CNC ir 3D spausdinimas – kuris metodas tinkamiausias detalei sukurti?

Tinka sukurti jūsų dalį?

Gamintojai visame pasaulyje dažnai ieško įvairių funkcinių dalių kūrimo galimybių.

Jie ieško modernių metodų, kaip sumažinti gamybos sąnaudas, laiką ir energiją. Būtent čia jų paieškos ir baigiasi. Jiems reikia rinktis tarp CNC ir 3D spausdinimo.

Ar esate vienas iš tų gamintojų? Ar norite kurti funkcionalias detales naudodami 3D spausdinimą ar CNC apdirbimą? Žinoma, 3D spausdinimas gali suteikti jums kokybę, būtiną pramoninio lygio gamybai.

Tačiau žinoti CNC ir 3D spausdinimo skirtumus yra labai svarbu, nes tai gali padėti jums pasirinkti geriausią gamybos linijos techniką.

Taigi, šiandienos straipsnyje panagrinėkime CNC ir 3D spausdinimą!

Kas yra CNC apdirbimas?

Vaizdo šaltinis : https://pixabay.com/photos/cnc-machine-milling-drill-industry-5770325/

CNC apdirbimas yra kompiuterinio skaitmeninio valdymo santrumpa. Tai subtraktinės gamybos forma. Taigi, tai jau daugelį metų yra pranašesnis metodas.

Šis metodas atsirado XX a. 1940-ajame dešimtmetyje. Jis buvo naudojamas itin pažangioms detalėms, kurioms reikėjo optimalaus tikslumo, apdirbti. CNC apdirbimui reikia išpjauti arba atimti dalis iš medžiagų blokų, kad būtų sukurti galutiniai produktai.

Šiais laikais ši gamybos rūšis vykdoma įvairiomis formomis. Tai apima drožybą, vielinį EDM ir lazerinį pjovimą. Kitos yra tekinimas ir frezavimas.

Kas yra 3D spausdinimas?

Vaizdo šaltinis : https://pixabay.com/vectors/3d-printer-3d-printing-3d-printer-3311587/

3D spausdinimas taip pat vadinamas prototipų kūrimu arba aditive gamyba. Tai vienas iš naujausių gamybos mechanizmų.

Iki šiol 3D spausdinimas smarkiai išaugo. Taip yra dėl medžiagų ir technologijų pažangos. Ši gamybos forma atsirado dar devintajame dešimtmetyje.

Produktų kūrėjai naudoja šį metodą prototipams atkurti iš skaitmeninių dizainų. Kai kurie žmonės jį renkasi dėl lankstumo, mažos kainos ir greičio.

3D spausdinimo procesas vyksta sluoksnis po sluoksnio. Jis būna įvairių technologinių formų. Be to, juo galima spausdinti daugelį metalinių ir polimerinių medžiagų.

Abi technologijos turi savo privalumų ir trūkumų. Dauguma jų yra susijusios su produktų kūrimu ir gamyba. Yra argumentų, į kuriuos reikia atsižvelgti nustatant idealų metodą jūsų taikymui ar procesui.

Tačiau labai svarbu atkreipti dėmesį, kad šie du metodai dažnai gali vienas kitą papildyti. Jie gali egzistuoti greta. Norėdami nustatyti, ar šios technologijos gali būti naudingos jūsų pramonei, pateikiame keletą veiksnių:

• Gamybos procesas
• Dizaino kūrimas
• Įmonės kultūra
• Verslo modelis

Pavyzdžiui, mechaninės dirbtuvės gali naudoti CNC apdirbimą, jei jų gamybos poreikiai yra dideli. Tuo pačiu metu jos gali naudoti 3D spausdinimą, kad sukurtų detales su sudėtingais ar pažangiais dizainais ar geometrinėmis figūromis. To negali padaryti CNC apdirbimas.

Ar 3D spausdinimas gali tapti CNC pakaitalu?

Nuo pat pasirodymo CNC apdirbimas pasirodė esąs tipiškiausias prototipų kūrimo metodas iki šiol. Taip, yra ir kitų naujų metodų. Tačiau jie neprilygsta šiai subtraktyviosios gamybos formai, net jei jie egzistuoja kartu.

