CNC vs. 3D-printing – hvilken metode er egnet for å lage delen din?

Egnet til å lage din del?

Produsenter over hele verden utforsker ofte forskjellige alternativer for å lage funksjonelle deler.

De søker etter moderne teknikker for å redusere produksjonskostnader, tid og energi. Det er der søket deres stopper opp. De må velge mellom CNC og 3D-printing.

Er du en av disse produsentene? Ønsker du å lage funksjonelle deler med 3D-printing eller CNC-maskinering? 3D-printing kan selvsagt gi deg den kvaliteten som er avgjørende for produksjon på industrinivå.

Men det er viktig å kjenne til forskjellene mellom CNC- og 3D-printing, og det kan hjelpe deg med å velge den beste teknikken for produksjonslinjen din.

Så la oss utforske CNC kontra 3D-printing i dagens artikkel!

Hva er CNC Maskinering?

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

CNC-maskinering er en forkortelse for datamaskinbasert numerisk kontroll. Det er en form for subtraktiv produksjon. Dermed har det vært en overlegen metode i årevis.

Metoden stammer fra 1940-tallet. Den ble brukt til å maskinere svært avanserte deler som krevde optimal presisjon. CNC-maskinering krever kutting eller fjerning fra materialblokker for å lage sluttprodukter.

Nå til dags forekommer denne typen produksjon i ulike former. Disse inkluderer utskjæring, trådgnist og laserskjæring. Andre er dreiing og fresing.

Hva er 3D-utskrift?

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

3D-printing kalles også prototyping eller additiv produksjon. Det er blant de nyeste fabrikasjonsmekanismene.

Frem til nå har det vært en betydelig vekst innen 3D-printing. Det er på grunn av material- og teknologiske fremskritt. Denne produksjonsformen stammer fra 1980-tallet.

Produktutviklere bruker denne metoden til å reprodusere prototyper fra digitale design. Noen foretrekker den på grunn av fleksibiliteten, lave kostnadene og hastigheten.

3D-printingsprosessen skjer lag for lag. Den finnes i ulike teknologiske former. Dessuten kan den printe mange metall- og polymermaterialer.

De to teknologiene har sine fordeler og ulemper. De fleste er innen produktutvikling og produksjon. Det finnes argumenter å fremføre for å vurdere en ideell metode for din applikasjon eller prosess.

Men det er viktig å merke seg at de to metodene ofte kan komplementere hverandre. De kan eksistere side om side. For å identifisere om disse teknologiene kan være til fordel for din bransje, er det noen faktorer:

• Produksjonsprosessen
• Design utvikling
• Bedriftskultur
• Forretningsmodell

For eksempel kan maskinverksteder bruke CNC-maskinering hvis de har store produksjonsbehov. Samtidig kan de bruke 3D-printing til å lage deler med komplekse eller avanserte design eller geometri. Noe som CNC-maskinering ikke kan gjøre.

Kan 3D-printing bli en erstatning for CNC?

Siden lanseringen har CNC-maskinering vist seg å være den vanligste metoden for prototyping til dags dato. Ja, det finnes andre nye metoder. Men de kan ikke sammenlignes med denne formen for subtraktiv produksjon, selv om det er sameksistens.

Hvem vet om ting vil endre seg i fremtiden. Vi er ikke sikre, siden mulighetene er 50-50. 3D-printing kan, og kan, ikke, forby CNC-maskinering.

Denne formen for additiv produksjon er beundringsverdig. Den fungerer allerede med diverse oppgaver som CNC-maskiner kan gjøre. Men det er bare en mindre oppgave.

Dessuten er den totale kostnaden for CNC-maskinering minimal sammenlignet med 3D-printing. De fleste er enige om at CNC-prosessering er på sitt høyeste utviklingsnivå.

Noen av disse maskinene, selv om de er små, er minifabrikker. Et godt antall er robuste i sine evner. De kan utføre mange oppgaver, og begrensningene er få.

I tilfeller der CNC-maskinering har sine ulemper, kommer 3D-printing inn for å redde dagen. Du kan produsere nesten hvilket som helst objekt med 3D-printere på få dager. Men det er vanlig at det oppstår overlapping.

CNC vs. 3D-printing - A Sammenlignende studie!

CNC-maskinering, som en del av subtraktive produksjonsprosesser, er mer populært over hele verden. Det tilbyr mer allsidighet enn andre produksjonsmetoder.

