CNC versus 3D-printen – Welke methode is geschikt om uw onderdeel te maken?

Geschikt om uw onderdeel te creëren?

Fabrikanten over de hele wereld onderzoeken vaak verschillende opties om functionele onderdelen te maken.

Ze zoeken naar moderne technieken om hun productiekosten, tijd en energie te verminderen. Daar stopt hun zoektocht. Ze moeten kiezen tussen CNC en 3D-printen.

Bent u een van die fabrikanten? Wilt u functionele onderdelen maken met 3D-printen of CNC-bewerking? Natuurlijk kan 3D-printen u de kwaliteit bieden die essentieel is voor productie op industrieel niveau.

Maar het kennen van de verschillen tussen CNC- en 3D-printen is essentieel en kan u helpen bij het kiezen van de beste techniek voor uw productielijn.

Laten we in het artikel van vandaag eens kijken naar CNC- en 3D-printen!

Wat is CNC Machining?

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

CNC Machining is een afkorting voor computer numerieke besturing. Het is een vorm van subtractieve productie. Het is dus al jaren een superieure methode.

De methode dateert uit de jaren veertig. Het werd gebruikt voor het bewerken van zeer geavanceerde onderdelen die optimale precisie vereisten. CNC-bewerking vereist het snijden of aftrekken van materiaalblokken om eindproducten te maken.

Tegenwoordig vindt dit soort productie in verschillende vormen plaats. Deze omvatten carving, draadvonken en lasersnijden. Anderen draaien en frezen.

Wat is 3D-printen?

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

3D-printen wordt ook wel prototyping of additive manufacturing genoemd. Het is een van de nieuwste fabricagemechanismen.

Tot nu toe is er een significante groei geweest in 3D-printen. Dat komt door materiële en technologische vooruitgang. Deze vorm van productie dateert uit de jaren 1980.

Productontwikkelaars gebruiken deze methode om prototypes van digitale ontwerpen te reproduceren. Sommige mensen geven er de voorkeur aan vanwege de flexibiliteit, lage kosten en snelheid.

Het 3D-printproces gebeurt laag voor laag. Het komt in verschillende technologische vormen voor. Bovendien kan het veel metalen en polymeermaterialen printen.

De twee technologieën hebben hun voor- en nadelen. De meeste bevinden zich op het gebied van productontwikkeling en productie. Er zijn argumenten te bedenken om te bepalen wat de ideale methode is voor uw toepassing of proces.

Maar het is van vitaal belang op te merken dat de twee methoden vaak complementair kunnen zijn. Ze kunnen naast elkaar bestaan. Om te bepalen of deze technologieën uw branche ten goede kunnen komen, volgen hier enkele factoren:

• Het Productieproces
• Design ontwikkeling
• Bedrijfscultuur
• Bedrijfsmodel

Machinefabrieken kunnen bijvoorbeeld CNC-bewerking gebruiken als ze omvangrijke productiebehoeften hebben. Tegelijkertijd kunnen ze 3D-printen gebruiken om onderdelen te maken met complexe of geavanceerde ontwerpen of geometrieën. Iets wat CNC-bewerking niet kan.

Kan 3D-printen een vervanging worden voor CNC?

Sinds de lancering heeft CNC-bewerking bewezen de meest typische methode van prototyping tot nu toe te zijn. Ja, er zijn andere nieuwe methoden. Maar ze zijn niet te vergelijken met deze vorm van subtractieve productie, zelfs als er sprake is van coëxistentie.

Wie weet of dingen in de toekomst veranderen. We weten het niet zeker, want de mogelijkheden zijn 50-50. 3D-printen kan CNC-bewerking wel of niet inhalen.

Deze vorm van additive manufacturing is bewonderenswaardig. Er wordt al gewerkt aan verschillende taken die CNC-machines kunnen uitvoeren. Maar het is slechts een kleine taak.

Bovendien zijn de totale kosten van CNC-bewerking minimaal als je het vergelijkt met 3D-printen. De meeste mensen zijn het erover eens dat CNC-verwerking zich op het hoogtepunt van ontwikkeling bevindt.

Sommige van deze machines, hoe klein ook, zijn minifabriekjes. Een groot aantal is robuust in zijn mogelijkheden. Ze kunnen veel taken uitvoeren en de beperkingen zijn gering.

In gevallen waarin CNC-bewerking zijn nadelen heeft, komt 3D-printen om de dag te redden. Met 3D-printers kunt u in enkele dagen vrijwel elk object vervaardigen. Maar het is typisch dat er overlappingen optreden.

