CNC vai 3D drukāšana — kura metode ir piemērota jūsu detaļas izveidei?

Piemērots jūsu detaļas izveidei?

Ražotāji visā pasaulē bieži meklē dažādas iespējas funkcionālu detaļu radīšanai.

Viņi meklē modernas metodes, lai samazinātu ražošanas izmaksas, laiku un enerģiju. Tieši tur viņu meklējumi apstājas. Viņiem jāizvēlas starp CNC un 3D drukāšanu.

Vai esat viens no šiem ražotājiem? Vai vēlaties izveidot funkcionālas detaļas, izmantojot 3D drukāšanu vai CNC apstrādi? Protams, 3D drukāšana var nodrošināt kvalitāti, kas ir būtiska rūpnieciska līmeņa ražošanai.

Taču ir svarīgi zināt atšķirības starp CNC un 3D drukāšanu, un tas var palīdzēt jums izvēlēties labāko tehniku ​​jūsu ražošanas līnijai.

Tātad, šodienas rakstā izpētīsim CNC un 3D drukas atšķirības!

Kas ir CNC apstrāde?

Attēla avots : https://pixabay.com/photos/cnc-machine-milling-drill-industry-5770325/

CNC apstrāde ir saīsinājums no datora ciparu vadības (computer circular control). Tā ir subtraktīvās ražošanas veids. Tādējādi tā jau gadiem ilgi ir bijusi pārāka metode.

Šīs metodes pirmsākumi meklējami 1940. gs. četrdesmitajos gados. To izmantoja, lai apstrādātu ļoti sarežģītas detaļas, kurām bija nepieciešama optimāla precizitāte. CNC apstrādei nepieciešama materiālu bloku griešana vai atņemšana, lai izveidotu gala produktus.

Mūsdienās šāda veida ražošana notiek dažādās formās. Pie tām pieder grebšana, stieples erozija un lāzergriešana. Citi ir virpošana un frēzēšana.

Kas ir 3D drukāšana?

Attēla avots : https://pixabay.com/vectors/3d-printer-3d-printing-3d-printer-3311587/

3D drukāšanu sauc arī par prototipu izgatavošanu vai aditīvo ražošanu. Tā ir viena no jaunākajām ražošanas metodēm.

Līdz šim brīdim 3D drukāšanā ir vērojama ievērojama izaugsme. Tas ir saistīts ar materiālu un tehnoloģiju attīstību. Šī ražošanas metode aizsākās 1980. gs. astoņdesmitajos gados.

Produktu izstrādātāji izmanto šo metodi, lai reproducētu prototipus no digitāliem dizainiem. Daži cilvēki to dod priekšroku tās elastības, zemo izmaksu un ātruma dēļ.

3D drukāšanas process notiek slāni pa slānim. Tas notiek dažādās tehnoloģiskās formās. Turklāt ar to var drukāt daudzus metāla un polimēru materiālus.

Abām tehnoloģijām ir savas priekšrocības un trūkumi. Lielākā daļa no tām ir produktu izstrādes un ražošanas jomā. Ir argumenti, kas jāizvirza, lai noteiktu ideālu metodi jūsu lietojumprogrammai vai procesam.

Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka abas metodes bieži vien var būt savstarpēji papildinošas. Tās var pastāvēt līdzās. Lai noteiktu, vai šīs tehnoloģijas var sniegt labumu jūsu nozarei, šeit ir daži faktori:

• Ražošanas process
• Dizaina izstrāde
• Uzņēmuma kultūra
• Biznesa modelis

Piemēram, mašīnbūves darbnīcas var izmantot CNC apstrādi, ja tām ir apjomīgas ražošanas vajadzības. Tajā pašā laikā tās var izmantot 3D drukāšanu, lai izveidotu detaļas ar sarežģītu vai progresīvu dizainu vai ģeometriskām formām. Kaut ko tādu CNC apstrāde nevar izdarīt.

Vai 3D drukāšana var aizstāt CNC?

Kopš tās ieviešanas CNC apstrāde ir pierādījusi sevi kā līdz šim tipiskāko prototipu veidošanas metodi. Jā, ir arī citas jaunas metodes. Taču tās nav salīdzināmas ar šo subtraktīvās ražošanas veidu, pat ja pastāv līdzāspastāvēšana.

