CNC-Bearbeitung VS 3D-Druck, was ist der Unterschied?

Wenn Sie neue Teile oder Kleinserienproduktionsprojekte erstellen möchten, können Sie zwei Fertigungsmethoden verwenden:CNC-Bearbeitung und 3D-Druck. Beide Optionen sind für moderne Fertigungsprozesse unerlässlich. Jede Option hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Herstellungsmethoden. Beides sind computergestützte Fertigungsprozesse, während CNC-Bearbeitung und 3D-Druck im Gange sind. Produktionskapazität und Endproduktergebnisse sind sehr unterschiedlich.

Obwohl diese beiden Verfahren in bestimmten Anwendungen manchmal ähnliche Ergebnisse liefern, ist die Art und Weise, wie sie diese Ergebnisse erzielen, ziemlich unterschiedlich. Jeder Prozess wurde entwickelt, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Daher ist es wichtig zu wissen, welche Methode Ihren Anforderungen am besten entspricht. Im Folgenden stellen wir die Vorteile der einzelnen Produkte vor, damit Sie Ihren nächsten Produktionsauftrag durchsuchen können.

CNC-Bearbeitung:

Die CNC-Bearbeitung ist eine gängige subtraktive Fertigungstechnologie. Der Prozess beginnt normalerweise mit einem Block aus festem Material, und dann werden verschiedene scharfe rotierende Werkzeuge oder Schneidwerkzeuge verwendet, um das Material zu entfernen, um die gewünschte endgültige Form zu erreichen. Es kann für die einmalige Kleinserienfertigung und die Mittel- bis Serienfertigung verwendet werden.

(Was ist CNC-Bearbeitung?)

Wie es funktioniert

Zunächst verwenden Ingenieure CAD oder computergestützte Software, um 2D- oder 3D-Modelle zu erstellen. Dann wird ein computergestütztes Fertigungsprogramm (CAM) verwendet, um die CAD-Datei in Anweisungen umzuwandeln. Nachdem die Anweisung erstellt wurde, wandelt das Nachbearbeitungsprogramm sie in einen bestimmten Befehl um und überträgt ihn dann zur Ausführung an die CNC-Werkzeugmaschine, wobei die erforderlichen Komponenten aus dem Schüttgut ausgeschnitten werden. Es zeichnet sich durch hervorragende Wiederholbarkeit, hohe Präzision und eine große Auswahl an Materialien und Oberflächengüten aus.

3D-Druck

Bei der additiven Fertigung (AM) oder dem 3D-Druckverfahren werden Teile hergestellt, indem Material Schicht für Schicht hinzugefügt wird. Der AM-Prozess erfordert keine speziellen Werkzeuge oder Vorrichtungen, sodass die anfänglichen Einrichtungskosten minimiert werden können.

Der 3D-Druck hat große Anwendungsmöglichkeiten im medizinischen Bereich, in dem Organe, Prothesen und Implantate hergestellt werden können. Die Lebensmittelindustrie nutzt diese Technologie auch zur Herstellung von Lebensmitteln, indem die Lebensmittel Schicht für Schicht extrudiert werden. Künstler verwenden es oft, um Kunst zu machen, während Modedesigner es verwenden, um Kleidung und Schmuck herzustellen.

Wie es funktioniert

Zunächst verwenden Ingenieure CAD, um ein 3D-Modell zu erstellen. Fehler im fertigen Modell der Analyse umfassen normalerweise Löcher und sich schneidende Flächen.

Dann verwandelt ein Programm namens Slicer den 3D-Drucker in eine Reihe dünner 2D-Schichten, um das Modell für den 3D-Drucker vorzubereiten, wodurch G-Code-Dateien generiert werden. Diese Datei enthält eine Reihe von Anweisungen, die vom Drucker ausgeführt werden sollen.

Als nächstes liest ein 3D-Drucker die G-Code-Datei und legt jeweils eine Materialschicht ab, um ein dreidimensionales Objekt zu erstellen. Je nach Größe und Komplexität des Modells und der verwendeten Methode kann der Druckvorgang Stunden bis Tage dauern. Manchmal müssen Komponenten gereinigt, poliert oder versiegelt werden, bevor sie verwendet werden können.