I de fleste tilfeller, når noen ønsker en funksjonell detalj eller del, er CNC-teknologi et primært verktøy. Det er vanlig innen prosjektering, testing og evalueringer.

I militære termer kalles CNC-maskinering og andre subtraktive prosesser fortropp. 3D-printing og andre additive prosesseringsmetoder kalles baktropp.

Slik sammenligner du de to metodene med hverandre:

1) Brukervennlighet

Det finnes datastøttet programvare for design som kan fungere med 3D-skrivere og CNC-rutere. De to teknologiene bruker forskjellige metoder for å gi resultater.

CNC-rutere bruker en metode som gjør det motsatte av hva en 3D-printer gjør. CNC-maskiner starter med materialblokker. Alt avfall kuttes ut, og det som er igjen er bare det tiltenkte sluttproduktet.

På samme måte vil 3D-printere starte fra ingenting og deretter legge til lag med unikt materiale. Dermed danner det en masse som antar formen til det tiltenkte produktdesignet.

Noen ganger kan skriverens muligheter være en begrensning for fleksibilitet og produksjon. CNC-teknologi gir raskere resultater.

2) Materialer

CNC-rutere lager kraftige utganger. Disse er laget av metaller med høy tetthet og høy strekkfasthet. CNC-utganger kan være presisjonsdeler for produksjonsmaskiner, motorer og fly.

De brukes også i miljøer med høy intensitet, voks, tre og plast. Alle andre materialer kan brukes med CNC-maskinering.

På den annen side bruker de fleste 3D-printere en additiv prosess. De lager produkter av spesielle harpikser, metall og plast, og forskjellige typer materialer.

Utskriftsprosessen bruker unike materialer. 3D-deler har kanskje ikke nok styrke til bruk i krevende omgivelser. Dessuten fungerer det kanskje ikke i omgivelser for kjøretøy og andre produksjonsmaskiner.

Materialer som brukes til utskrift av 3D-objekter vil fungere bra når man lager prototypemodeller. For forbrukerprodukter til personlig og husholdningsbruk vil det også fungere.

Det finnes nyere 3D-teknologi som brukes i produksjon av tann- og medisinske produkter. Disse teknikkene bruker unike FDA-godkjente materialer. Men det finnes ingen 3D-skrivere som kan produsere en lignende utskriftskvalitet som en CNC-ruter ville gjort.

3) Kostnad

Forskjellene mellom disse to produksjonsformene gjør prissammenligning ganske vanskelig. Definisjoner av typiske enheter vil variere mellom jobber, materialer og kunder.

Sammenligningene vil være i generelle termer. Hvis du bruker en CNC-maskin til å lage en spesifikk del, kommer en liten mengde til en høy enhetskostnad. Det er billigere å produsere store partier med CNC-maskinering.

Av denne grunn er CNC-maskinering utmerket for masseproduksjon. Ved 3D-printing vil hver enhet koste det samme uavhengig av batchstørrelsen.

Hvis du produserer en liten mengde av en vare, vil den totale kostnaden for hver enhet du lager representere en fordel. Men hvis du produserer større partier av en vare, kan den totale kostnaden for hver enhet være vanskelig å beregne.

Med CNC-maskinering vil enhetskostnaden for et produkt øke i takt med presisjonen og kompleksiteten til resultatet. Den høye prisen på komplekse CNC-utganger stammer fra det økte antallet verktøybaner som trengs.

Den lille kutteren du bruker og tiden som trengs for å fullføre jobben har også betydning.

4) Nøyaktighet

CNC-maskinering tilbyr overlegne overflateegenskaper. Så hvis du sammenligner de beste resultatene fra 3D-printere, kan CNC-produserte deler sendes rett til ethvert sted. De som er laget med 3D-printing vil trenge andre prosesser for å fullføre oppgavene.

Totalt sett blir CNC-maskinering mer effektiv enn 3D-printing. Sistnevnte mangler presisjon for noen komplekse applikasjoner.

Du kan bruke en selektiv lasersmeltemekanisme som skriver ut 3D-utdata når du bruker metall. Men nøyaktigheten er ikke som CNC-maskiner.

CNC-maskinering er uslåelig når det gjelder både nøyaktighet og hastighet. Det er fordi toleransen og nøyaktigheten er unik. Du kan forvente at nøyaktighetsverdien for CNC-maskinering ligger rundt +-0.01 mm til +-0.05 mm. Vel, det avhenger også av geometrien.