CNC versus 3D-printen - Een Vergelijkende studie!

CNC-bewerkingen, als onderdeel van subtractieve productieprocessen, zijn wereldwijd populairder. Het biedt meer veelzijdigheid dan andere productiemethoden.

Wanneer iemand een functioneel detail of onderdeel wil, is CNC-technologie in de meeste gevallen een primair hulpmiddel. Het is gebruikelijk bij engineering, testen en evaluaties.

In militaire termen worden CNC-bewerkingen en andere subtractieve processen voorhoede genoemd. 3D-printen en andere additieve verwerkingsmethoden worden achterhoede genoemd.

Hier ziet u hoe de twee methoden met elkaar vergelijken:

1) Gebruiksgemak

Voor het ontwerp bestaat computerondersteunde software die kan werken met 3D-printers en CNC-routers. De twee technologieën gebruiken verschillende methoden om output te geven.

CNC-routers zullen een methode gebruiken die het tegenovergestelde doet van wat een 3D-printer zal doen. CNC-machines beginnen met blokken materiaal. Er wordt geen afval meer geproduceerd en wat overblijft is alleen het beoogde eindproduct.

Op dezelfde manier zullen 3D-printers vanuit het niets beginnen en vervolgens lagen van uniek materiaal toevoegen. Zo vormt het een massa die de vorm aanneemt van het beoogde productontwerp.

Soms kunnen de mogelijkheden van de printer een beperking vormen voor flexibiliteit en productie. CNC-technologie produceert snellere resultaten.

2) Materialen

CNC-routers creëren heavy-duty outputs. Deze zijn gemaakt van metalen met een hoge dichtheid en hoge treksterkte. CNC-uitgangen kunnen precisieonderdelen zijn voor productiemachines, motoren en vliegtuigen.

Ze worden ook gebruikt in omgevingen met hoge intensiteit, was, hout en kunststoffen. Elk ander materiaal kan met CNC-bewerking werken.

Aan de andere kant gebruiken de meeste 3D-printers een additief proces. Ze maken producten van speciale harsen, metaal en plastic, en verschillende soorten materiaal.

Bij het drukproces wordt gebruik gemaakt van unieke materialen. 3D-onderdelen zijn mogelijk niet sterk genoeg om in sommige veeleisende omgevingen te gebruiken. Bovendien werkt het mogelijk niet in instellingen voor voertuigen en andere productiemachines.

Materialen die worden gebruikt bij het printen van 3D-objecten zullen goed werken bij het maken van prototypemodellen. Voor consumentenproducten voor persoonlijk en huishoudelijk gebruik zal dit ook werken.

Er wordt nieuwere 3D-technologie gebruikt bij de productie van tandheelkundige en medische producten. Bij deze technieken wordt gebruik gemaakt van unieke, door de FDA goedgekeurde materialen. Maar er zijn geen 3D-printers die een vergelijkbare uitvoerkwaliteit kunnen leveren als een CNC-router.

3) Kosten

De verschillen tussen deze twee vormen van productie maken prijsvergelijking behoorlijk lastig. Definities van typische eenheden variëren per klus, materiaal en klant.

Vergelijkingen zullen in algemene termen plaatsvinden. Als u een CNC-machine gebruikt om een ​​specifiek onderdeel te maken, brengt een kleine hoeveelheid hoge eenheidskosten met zich mee. Het produceren van grote batches is goedkoper met CNC-bewerking.

Om deze reden is CNC-bewerking uitstekend geschikt voor massaproductie. Bij 3D-printen kost elke eenheid hetzelfde, ondanks de batchgrootte.

Als u een kleine hoeveelheid van een artikel produceert, vormen de totale kosten van elke eenheid die u maakt een voordeel. Maar als u grotere batches van een artikel produceert, kunnen de totale kosten voor elke eenheid moeilijk zijn.

Met CNC-bewerking zal de eenheidskost van een product toenemen naarmate de precisie en complexiteit van de output toeneemt. De hoge prijs van complexe CNC-outputs komt voort uit het toegenomen aantal benodigde gereedschapspaden.

Ook de kleine snijder die u gebruikt en de tijd die nodig is om de klus te klaren, zijn van belang.

4) Nauwkeurigheid:

CNC-bewerking biedt superieure oppervlaktekwaliteiten. Dus als je de beste resultaten van 3D-printers vergelijkt, kunnen CNC-gemaakte onderdelen rechtstreeks naar elke bestemming gaan. Degenen die zich bezighouden met 3D-printen zullen verschillende processen nodig hebben om de taken te voltooien.