Unterschiede zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck

CNC-Bearbeitung und 3D-Druck haben einige grundlegende Gemeinsamkeiten:Beispielsweise basieren sie alle auf 3D-Modellen und 3D-Produkte nach Anleitung am Computer herstellen. Sie sind mit STL- und OBJ-Dateitypen kompatibel. Neben diesen grundlegenden Gemeinsamkeiten können CNC-Bearbeitung und 3D-Druck auch unterschiedliche Anforderungen erfüllen und unterschiedliche Vorteile bieten. Aber sie haben noch viele Unterschiede.

M Material

CNC wird hauptsächlich für die Bearbeitung von Metall verwendet. Es kann auch zur Verarbeitung von Thermoplasten, Acryl, Weich- und Hartholz, Modellierschaum und Verarbeitung von Wachs verwendet werden. CNC-Präzisionsteile werden hauptsächlich in Motoren, Flugzeugen, Produktionsmaschinen und anderen hochfesten Umgebungen eingesetzt.

Der 3D-Druck wird hauptsächlich für Kunststoffe verwendet, während der Einsatz von Metall relativ gering ist. Einige Techniken können Teile aus Keramik, Wachs, Sand und Verbundmaterialien herstellen. Schwierig zu verarbeitende Materialien (wie TPU und Metall-Superlegierungen) können 3D-gedruckt werden. Im Vergleich zu CNC-Teilen können sie geringere mechanische Eigenschaften haben.

Die meisten 3D-Drucker verwenden additive Fertigungsverfahren, um Produkte aus speziellen Kunststoffen, Harzen, Metallen und anderen Materialien herzustellen. Aufgrund der einzigartigen Materialien, die im Druckprozess verwendet werden, haben 3D-Teile normalerweise nicht die Festigkeit, die für den Einsatz in rauen Umgebungen wie Flugzeugen, Fahrzeugen und Produktionsmaschinen erforderlich ist.

S pinkelte

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen CNC und additiver Fertigung ist die Geschwindigkeit. Bei der Massenproduktion von Produkten ist die CNC-Bearbeitung schneller, da sie das Fließband der Maschine umfasst, die jedes Teil produziert. Ein 3D-Drucker stellt das gesamte Produkt von Anfang bis Ende her, daher ist es nicht für die Massenproduktion geeignet. Der additive Prozess des 3D-Drucks von Grund auf dauert länger als der subtraktive Prozess des Entfernens von Material von bestehenden Materialblöcken.

Präzision

Die CNC-Bearbeitung hat strenge Toleranzen und eine hervorragende Wiederholbarkeit. Teile von groß bis klein können präzise CNC-bearbeitet werden. Unterschiedliche 3D-Drucksysteme bieten unterschiedliche Maßhaltigkeit. Industriemaschinen können Teile mit sehr guten Toleranzen herstellen. Wenn enge Lücken benötigt werden, können die Schlüsselabmessungen des 3D-Drucks überdimensioniert und dann in der Nachbearbeitung verarbeitet werden. Die auf CNC-Walzwerken verarbeiteten Materialien (z. B. Aluminium) sind genauer als FDM, das in vielen 3D-Druckern verwendet wird, und FDM neigt dazu, sich zu verformen, wenn es übermäßiger Hitze ausgesetzt wird.

Teilekomplexität

Bei der Konstruktion von CNC-bearbeiteten Teilen müssen viele Einschränkungen berücksichtigt werden. CNC-Werkzeugmaschinen können bestimmte Geometrien nicht verwenden (selbst bei 5-Achsen-CNC-Systemen), da das Werkzeug nicht auf alle Oberflächen des Teils zugreifen kann. Die meisten geometrischen Formen erfordern rotierende Teile, um auf verschiedene Seiten zugreifen zu können. Eine Neupositionierung erhöht die Verarbeitungs- und Arbeitszeit und erfordert möglicherweise kundenspezifische Vorrichtungen und Vorrichtungen, die sich auf den Endpreis auswirken.