Kas žino, ar ateityje kas nors pasikeis. Nesame tikri, nes tikimybė yra lygi 50/50. 3D spausdinimas gali pranokti CNC apdirbimą, o gal ir ne.

Ši pridėtinės gamybos forma yra puiki. Ji jau atlieka įvairias užduotis, kurias galėtų atlikti CNC staklės. Tačiau tai tik nedidelė užduotis.

Be to, bendros CNC apdirbimo išlaidos yra minimalios, palyginti su 3D spausdinimu. Dauguma žmonių sutinka, kad CNC apdirbimas yra pačiame vystymosi viršūnėje.

Kai kurios iš šių mašinų, nors ir mažytės, yra mini gamyklos. Nemaža dalis jų yra galingos. Jos gali atlikti daug užduočių, o apribojimų nedaug.

Tais atvejais, kai CNC apdirbimas turi trūkumų, 3D spausdinimas gelbsti padėtį. Naudodami 3D spausdintuvus, galite pagaminti beveik bet kokį objektą per kelias dienas. Tačiau įprasta, kad gali pasitaikyti persidengimų.

CNC ir 3D spausdinimas – A Lyginamoji studija!

CNC apdirbimas, kaip subtraktyviosios gamybos procesų dalis, yra populiaresnis visame pasaulyje. Jis siūlo daugiau universalumo nei kiti gamybos metodai.

Dažniausiai, kai kam nors reikia funkcionalios detalės ar detalės, CNC technologija yra pagrindinis įrankis. Ji įprasta inžinerijoje, bandymuose ir vertinimuose.

Karinėje terminologijoje CNC apdirbimas ir kiti subtraktyvūs procesai vadinami avangardu. 3D spausdinimas ir kiti pridėtinio apdorojimo metodai vadinami užnugardu.

Štai kaip šie du metodai palyginami vienas su kitu:

1) Naudojimo paprastumas

Yra kompiuterizuota programinė įranga projektavimui, kuri gali veikti su 3D spausdintuvais ir CNC frezavimo staklėmis. Šios dvi technologijos naudoja skirtingus metodus rezultatams gauti.

CNC frezavimo staklės naudos metodą, kuris veikia priešingai nei 3D spausdintuvas. CNC staklės pradeda nuo medžiagos blokų. Visos atliekos yra išpjaunamos, o tai, kas lieka, yra tik numatytas galutinis produktas.

Panašiai ir 3D spausdintuvai pradeda nuo nulio, o tada prideda unikalios medžiagos sluoksnius. Taip susidaro masė, kuri įgauna numatyto gaminio dizaino formą.

Kartais spausdintuvo galimybės gali būti lankstumo ir gamybos apribojimas. CNC technologija leidžia pasiekti greitesnių rezultatų.

2) Medžiagos

CNC frezavimo staklės sukuria itin tvirtus gaminius. Jie gaminami iš didelio tankio ir didelio tempiamojo stiprumo metalų. CNC gaminiai gali būti tikslios dalys gamybos mašinoms, varikliams ir lėktuvams.

Be to, jie naudojami didelio intensyvumo aplinkoje, vaške, medienoje ir plastikuose. Bet kuri kita medžiaga gali būti apdirbta CNC staklėmis.

Kita vertus, dauguma 3D spausdintuvų naudoja priedų gamybos procesą. Jie gamina gaminius iš specialių dervų, metalo, plastiko ir įvairių medžiagų.

Spausdinimo procese naudojamos unikalios medžiagos. 3D detalės gali būti nepakankamai tvirtos, kad būtų naudojamos sudėtingose ​​aplinkose. Be to, jis gali netikti transporto priemonių ir kitos gamybos mašinos spausdinimui.

3D objektų spausdinimui naudojamos medžiagos puikiai tiks kuriant prototipinius modelius. Taip pat tiks ir vartotojams skirtiems produktams, skirtiems asmeniniam ir buitiniam naudojimui.

Stomatologijos ir medicinos gaminių gamyboje naudojamos naujesnės 3D technologijos. Šiose technikose naudojamos unikalios FDA patvirtintos medžiagos. Tačiau nėra 3D spausdintuvų, kurie galėtų pagaminti panašią produkcijos kokybę kaip CNC frezavimo staklės.

