck ersetzt.

• CNC-Bearbeitung kann die Anzahl der Werkzeuge erheblich reduzieren, und Teile mit komplexen Formen benötigen keine komplexen Werkzeuge. Wenn Sie Form und Größe des Teils ändern möchten, müssen Sie nur das Teilebearbeitungsprogramm ändern, was für Neuproduktentwicklung und -änderung geeignet ist.
• Die Bearbeitungsqualität der CNC-Bearbeitung ist stabil, die Bearbeitungsgenauigkeit hoch, und die Wiederholbarkeit hoch, was für die Bearbeitungsanforderungen von Flugzeugen geeignet ist.
• Bei Mehrsorten-Kleinserienfertigung ist die Produktionseffizienz hoch. CNC-Bearbeitung kann die Zeit für Produktionsvorbereitung, Werkzeugmaschineneinstellung und Prozessinspektion reduzieren, und die Schneidezeit wird durch Verwendung der optimalen Schnittmenge reduziert.
• CNC-Bearbeitung kann komplexe Profile bearbeiten, die mit konventionellen Methoden schwer zu bearbeiten sind, und sogar einige nicht beobachtbare Bearbeitungsteile verarbeiten.

Als hochwertiger CNC-Bearbeitungsdienstleister in China erhält JTR täglich eine große Anzahl von Aufträgen von Kunden weltweit. Dies zeigt, dass CNC-Bearbeitung auf dem Produktions- und Bearbeitungsmarkt von Produkten immer noch einen starken Vorteil hat. Zudem ist der detaillierte Ausdruck, den CNC-Bearbeitung dem Produkt verleihen kann, vom 3D-Druck unerreicht.