Over het algemeen wordt CNC-bewerking efficiënter dan 3D-printen. Dit laatste mist precisie voor sommige complexe toepassingen.

U kunt een selectief lasersmeltmechanisme gebruiken dat 3D-uitvoer print bij gebruik van metaal. Maar de nauwkeurigheid is niet zoals bij CNC-machines.

CNC-bewerking is onverslaanbaar als het gaat om zowel nauwkeurigheid als snelheid. Dat komt omdat de tolerantie en nauwkeurigheid uniek zijn. U kunt verwachten dat de nauwkeurigheidswaarde van CNC-bewerking rond de +-0.01 mm tot +-0.05 mm ligt. Nou, het hangt ook af van de geometrie.

Aan de andere kant is de oppervlaktekwaliteit die bij 3D-printen wordt bereikt mogelijk niet zo goed als bij CNC. Houd er rekening mee dat 3D-printen een nauwkeurigheid biedt van ongeveer +-0.1 mm. Bovendien zal de productiesnelheid bij 3D-printen ook variëren afhankelijk van de vereiste nauwkeurigheid.

5) Impact op het milieu

Bij CNC-bewerking wordt materiaal uit een standaardblok weggesneden. Natuurlijk zal het uiteindelijk rommelig worden. U moet de onderdelen na het productieproces schoonmaken.

Dit alles en het opruimen van de rommel maakt geen deel uit van het 3D-productieproces. Additive manufacturing zal een object vormen zonder afval te produceren.

Uiteraard wil elke fabrikant de materiaalverspilling tijdens het productieproces tot een minimum beperken. Als het niet wordt verminderd, moeten we het afvalmateriaal op zijn minst hergebruiken.

Verschillende bewerkingen in CNC kunnen resulteren in spanen. Het omvat frezen, boren, draaien, enz. Welnu, het is mogelijk om metaal- en kunststofresten te hergebruiken in een geschikt productieproces. We kunnen echter geen specifiek afval zoals houtresten gebruiken.

Maar u moet het materiaal in uw machine invoeren. Er is weinig tot geen rommel, afgezien van eventuele steunen.

Ter vergelijking: 3D-printen is ethischer omdat er minder afval is.

CNC- of 3D-printen: wat is voordeliger?

We hopen dat u nu de essentiële verschillen tussen 3D-printen en CNC begrijpt. Laten we dus eens kijken welke methode u meer voordelen kan opleveren.

1) Kracht

In de meeste gevallen geven fabrikanten de voorkeur aan CNC-bewerking voor het bewerken van metalen. CNC-machines gebruiken dus meestal monolithische materialen met uitstekende thermische en mechanische eigenschappen.

Met 3D-printen kan een breed scala aan materialen worden verwerkt, vooral vloeibare materialen. Je kunt dus niet verwachten dat de materialen goede fysieke eigenschappen hebben. Bovendien hebben ze minder mechanische eigenschappen vergeleken met de materialen die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen.

2) Afval

CNC-machines zijn standaard voor het maken van nauwkeurige, duurzame en hittebestendige onderdelen. Deze machines zijn in vrijwel alle branches leverbaar.

De industrieën variëren van kleine bedrijven tot grote productiefabrieken. Er is een breed scala aan toepassingen en de verspilling is aanzienlijk. Of het nu gaat om gieten, metaalgieten of sieraden.

In tegenstelling tot CNC-bewerking gebruikt 3D-printen precies de hoeveelheid materiaal die u nodig hebt om een ​​object te maken. Hier is het afval minimaal. Maar vergeet niet het materiaal dat u nodig hebt voor ondersteunende structuren.

Maar zoals hierboven vermeld, kunnen we metaal- en plasticafval dat voortkomt uit CNC-bewerkingen hergebruiken. Je kunt spanen op veel manieren recyclen.

Vergeet niet dat CNC-bewerkingsschroot meestal waarde heeft. U kunt metaalschroot verkopen aan een recycler. Je kunt het afvalmateriaal ook hergebruiken, zolang het maar geen houtafval is. Of het nu stukjes metaal zijn of kleine stukjes metaal! Je kunt het op elk gewenst moment opnieuw gebruiken.

3) Verscheidenheid aan toepassingen

Het staat het meest bekend om zijn nauwkeurige, hittebestendige en duurzame onderdelen. CNC-bewerking is wijdverbreid in de meeste, zo niet alle, industrieën. De omvang van het bedrijf is geen probleem.

Toch weerspiegelt 3D-printen ook de visie van de meeste mensen. Sommige gebieden waarop deze methode van toepassing is, zijn de gezondheidszorg, de lucht- en ruimtevaart en de techniek. Andere zijn bioprinten, voedselprinten, sieraden en bouw en constructie.