3) kaina

Dėl šių dviejų gamybos būdų skirtumų kainų palyginimas yra gana sudėtingas. Tipinių vienetų apibrėžimai skirsis priklausomai nuo darbų, medžiagų ir klientų.

Palyginimai bus bendro pobūdžio. Jei konkrečiai detalei pagaminti naudojate CNC stakles, nedidelis kiekis kainuoja brangiai. Didelių partijų gamyba naudojant CNC apdirbimą yra pigesnė.

Dėl šios priežasties CNC apdirbimas puikiai tinka masinei gamybai. Spausdinant 3D spaudoje kiekvienas vienetas kainuos tiek pat, nepaisant partijos dydžio.

Jei gaminate nedidelį kiekį prekės, kiekvieno pagaminto vieneto bendra kaina bus pranašumas. Tačiau jei gaminate didesnes prekės partijas, bendrą kiekvieno vieneto kainą gali būti sunku apskaičiuoti.

CNC apdirbimo atveju, gaminio vieneto kaina didės atsižvelgiant į jo produkcijos tikslumą ir sudėtingumą. Sudėtingų CNC produkcijos dalių didelė kaina kyla dėl didesnio reikalingų įrankių trajektorijų skaičiaus.

Taip pat svarbu, kokį mažą pjaustytuvą naudojate, ir kiek laiko reikia darbui atlikti.

4) Tikslumas

CNC apdirbimas pasižymi puikiomis paviršiaus savybėmis. Taigi, jei palygintume geriausius 3D spausdintuvų rezultatus, CNC pagamintos dalys gali būti iš karto pasiekiamos bet kur. 3D spausdinimo detalėms reikės skirtingų procesų užduotims atlikti.

Apskritai CNC apdirbimas tampa efektyvesnis nei 3D spausdinimas. Pastarajam trūksta tikslumo kai kurioms sudėtingoms reikmėms.

Galite naudoti selektyvų lazerinio lydymo mechanizmą, kuris spausdina 3D rezultatus, kai naudojamas metalas. Tačiau tikslumas nėra toks, kaip CNC staklių.

CNC apdirbimas yra nepralenkiamas tiek tikslumo, tiek greičio atžvilgiu. Taip yra todėl, kad jo tolerancija ir tikslumas yra unikalūs. CNC apdirbimo tikslumas bus apie +-0.01 mm iki +-0.05 mm. Na, tai taip pat priklauso nuo geometrijos.

Kita vertus, 3D spausdinimo paviršiaus kokybė gali būti ne tokia gera kaip CNC. Atkreipkite dėmesį, kad 3D spausdinimo tikslumas yra maždaug +-0.1 mm. Be to, gamybos greitis 3D spausdinimo metu taip pat priklausys nuo reikiamo tikslumo.

5) Poveikis aplinkai

CNC apdirbimas apima medžiagos išpjovimą iš standartinio bloko. Žinoma, galiausiai tai bus netvarkinga. Po gamybos proceso reikia išvalyti detales.

Visa tai ir nešvarumų šalinimas nėra 3D gamybos proceso dalis. Adityvioji gamyba suformuos objektą nesukuriant atliekų.

Žinoma, kiekvienas gamintojas nori sumažinti medžiagų atliekas gamybos proceso metu. Jei ne sumažinti, tai bent jau pakartotinai panaudoti atliekas.

Atliekant įvairias CNC staklių operacijas, gali susidaryti drožlių. Tai frezavimas, gręžimas, tekinimas ir kt. Metalo ir plastiko atraižas galima pakartotinai panaudoti tinkamame gamybos procese. Tačiau negalime naudoti tam tikrų atliekų, tokių kaip medžio atraižos.

Tačiau medžiagą reikia tiekti į mašiną. Netvarkos bus minimaliai arba visai nebus, išskyrus atramas, jei tokias naudosite.

Palyginimui, 3D spausdinimas yra etiškesnis, nes susidaro mažiau atliekų.

CNC ar 3D spausdinimas – kas naudingiau?