Kas zina, vai nākotnē kaut kas mainīsies. Mēs neesam pārliecināti, jo iespējas ir 50 pret 50. 3D drukāšana varētu apsteigt CNC apstrādi, bet varētu arī neapsteigt.

Šī aditīvās ražošanas forma ir apbrīnojama. Tā jau strādā pie dažādiem uzdevumiem, ko varētu veikt CNC iekārtas. Taču tas ir tikai neliels uzdevums.

Turklāt CNC apstrādes kopējās izmaksas ir minimālas, salīdzinot ar 3D drukāšanu. Lielākā daļa cilvēku piekrīt, ka CNC apstrāde ir attīstības virsotnē.

Dažas no šīm iekārtām, lai arī niecīgas, ir mini rūpnīcas. Daudzām no tām ir spēcīgas iespējas. Tās var veikt daudzus uzdevumus, un tām ir maz ierobežojumu.

Gadījumos, kad CNC apstrādei ir savi trūkumi, 3D drukāšana glābj situāciju. Ar 3D printeriem var izgatavot gandrīz jebkuru objektu dažu dienu laikā. Tomēr parasti rodas pārklāšanās.

CNC pret 3D drukāšanu — A Salīdzinošais pētījums!

CNC apstrāde kā daļa no subtraktīvajiem ražošanas procesiem ir populārāka visā pasaulē. Tā piedāvā lielāku daudzpusību nekā citas ražošanas metodes.

Vairumā gadījumu, kad kādam ir nepieciešama funkcionāla detaļa vai komponents, CNC tehnoloģija ir galvenais instruments. Tā ir izplatīta inženierijā, testēšanā un novērtēšanā.

Militārā terminoloģijā CNC apstrādi un citus subtraktīvos procesus sauc par avangardiem. 3D drukāšanu un citas aditīvās apstrādes metodes sauc par aizmugures darbiem.

Lūk, kā abas metodes salīdzināmas viena ar otru:

1) Lietošanas ērtums

Projektēšanai ir pieejama datorizēta programmatūra, kas var darboties ar 3D printeriem un CNC frēzēm. Abas tehnoloģijas izmanto dažādas metodes rezultātu iegūšanai.

CNC frēzes izmantos metodi, kas darbojas pretēji 3D printera metodei. CNC iekārtas sāk ar materiāla blokiem. Visi atkritumi tiek izgriezti, un paliek tikai paredzētais gala produkts.

Tāpat 3D printeri sāk no nekā un pēc tam pievieno unikālu materiālu slāņus. Tādējādi tas veido masu, kas pieņem paredzētā produkta dizaina formu.

Dažreiz printera iespējas var būt ierobežojums elastībai un ražošanai. CNC tehnoloģija nodrošina ātrākus rezultātus.

2) Materiāli

CNC frēzes rada īpaši izturīgus izvadus. Tie ir izgatavoti no metāliem ar augstu blīvumu un augstu stiepes izturību. CNC izvadi var būt precīzas detaļas ražošanas iekārtām, dzinējiem un lidmašīnām.

Turklāt tos izmanto augstas intensitātes vidēs, vaska, koka un plastmasas apstrādē. Jebkuru citu materiālu var apstrādāt ar CNC apstrādi.

No otras puses, lielākā daļa 3D printeru izmanto aditīvo procesu. Tie izgatavo produktus no īpašiem sveķiem, metāla un plastmasas, kā arī dažādiem materiāliem.

Drukāšanas procesā tiek izmantoti unikāli materiāli. 3D detaļām var nebūt pietiekami lielas izturības, lai tās izmantotu sarežģītos apstākļos. Turklāt tas var nedarboties transportlīdzekļu un citu ražošanas iekārtu vidē.

Materiāli, ko izmanto 3D objektu drukāšanai, labi derēs prototipu modeļu veidošanai. Derēs arī patērētāju līmeņa produktiem personīgai un mājsaimniecības lietošanai.

Zobārstniecības un medicīnas produktu ražošanā tiek izmantotas jaunākas 3D tehnoloģijas. Šīs metodes izmanto unikālus FDA apstiprinātus materiālus. Tomēr nav 3D printeru, kas varētu nodrošināt līdzīgu izvades kvalitāti kā CNC frēze.