4) 3D-modellen en software

Het voorbereiden van software voor CNC-bewerkingsprocessen is iets ingewikkelder dan 3D-printen. Het is essentieel om gereedschapspaden te creëren met behulp van computerondersteunde productiesoftware.

Een specialist moet de locatie specificeren. Ook controleren ze de afmetingen van het uitgangsmateriaal en de eigenschappen van de frees. Andere zaken die moeten worden aangebracht zijn onder meer de spil en de snelheden van de assen.

Aan de andere kant zijn 3D-printers toegankelijker. Voor het overbrengen van digitale modellen in de G-code heeft u speciale software nodig, een zogenaamde slicer. Het is wat het 3D-productieproces bestuurt.

De snijmethode is eenvoudiger dan het voorprogrammeren van CNC-machines.

5) Verscheidenheid aan gereedschappen

U kunt meerdere gereedschappen in dezelfde CNC-machine gebruiken. Het verbreedt de mogelijkheden en maakt dit proces veelzijdiger. Wij schrijven alles toe aan CNC-technologie.

Sommige machines kunnen automatisch de gereedschappen aanpassen aan uw huidige taak. Het productieproces kent geen langere pauzes.

Voor 3D-printen zijn er beperkte hulpmiddelen beschikbaar. Meestal kan dit problematisch zijn. Maar wanneer u deze additieve productiemethode gebruikt, zijn andere niet nodig. 3D-printen kent een ongelooflijke diversiteit.

6) Snelheid

De complexiteit van het ontwerp speelt hierbij een opvallende rol. Het en uw materiaalkeuze bepalen de productiesnelheid als u CNC-machines gebruikt. Het kan geweldig zijn en, in de meeste gevallen, ongeëvenaard.

Maar onthoud dat het voorprogrammeren van sommige processen meer tijd kan kosten, vooral als u lastiger projecten uitvoert.

De doorlooptijd voor deze productie kan 3 tot 4 dagen duren. Voor 3D-printen kan dit 1 of 2 dagen zijn.

In sommige gevallen kan 3D-printen langzamer zijn en is het niet de beste optie voor serieproductie. De reden dat het rapid prototyping wordt genoemd, is dat de printers geen langere voorprogrammering nodig hebben. Het duurt even om ze te laten werken.

Wat het nodig heeft, is het laden van het materiaal en het snijden van bestanden. Het is iets dat u in een paar minuten kunt doen en vervolgens naar de printer kunt sturen.

Additive manufacturing blijft dag na dag verbeteren. De machines van vandaag werken sneller dan oudere ontwerpen.

7) Nabewerking

Soms hebben details die u met CNC-machines maakt nabewerking nodig, zoals schuren, zandstralen, galvaniseren, borstelen en slijpen.

Schuurproces

Zandstraalproces

Poetsproces

Maalproces

Bovendien kunt u de onderdelen op dezelfde CNC-machine schuren en afwerken. De resultaten hier zijn net zo geweldig als de cast.

Bij 3D-printen hebben de producten nabewerking nodig. Stel dat u metalen onderdelen met interne spanning op temperatuur heeft verwerkt. Vervolgens kunt u een aantal ervan direct na het afdrukken gebruiken.

Veelgestelde vragen over CNC vs. 3d printen

1) Wat zijn de opmerkelijke verschillen tussen 3D-printen en CNC-bewerking?

De meeste gebruikers van 3D-printen zeggen dat het gemakkelijker te gebruiken is dan CNC-machines. Nadat u het bestand hebt voorbereid, hoeft u alleen nog maar de oriëntatiedelen en vulling te kiezen.

De printer heeft mogelijk ondersteuning nodig, maar dit is niet altijd nodig. Zodra u begint met afdrukken, is er geen toezicht meer nodig. Laat de printer staan ​​totdat het afdrukproces is voltooid. De technologie zal de nabewerkingsbehoeften beïnvloeden.

Maar CNC-bewerking heeft een specialist nodig om de verschillende gereedschappen te beoordelen. Het werkt volgens unieke productieprincipes. Als subtractief proces begint het met een stuk materiaal. Het maakt gebruik van programmeerbesturingselementen.

U kunt kiezen uit 3-assige, 4-assige en 5-assige machines. Dit worden computernumerieke besturingen genoemd. Het CNS regelt de bewegingen van deze bewerkingsgereedschappen in drie dimensies. De machines verwijderen materiaal totdat het bewerkingsproces is voltooid. U blijft bij uw eindproduct.