Tikimės, kad dabar suprantate esminius 3D spausdinimo ir CNC skirtumus. Taigi, išsiaiškinkime, kuris metodas gali jums atnešti daugiau naudos.

1) Jėga

Daugeliu atvejų gamintojai metalų apdirbimui renkasi CNC apdirbimą. Todėl CNC staklės dažniausiai naudoja monolitines medžiagas, pasižyminčias puikiomis šiluminėmis ir mechaninėmis savybėmis.

3D spausdinimas gali apdoroti įvairias medžiagas, ypač skystas. Todėl negalima tikėtis, kad medžiagos pasižymės geromis fizinėmis savybėmis. Be to, jos turi mažiau mechaninių savybių, palyginti su medžiagomis, naudojamomis CNC apdirbimui.

2) Atliekos

CNC staklės yra standartinės tikslių, patvarių ir karščiui atsparesnių detalių gamybos mašinos. Šios staklės naudojamos beveik visose pramonės šakose.

Pramonės šakos labai įvairios – nuo ​​mažų įmonių iki didelių gamyklų. Pritaikymo spektras platus, o atliekų kiekis didelis. Nesvarbu, ar tai būtų liejiniai, metalo liejiniai, ar juvelyriniai dirbiniai.

Skirtingai nuo CNC apdirbimo, 3D spausdinimas naudoja tikslų medžiagos kiekį, kurio reikia objektui sukurti. Čia atliekos yra minimalios. Tačiau nepamirškite medžiagos, kurios gali prireikti atraminėms konstrukcijoms.

Tačiau, kaip minėta aukščiau, mes galime pakartotinai panaudoti metalo ir plastiko atliekas, susidarančias CNC staklių eksploatavimo metu. Drožles galite perdirbti įvairiais būdais.

Atminkite, kad CNC apdirbimo atliekos dažniausiai yra vertingos. Metalo laužą galite parduoti perdirbėjui. Atliekas taip pat galite pakartotinai panaudoti, jei tai ne medienos atraižos. Nesvarbu, ar tai būtų drožlės, ar maži metalo gabalėliai! Jas galite pakartotinai panaudoti bet kada.

3) Įvairios taikymo sritys

Jis geriausiai žinomas dėl tikslių, karščiui atsparių ir patvarių detalių. CNC apdirbimas yra plačiai paplitęs daugumoje, jei ne visose, pramonės šakose. Įmonės dydis nėra problema.

Vis dėlto 3D spausdinimas taip pat užvaldo daugelio žmonių viziją. Kai kurios sritys, kuriose taikomas šis metodas, yra sveikatos apsauga, aviacijos ir kosmoso pramonė bei inžinerija. Kitos sritys yra biospausdinimas, maisto produktų spausdinimas, juvelyrika ir statyba.

4) 3D modeliai ir programinė įranga

Programinės įrangos paruošimas CNC apdirbimo procesams yra šiek tiek sudėtingesnis nei 3D spausdinimas. Būtina sukurti įrankių trajektorijas naudojant kompiuterizuotą gamybos programinę įrangą.

Specialistas turi nurodyti vietą. Jis taip pat patikrina ruošinio matmenis ir pjovimo charakteristikas. Kiti dalykai, kuriuos reikia nustatyti, yra ašių suklio greitis ir kita.

Kita vertus, 3D spausdintuvai yra labiau prieinami. Norint perkelti skaitmeninius modelius į G kodą, reikia specialios programinės įrangos, vadinamos pjaustytuvu. Ji valdo 3D gamybos procesą.

Pjaustymo metodas yra paprastesnis nei iš anksto programuoti CNC stakles.

5) Įvairūs įrankiai

Tame pačiame CNC staklėje galite naudoti kelis įrankius. Tai praplečia galimybes ir padaro šį procesą universalesnį. Mes viską priskiriame CNC technologijai.

Kai kurios staklės gali automatiškai pakeisti įrankius pagal jūsų dabartinę užduotį. Gamybos procesas neturės ilgų pertraukų.

3D spausdinimui skirtų įrankių yra nedaug. Dažniausiai tai gali būti problematiška. Tačiau naudojant šį pridėtinį gamybos metodą, kiti įrankiai tampa nereikalingi. 3D spausdinimas gali pasigirti neįtikėtina įvairove.