3) Izmaksas

Atšķirības starp šiem diviem ražošanas veidiem padara cenu salīdzināšanu diezgan sarežģītu. Tipisko vienību definīcijas atšķirsies atkarībā no darba, materiāla un klienta.

Salīdzinājumi būs vispārīgi. Ja konkrētas detaļas izgatavošanai izmanto CNC iekārtu, neliels daudzums rada augstas vienības izmaksas. Lielu partiju ražošana ir lētāka, izmantojot CNC apstrādi.

Šī iemesla dēļ CNC apstrāde ir lieliski piemērota masveida ražošanai. 3D drukāšanā katra vienība maksās vienādi neatkarīgi no partijas lieluma.

Ja ražojat nelielu preces daudzumu, katras saražotās vienības kopējās izmaksas būs priekšrocība. Taču, ja ražojat lielākas preces partijas, katras vienības kopējās izmaksas var būt sarežģītas.

Izmantojot CNC apstrādi, produkta vienības izmaksas palielināsies atkarībā no tā izvades precizitātes un sarežģītības. Sarežģītu CNC izvadu augstā cena izriet no nepieciešamo instrumentu ceļu skaita pieauguma.

Tāpat svarīgs ir arī izmantotā mazā griezēja izmērs un darba pabeigšanai nepieciešamais laiks.

4) Precizitāte

CNC apstrāde piedāvā izcilas virsmas īpašības. Tātad, salīdzinot ar 3D printeru labākajiem rezultātiem, ar CNC izgatavotas detaļas var nonākt jebkurā galamērķī. Detaļām, kas izgatavotas no 3D drukāšanas, uzdevumu veikšanai būs nepieciešami citi procesi.

Kopumā CNC apstrāde kļūst efektīvāka nekā 3D drukāšana. Pēdējai trūkst precizitātes dažiem sarežģītiem lietojumiem.

Varat izmantot selektīvu lāzera kausēšanas mehānismu, kas izdrukā 3D rezultātus, izmantojot metālu. Taču precizitāte nav tāda pati kā CNC iekārtām.

CNC apstrāde ir nepārspējama gan precizitātes, gan ātruma ziņā. Tas ir tāpēc, ka tās tolerance un precizitāte ir unikāla. Jūs varat sagaidīt, ka CNC apstrādes precizitātes vērtība būs aptuveni +-0.01 mm līdz +-0.05 mm. Tas ir atkarīgs arī no ģeometrijas.

No otras puses, 3D drukā sasniegtā virsmas kvalitāte var nebūt tik laba kā ar CNC. Ņemiet vērā, ka 3D drukāšanas precizitāte ir aptuveni +-0.1 mm. Turklāt ražošanas ātrums 3D drukāšanā mainīsies arī atkarībā no nepieciešamās precizitātes.

5) Ietekme uz vidi

CNC apstrāde ietver materiāla izgriešanu no standarta bloka. Protams, beigās tas būs netīrs process. Pēc ražošanas procesa detaļas ir jātīra.

Tas viss un nekārtības utilizācija nav daļa no 3D ražošanas procesa. Aditīvā ražošana veidos objektu, neradot atkritumus.

Protams, katrs ražotājs vēlas samazināt materiālu atkritumus ražošanas procesā. Ja ne samazināt, tad vismaz atkārtoti izmantot atkritumus.

Vairākas CNC darbības var radīt skaidas. Tās ietver frēzēšanu, urbšanu, virpošanu utt. Metāla un plastmasas atgriezumus ir iespējams atkārtoti izmantot piemērotā ražošanas procesā. Tomēr mēs nevaram izmantot konkrētus atkritumus, piemēram, koksnes atgriezumus.

Taču materiāls ir jāpadod mašīnā. Nekārtības būs minimālas vai tās nebūs vispār, izņemot balstus, ja tādus izmantosiet.

Salīdzinājumam, 3D drukāšana ir ētiskāka, jo rada mazāk atkritumu.

CNC vai 3D drukāšana — kas ir izdevīgāk?

Ceram, ka tagad jūs saprotat būtiskās atšķirības starp 3D drukāšanu un CNC. Tātad, izdomāsim, kura metode jums var sniegt vairāk priekšrocību.