Van al deze kan een 5-assige machine u helpen bij het maken van complexe onderdelen. Bovendien hoef je bij 5-assige machines ook minder rotatiebewerkingen uit te voeren. Het bespaart allemaal mankracht en verbetert ook de productiesnelheid en nauwkeurigheid.

2) Moet ik een CNC-machine of 3D-printer aanschaffen voor mijn bedrijf?

CNC-bewerking is ouder dan 3D-printen. Maar de meeste mensen omarmen de twee in gelijke mate. Houd er rekening mee dat u ze in sommige situaties misschien hand in hand moet gebruiken.

Elk ervan biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van de meeste traditionele methoden zoals spuitgieten. Het kan nuttig zijn om uw behoeften te beoordelen voordat u kiest wat het beste voor u werkt.

Wat u koopt, hangt af van uw behoeften. 3D-printers zijn veelzijdig. Maar bepaalde factoren kunnen uw beslissing in de weg staan.

Als u nog niet beslist, zijn 3D-printers uitstekende opties. Als u voldoende bekwaam bent, zullen CNC-machines voor u werken. Geavanceerdere modellen hebben minimaal geluid en afval. Maar u hebt een werkplaats nodig om deze machines op te slaan, aangezien ze omvangrijk zijn.

Sommige 3D-printers zijn langzamer, maar kunnen goedkoper zijn voor producties in kleine volumes. Om ze te bedienen heb je een basisopleiding nodig. De uitstoot is lager en die kun je in de kantoorruimte hebben.

Overweeg alle aspecten voordat u een beslissing neemt. Het zou beter zijn als u andere concurrentievoordelen van de twee methoden kunt behalen.

3) Kan 3D-printen met metaal de gebruikelijke CNC-bewerking vervangen?

3D-printen en CNC-bewerking maken gebruik van vergelijkbare kerntechnologieën. Vooruitgang in het ene zal verbeteringen in het andere stimuleren.

Als het om het hele productieproces van metalen onderdelen gaat, is het anders. CNC-bewerking en metaal-3D-printen kunnen elkaar niet vervangen.

Metaal 3D-printen wordt steeds beter en kan sommige processen vervangen. Maar we zullen nog steeds CNC-bewerking nodig hebben.

4) Is CNC-bewerking goedkoper dan 3D-printen?

In de meeste gevallen is 3D-printen goedkoper dan CNC-bewerking. Maar de kosten zijn afhankelijk van het aantal onderdelen dat u nodig heeft en hoe snel u ze nodig heeft.

Snelheid is een essentieel element als het gaat om de keuze tussen 3D-printen en CNC-bewerking. Natuurlijk kan CNC u een hogere productiesnelheid bieden voor het maken van een bepaald product in grote hoeveelheden. We hoeven alleen maar een assemblagelijn van machines op te zetten die elk onderdeel kunnen maken.

Aan de andere kant houdt 3D-printen in dat het hele product van begin tot eind wordt gemaakt. Het 3D-printproces is dus mogelijk niet ideaal voor grootschalige producties.

Voor grote hoeveelheden met hoge dubbele cijfers is CNC-bewerking de beste optie. Voor lagere volumes is 3D-printen geschikt. Als u uw onderdelen van prototypen sneller nodig heeft, is 3D-printen het beste huisdier.

Meer factoren zullen kostenvergelijkingen behoorlijk lastig maken. Eén daarvan zijn de variërende materiaalkosten. Goedkope materialen zoals ABS zullen niet hetzelfde kosten als die van ongeveer $ 500 per kilogram. Bovendien zal het vervangen en repareren van machines zoals CNC-koppen de totale kosten beïnvloeden.

Laatste gedachten!

Tot op zekere hoogte kunnen zowel CNC-bewerking als 3D-printen elkaar overlappen. Meestal in prestaties en mogelijkheden. Maar elk heeft de voordelen die het geschikt maken voor speciale toepassingen.

CNC-bewerking is uitstekend geschikt voor taken die hoge precisie vereisen. Ook creëert het complexe producten uit kant-en-klare materialen. De meeste mensen geven hier de voorkeur aan vanwege kostenefficiëntie en nauwkeurigheid.

Kenmerken van het nieuwe 3D-printen maken het proces perfect voor het maken van prototypes. Anderen die ervoor werken zijn op maat gemaakte producten en visuele rechtvaardiging.

Alles wordt bij elkaar opgeteld; de wereld is een open veld. Er is meer ruimte voor CNC-machines en 3D-printers. Kies dus de juiste technologie voor uw volgende productie.