6) greitis

Čia svarbų vaidmenį vaidina dizaino sudėtingumas. Jis ir jūsų pasirinkta medžiaga nulems gamybos greitį, jei naudojate CNC stakles. Jis gali būti puikus ir daugeliu atvejų neprilygstamas.

Tačiau atminkite, kad kai kurių procesų išankstinis programavimas gali užtrukti ilgiau, ypač jei tvarkote sudėtingesnius projektus.

Šios gamybos laikas gali užtrukti 3–4 dienas. 3D spausdinimui tai gali būti 1 arba 2 dienos.

Kai kuriais atvejais 3D spausdinimas gali būti lėtesnis ir nėra geriausias pasirinkimas serijinei gamybai. Greitasis prototipų kūrimas vadinamas tuo, kad spausdintuvams nereikia ilgesnio išankstinio programavimo. Jiems paleisti reikia trumpo laiko.

Reikia įkelti medžiagą ir supjaustyti failus. Tai galite padaryti per kelias minutes, o tada nusiųsti į spausdintuvą.

Adityvioji gamyba tobulėja kiekvieną dieną. Šiandieninės mašinos veikia greičiau nei senesni modeliai.

7) Tolesnis apdorojimas

Kartais CNC staklėmis pagamintas detales reikia papildomai apdoroti, pavyzdžiui, šlifuoti, valyti smėliasrove, dengti, valyti šepečiu ir šlifuoti.

Šlifavimo procesas

Smėliavimo procesas

Šepečio procesas

Šlifavimo procesas

Be to, detales galite šlifuoti ir apdirbti tomis pačiomis CNC staklėmis. Rezultatai čia tokie pat puikūs, kaip ir liejinio.

3D spausdinimo procese gaminiams reikalingas papildomas apdorojimas. Tarkime, termiškai apdorojote metalines dalis su vidiniu įtempimu. Tada kai kurias iš jų galite naudoti iš karto po spausdinimo.

DUK apie CNC ir 3D spausdinimą

1) Kokie yra pastebimi 3D spausdinimo ir CNC apdirbimo skirtumai?

Dauguma 3D spausdinimo naudotojų teigia, kad jį naudoti lengviau nei CNC stakles. Paruošus failą, tereikia pasirinkti orientacines dalis ir užpildą.

Spausdintuvui gali prireikti pagalbos, bet ne visada. Pradėjus spausdinti, priežiūros nereikia. Palikite spausdintuvą, kol bus baigtas spausdinimo procesas. Technologija turės įtakos tolesnio apdorojimo poreikiams.

Tačiau CNC apdirbimui reikia specialisto, kuris įvertintų įvairius įrankius. Jis veikia pagal unikalius gamybos principus. Kaip atimties procesas, jis prasideda nuo medžiagos gabalo. Tam naudojami programavimo valdikliai.

Galite rinktis iš 3, 4 ir 5 ašių staklių. Jos vadinamos kompiuterinio skaitmeninio valdymo sistemomis. CNS valdo šių apdirbimo įrankių judesius trijose dimensijose. Staklės šalina medžiagą, kol apdirbimo procesas yra baigtas. Jūs liksite su galutiniu produktu.

Be visų šių dalykų, 5 ašių staklės gali padėti kurti sudėtingas detales. Be to, 5 ašių staklėse reikia atlikti mažiau sukimo operacijų. Visa tai taupo darbo jėgą ir pagerina gamybos greitį bei tikslumą.

2) Ar turėčiau savo verslui įsigyti CNC stakles ar 3D spausdintuvą?

CNC apdirbimas yra senesnis nei 3D spausdinimas. Tačiau dauguma žmonių vienodai naudoja abu metodus. Atminkite, kad kai kuriais atvejais gali tekti juos naudoti kartu.

Kiekvienas iš jų turi reikšmingų pranašumų, palyginti su dauguma tradicinių metodų, tokių kaip liejimas įpurškimu. Prieš pasirenkant, kas jums labiausiai tinka, bus naudinga įvertinti savo poreikius.