1) Spēks

Vairumā gadījumu ražotāji metālu apstrādei dod priekšroku CNC apstrādei. Tādējādi CNC iekārtas galvenokārt izmanto monolītus materiālus ar izcilām termiskajām un mehāniskajām īpašībām.

3D drukāšana var apstrādāt plašu materiālu klāstu, īpaši šķidrus materiālus. Tādēļ nevar sagaidīt, ka materiāliem būs labas fizikālās īpašības. Turklāt tiem ir mazāk mehānisko īpašību salīdzinājumā ar materiāliem, ko izmanto CNC apstrādē.

2) Atkritumi

CNC iekārtas ir standarts precīzu, izturīgāku un karstumizturīgāku detaļu izgatavošanai. Šīs iekārtas ir pieejamas gandrīz visās nozarēs.

Nozares ir dažādas — sākot no maziem uzņēmumiem līdz lielām ražotnēm. Ir plašs pielietojumu klāsts, un atkritumi ir ievērojami. Neatkarīgi no tā, vai tas ir liešanas, metāla formēšanas vai juvelierizstrādājumu ražošanā.

Atšķirībā no CNC apstrādes, 3D drukāšanā tiek izmantots precīzs materiāla daudzums, kas nepieciešams objekta izveidei. Šeit atkritumi ir minimāli. Taču neaizmirstiet par materiālu, kas jums varētu būt nepieciešams atbalsta konstrukcijām.

Bet, kā minēts iepriekš, mēs varam atkārtoti izmantot metāla un plastmasas atgriezumus, kas radušies CNC darbības rezultātā. Jūs varat pārstrādāt skaidas daudzos veidos.

Atcerieties, ka CNC apstrādes atgriezumi lielākoties ir vērtīgi. Metāla atgriezumus var pārdot pārstrādātājam. Atkritumus var arī atkārtoti izmantot, ja vien tie nav koksnes atgriezumi. Neatkarīgi no tā, vai tās ir skaidas vai sīkas metāla daļiņas! Tos var atkārtoti izmantot jebkurā laikā.

3) Dažādas lietojumprogrammas

Tas ir vislabāk pazīstams ar precīzām, karstumizturīgām un ilgmūžīgām detaļām. CNC apstrāde ir plaši izplatīta lielākajā daļā, ja ne visās, nozarēs. Uzņēmuma lielums nav problēma.

Tomēr 3D drukāšana aizrauj arī vairuma cilvēku redzējumu. Dažas jomas, kurās šī metode tiek izmantota, ir veselības aprūpe, kosmosa rūpniecība un inženierzinātnes. Citas ir biodruka, pārtikas druka, rotaslietas un būvniecība.

4) 3D modeļi un programmatūra

Programmatūras sagatavošana CNC apstrādes procesiem ir nedaudz sarežģītāka nekā 3D drukāšana. Ir svarīgi izveidot instrumentu trajektorijas, izmantojot datorizētu ražošanas programmatūru.

Speciālistam ir jānorāda atrašanās vieta. Viņi arī pārbauda izejmateriāla izmērus un griezēja raksturlielumus. Citi iestatījumi ir asu vārpstas un ātruma regulēšana, kā arī citas lietas.

No otras puses, 3D printeri ir pieejamāki. Digitālo modeļu pārsūtīšanai G kodā ir nepieciešama īpaša programmatūra, kas pazīstama kā griezējs. Tā kontrolē 3D ražošanas procesu.

Griešanas metode ir vienkāršāka nekā CNC iekārtu iepriekšprogrammēšana.

5) Dažādi rīki

Vienā CNC iekārtā var izmantot vairākus instrumentus. Tas paplašina iespējas un padara šo procesu daudzpusīgāku. Mēs visu piedēvējam CNC tehnoloģijai.

Dažas iekārtas var automātiski mainīt instrumentus atbilstoši jūsu pašreizējam uzdevumam. Ražošanas procesā nebūs ilgstošu pārtraukumu.

3D drukāšanai ir pieejami ierobežoti rīki. Vairumā gadījumu tas var radīt problēmas. Taču, izmantojot šo aditīvo ražošanas metodi, citi rīki nav nepieciešami. 3D drukāšana lepojas ar neticamu daudzveidību.