Im Vergleich zu CNC gibt es beim 3D-Druck fast keine geometrischen Einschränkungen. Die meisten Technologien (wie FDM oder SLM/DMLS) erfordern Stützstrukturen, die während der Nachbearbeitung entfernt werden.

Da keine Stütze erforderlich ist, können frei geformte organische organische geometrische Formen leicht durch ein polymerbasiertes Pulverbettschmelzverfahren hergestellt werden. Die Fähigkeit, hochkomplexe geometrische Formen herzustellen, ist einer der Hauptvorteile des 3D-Drucks. Es öffnet auch die Tür zur Teilezusammenführung, bei der mehrere Komponenten zu einem Teiledesign kombiniert werden können, um die Anzahl der Formen zu reduzieren.

W Bitte

Einer der Hauptunterschiede zwischen der additiven Fertigung und der subtraktiven Fertigung ist die Menge an Abfall, die sie erzeugen. Da die CNC-Bearbeitung Materialien wegnimmt, wird sie schließlich eine große Menge an nicht recycelbarem Abfall produzieren. Die Reinigung ist etwas fummelig. Beim 3D-Druck entsteht jedoch weniger Abfall, da die Technologie nur die Materialien benötigt, die zum Bau des Werkstücks benötigt werden. Der 3D-Drucker verwendet nur genau die Menge an Material, die für die Herstellung des Teils benötigt wird, sodass danach kein Aufräumen erforderlich ist. 3D-Drucker erzeugen auch weniger Lärm, da sie während der Produktion nicht vibrieren.

Anwendungsbereich

Wenn die Fertigung sehr starke, präzise und/oder hitzebeständige Werkstücke erfordert, ist das CNC-Fräsen die bessere Lösung. Der 3D-Druck hat speziellere Anwendungsbereiche:Er kann für Bioprinting, Lebensmitteldruck, Bauzwecke und im Weltraum eingesetzt werden.

C östlich

Bei der Herstellung eines Teils auf einer CNC-Maschine bringt eine kleine Menge normalerweise höhere Stückkosten, aber die Massenproduktion wird immer wirtschaftlicher. Dies macht CNC zur idealen Wahl für die Massenproduktion.

Beim Einsatz des 3D-Drucks sind die Output-Kosten pro Einheit unabhängig von der Losgröße gleich. Bei der Produktion einer kleinen Anzahl von Artikeln sind die entsprechenden Kosten pro produzierter Einheit von Vorteil, aber bei der Massenproduktion kann die Produktkonsistenz zu einem Problem werden.

Bei Verwendung von CNC-Maschinen steigen die Stückkosten des Produkts entsprechend der Komplexität und Genauigkeit der Ausgabe. Die höheren Kosten für komplexe CNC-Ausgaben sind normalerweise auf die größere Anzahl erforderlicher Werkzeugwege, die geringere Anzahl verwendeter Werkzeuge und den Zeitaufwand für die Ausführung dieser Aufgaben zurückzuführen. Unabhängig von der Komplexität der produzierten Einheit sind die Kosten für einen 3D-Druckauftrag gleich.

C Abschluss

CNC-Technologie und 3D-Druck überschneiden sich teilweise in ihrer Funktion, aber ihre jeweiligen Vorteile machen sie für spezielle Anwendungen geeignet. Es ist wie ein Bleistift und ein Kugelschreiber. Für manche Jobs brauchst du einen Bleistift, aber für andere Jobs ist ein Kugelschreiber ein besseres Werkzeug. Die CNC-Bearbeitung eignet sich normalerweise am besten für Projekte, die präzise, ​​hochpräzise Produkte aus leicht verfügbaren Materialien erfordern. Die Eigenschaften von 3D-Druckern machen sie sehr geeignet für die Erstellung von Prototypen, visuellen Grundlagen und kundenspezifischen Produkten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es auf der Welt viel Platz für 3D-Drucker und CNC-Maschinen gibt.