Ką pirksite, priklausys nuo jūsų poreikių. 3D spausdintuvai yra universalūs. Tačiau tam tikri veiksniai gali turėti įtakos jūsų sprendimui.

Jei dar neapsisprendėte, 3D spausdintuvai yra puikus pasirinkimas. Jei esate pakankamai įgudę, jums tiks CNC staklės. Pažangesni modeliai skleidžia minimalų triukšmą ir kelia minimalų atliekų kiekį. Tačiau šioms staklėms laikyti reikės dirbtuvių, nes jos yra didelės.

Kai kurie 3D spausdintuvai yra lėtesni, bet gali būti pigesni mažos apimties gamybai. Norint juos naudoti, reikia pagrindinių mokymų. Išmetamosios dujos yra mažesnės, ir juos galima naudoti biure.

Prieš priimdami sprendimą, apsvarstykite visus aspektus. Bus geriau, jei galėsite pasinaudoti kitais abiejų metodų konkurenciniais pranašumais.

3) Ar metalo 3D spausdinimas gali pakeisti įprastą CNC apdirbimą?

3D spausdinimas ir CNC apdirbimas naudoja panašias pagrindines technologijas. Pažanga vienoje srityje paskatins patobulinimus kitoje.

Jei kalbama apie visą metalinių detalių gamybos procesą, tai yra kitaip. CNC apdirbimas ir metalo 3D spausdinimas negali pakeisti vienas kito.

Metalo 3D spausdinimas tobulėja ir gali pakeisti kai kuriuos procesus. Tačiau mums vis tiek reikės CNC apdirbimo.

4) Ar CNC apdirbimas yra pigesnis nei 3D spausdinimas?

Daugeliu atvejų 3D spausdinimas yra pigesnis nei CNC apdirbimas. Tačiau išlaidos priklausys nuo reikalingų detalių skaičiaus ir jų pagaminimo greičio.

Greitis yra labai svarbus elementas renkantis tarp 3D spausdinimo ir CNC apdirbimo. Žinoma, CNC gali suteikti jums didesnį gamybos greitį, norint pagaminti konkretų produktą masiniais kiekiais. Mums tereikia įrengti surinkimo liniją su mašinomis, kurios galėtų pagaminti kiekvieną dalį.

Kita vertus, 3D spausdinimas apima viso produkto pagaminimą nuo pradžios iki pabaigos. Todėl 3D spausdinimo procesas gali būti ne pats tinkamiausias didelio masto gamybai.

Dideliems kiekiams, kurių vertė didelė, geriausias pasirinkimas bus CNC apdirbimas. Mažesniems kiekiams tinka 3D spausdinimas. Jei prototipų dalių reikia greičiau, 3D spausdinimas yra geriausias pasirinkimas.

Palyginti kainas bus gana sudėtinga dėl daugiau veiksnių. Vienas iš jų – skirtingos medžiagų kainos. Pigios medžiagos, tokios kaip ABS, nekainuos tiek pat, kiek tos, kurios kainuoja apie 500 USD už kilogramą. Be to, bendroms išlaidoms įtakos turės tokių įrenginių kaip CNC galvutės keitimas ir remontas.

Paskutinės mintys!

Tam tikru mastu CNC apdirbimas ir 3D spausdinimas gali sutapti. Dažniausiai tai susiję su našumu ir galimybėmis. Tačiau kiekvienas turi privalumų, dėl kurių jį galima pritaikyti specialioms reikmėms.

CNC apdirbimas puikiai tinka užduotims, kurioms reikalingas didelis tikslumas. Be to, jis leidžia sukurti sudėtingus gaminius iš paruoštų medžiagų. Dauguma žmonių renkasi šį metodą dėl ekonomiškumo ir tikslumo.

Naujojo 3D spausdinimo ypatybės daro šį procesą puikiai tinkantį prototipų kūrimui. Jis taip pat tinka individualaus dizaino gaminiams ir vizualiniam pagrindimui.

Viskas sutelpa į vieną vietą; pasaulis – atviras laukas. Jame gausu vietos CNC staklėms ir 3D spausdintuvams. Taigi, išsirinkite tinkamą technologiją kitai gamybai.