6) Ātrums

Šeit ievērojama loma ir dizaina sarežģītībai. Tā un jūsu izvēlētais materiāls noteiks ražošanas ātrumu, ja izmantojat CNC iekārtas. Tas varētu būt lieliski un vairumā gadījumu nepārspējami.

Taču atcerieties, ka dažu procesu iepriekšēja programmēšana var aizņemt vairāk laika, īpaši, ja strādājat ar sarežģītākiem projektiem.

Šīs ražošanas apgrozījuma laiks var ilgt 3 līdz 4 dienas. 3D drukāšanai tas varētu būt 1 vai 2 dienas.

Dažos gadījumos 3D drukāšana var būt lēnāka un nav labākais risinājums sērijveida ražošanai. To sauc par ātro prototipēšanu, jo printeriem nav nepieciešama ilgāka iepriekšēja programmēšana. To darbināšana aizņem īsu laiku.

Nepieciešama materiāla ielāde un failu sagriešana. To var izdarīt dažu minūšu laikā un pēc tam nosūtīt uz printeri.

Aditīvā ražošana turpina uzlaboties dienu no dienas. Mūsdienu mašīnas darbojas ātrāk nekā vecākas konstrukcijas.

7) Pēcapstrāde

Dažreiz detaļām, ko izgatavojat ar CNC iekārtām, ir nepieciešama pēcapstrāde, piemēram, slīpēšana, smilšu strūklas apstrāde, galvanizācija, otēšana un slīpēšana.

Slīpēšanas process

Smilšu strūklas process

Suku tīrīšanas process

Slīpēšanas process

Turklāt detaļas var slīpēt un apstrādāt uz tās pašas CNC iekārtas. Rezultāti šeit ir tikpat lieliski kā lējumā.

3D drukāšanā izstrādājumiem nepieciešama pēcapstrāde. Pieņemsim, ka esat termiski apstrādājis jebkuras metāla detaļas ar iekšējo spriegumu. Pēc tam dažas no tām varat izmantot uzreiz pēc drukāšanas.

Bieži uzdotie jautājumi par CNC un 3D drukāšanu

1) Kādas ir ievērojamās atšķirības starp 3D drukāšanu un CNC apstrādi?

Lielākā daļa 3D drukāšanas lietotāju apgalvo, ka to ir vieglāk lietot nekā CNC iekārtas. Kad fails ir sagatavots, atliek tikai izvēlēties orientācijas detaļas un pildījumu.

Printerim var būt nepieciešams atbalsts, taču tas ne vienmēr ir nepieciešams. Kad sākat drukāt, uzraudzība vairs nav nepieciešama. Atstājiet printeri, līdz drukāšanas process ir pabeigts. Tehnoloģija ietekmēs pēcapstrādes vajadzības.

Taču CNC apstrādei ir nepieciešams speciālists, lai novērtētu dažādus instrumentus. Tā darbojas pēc unikāliem ražošanas principiem. Kā subtraktīvs process tas sākas ar materiāla gabalu. Tajā tiek izmantotas programmēšanas vadības.

Jūs varat izvēlēties starp 3 asu, 4 asu un 5 asu iekārtām. Tās sauc par datora ciparu vadību. CNS kontrolē šo apstrādes instrumentu kustības trīs dimensijās. Iekārtas noņem materiālu, līdz apstrādes process ir pabeigts. Jūs paliksiet pie sava gala produkta.

Starp visām šīm 5 asu mašīnām var palīdzēt jums izveidot sarežģītas detaļas. Turklāt 5 asu mašīnās ir jāveic arī mazāk rotācijas operāciju. Tas viss ietaupa darbaspēku un uzlabo ražošanas ātrumu un precizitāti.

2) Vai man vajadzētu savam uzņēmumam iegādāties CNC iekārtu vai 3D printeri?

CNC apstrāde ir vecāka nekā 3D drukāšana. Taču lielākā daļa cilvēku vienlīdzīgi izmanto abas tehnoloģijas. Atcerieties, ka dažās situācijās tās, iespējams, būs jāizmanto kopā.

Katrai no tām ir savas ievērojamās priekšrocības salīdzinājumā ar lielāko daļu tradicionālo metožu, piemēram, iesmidzināšanas formēšanu. Pirms izvēlēties sev piemērotāko, būs lietderīgi novērtēt savas vajadzības.

Jūsu pirkums būs atkarīgs no jūsu vajadzībām. 3D printeri ir daudzpusīgi. Tomēr daži faktori var ietekmēt jūsu lēmumu.

Ja vēl neesat izlēmis, 3D printeri ir lieliska iespēja. Ja esat pietiekami prasmīgs, CNC iekārtas jums derēs. Modernākiem modeļiem ir minimāls troksnis un atkritumi. Taču šo iekārtu uzglabāšanai būs nepieciešama darbnīca, jo tās ir apjomīgas.

Daži 3D printeri ir lēnāki, taču neliela apjoma ražošanai var būt lētāki. Lai tos lietotu, nepieciešama pamatapmācība. Emisijas ir zemākas, un tos var izmantot biroja telpās.

Pirms lēmuma pieņemšanas apsveriet visus aspektus. Būs labāk, ja varēsiet iegūt citas abu metožu konkurences priekšrocības.

3) Vai metāla 3D drukāšana var aizstāt parasto CNC apstrādi?

3D drukāšana un CNC apstrāde izmanto līdzīgas pamattehnoloģijas. Progress vienā veicinās uzlabojumus otrā.

Ja runa ir par visu metāla detaļu ražošanas procesu, tad ir citādi. CNC apstrāde un metāla 3D drukāšana nevar aizstāt viena otru.

Metāla 3D drukāšana uzlabojas un varētu aizstāt dažus procesus. Tomēr mums joprojām būs nepieciešama CNC apstrāde.

4) Vai CNC apstrāde ir lētāka nekā 3D drukāšana?

Vairumā gadījumu 3D drukāšana ir lētāka nekā CNC apstrāde. Tomēr izmaksas būs atkarīgas no nepieciešamo detaļu skaita un to izgatavošanas ātruma.

Ātrums ir būtisks elements, izvēloties starp 3D drukāšanu un CNC apstrādi. Protams, CNC var nodrošināt lielāku ražošanas ātrumu konkrēta produkta izgatavošanai masveidā. Mums tikai jāizveido montāžas līnija ar mašīnām, kas var izgatavot katru detaļu.

No otras puses, 3D drukāšana ietver visa produkta izgatavošanu no sākuma līdz beigām. Tādēļ 3D drukāšanas process var nebūt ideāls liela mēroga ražošanai.

Lieliem daudzumiem ar augstu divciparu skaitli labākā izvēle būs CNC apstrāde. 3D drukāšana ir piemērota mazākiem apjomiem. Ja prototipu detaļas ir nepieciešamas ātrāk, 3D drukāšana ir labākais risinājums.

Vairāk faktoru padarīs izmaksu salīdzināšanu diezgan sarežģītu. Viens no tiem ir mainīgās materiālu izmaksas. Lēti materiāli, piemēram, ABS, nemaksās tikpat, cik tie, kas ir aptuveni 500 USD par kilogramu. Turklāt iekārtu, piemēram, CNC galvu, nomaiņa un remonts ietekmēs kopējās izmaksas.

Pēdējās domas!

Zināmā mērā gan CNC apstrāde, gan 3D drukāšana var pārklāties. Visbiežāk veiktspējas un iespēju ziņā. Taču katrai no tām ir priekšrocības, kas padara to piemērotu īpašiem lietojumiem.

CNC apstrāde ir lieliski piemērota uzdevumiem, kuriem nepieciešama augsta precizitāte. Turklāt tā ļauj izveidot sarežģītus produktus no gataviem materiāliem. Lielākā daļa cilvēku to dod priekšroku izmaksu efektivitātes un precizitātes dēļ.

Jaunās 3D drukāšanas īpašības padara šo procesu ideāli piemērotu prototipu izveidei. Citi veidi, kā tas noder, ir pasūtījuma dizaina produkti un vizuālais pamatojums.

Viss ir apkopots kopā; pasaule ir klajš lauks. Tajā ir vairāk vietas CNC iekārtām un 3D printeriem. Tāpēc izvēlieties pareizo tehnoloģiju savai nākamajai ražošanai.