På den annen side er overflatekvaliteten som oppnås i 3D-printing kanskje ikke like god som CNC. Merk at 3D-printing gir en nøyaktighet på omtrent +-0.1 mm. Dessuten vil produksjonshastigheten i 3D-printing også variere avhengig av den nødvendige nøyaktigheten.

5) Påvirkning på miljøet

CNC-maskinering innebærer å skjære bort materiale fra en standardblokk. Det blir selvsagt søl til slutt. Du må rengjøre delene etter produksjonsprosessen.

Alt dette og det å kvitte seg med rotet er ikke en del av 3D-produksjonsprosessen. Additiv produksjon vil danne et objekt uten å produsere avfall.

Selvfølgelig ønsker alle produsenter å minimere materialsvinn under produksjonsprosessen. Om ikke redusere, bør vi i det minste gjenbruke avfallsmaterialet.

Flere operasjoner i CNC kan resultere i spon. Dette inkluderer fresing, boring, dreiing osv. Vel, det er mulig å gjenbruke metall- og plastavfall i en passende produksjonsprosess. Vi kan imidlertid ikke bruke spesielt avfall som treavfall.

Men du må mate materialet inn i maskinen. Det er minimalt med søl bortsett fra støtter hvis du bruker noen.

Til sammenligning er 3D-printing mer etisk, ettersom det er mindre avfall.

CNC eller 3D-printing – hva er mest fordelaktig?

Vi håper du nå forstår de viktige forskjellene mellom 3D-printing og CNC. Så la oss finne ut hvilken metode som kan gi deg flest fordeler.

1) Styrke

I de fleste tilfeller foretrekker produsenter CNC-maskinering for bearbeiding av metaller. Derfor bruker CNC-maskiner stort sett monolittiske materialer med utmerkede termiske og mekaniske egenskaper.

3D-printing kan behandle et bredt spekter av materialer, spesielt flytende materialer. Dermed kan man ikke forvente at materialene har gode fysiske egenskaper. Dessuten har de færre mekaniske egenskaper sammenlignet med materialene som brukes i CNC-maskinering.

2) Avfall

CNC-maskiner er standard for å lage presise, slitesterke og mer varmebestandige deler. Disse maskinene er tilgjengelige i nesten alle bransjer.

Industriene spenner fra små bedrifter til store produksjonsfabrikker. Det finnes et bredt spekter av bruksområder, og avfallet er betydelig. Enten det er innen støping, metallstøping eller smykker.

I motsetning til CNC-maskinering bruker 3D-printing nøyaktig den mengden materiale du trenger for å lage et objekt. Her er avfallet minimalt. Men ikke glem materialet du måtte trenge til støttestrukturer.

Men som nevnt ovenfor, kan vi gjenbruke metall- og plastavfall som følge av CNC-drift. Du kan resirkulere spon på mange måter.

Husk at skrap fra CNC-maskinering har verdi mesteparten av tiden. Du kan selge metallskrap til en gjenvinner. Du kan også gjenbruke avfallsmaterialet så lenge det ikke er treskrap. Det være seg biter eller små metallflekker! Du kan bruke det om igjen når som helst.

3) Ulike bruksområder

Den er best kjent for presise, varmebestandige og slitesterke deler. CNC-maskinering er utbredt i de fleste, om ikke alle, bransjer. Størrelsen på bedriften er ikke et problem.

Likevel fanger 3D-printing også visjonen til folk flest. Noen felt der denne metoden gjelder er helsevesen, luftfart og ingeniørfag. Andre er bioprinting, mattrykking, smykker og bygg og anlegg.

4) 3D-modeller og programvare

Det er noe mer komplisert å forberede programvare for CNC-maskinering enn 3D-printing. Det er viktig å lage verktøybaner ved hjelp av dataassistert produksjonsprogramvare.

En spesialist må spesifisere plasseringen. De sjekker også dimensjonene på lagermaterialet og kutterens egenskaper. Andre ting som må tas på plass er blant annet spindelen og hastighetene på aksene.

På den annen side er 3D-printere mer tilgjengelige. Du trenger spesiell programvare kjent som en slicer for å overføre digitale modeller i G-koden. Det er det som styrer 3D-produksjonsprosessen.

Skivemetoden er enklere enn å måtte forhåndsprogrammere CNC-maskiner.

5) Ulike verktøy

Du kan bruke et par verktøy i samme CNC-maskin. Det utvider mulighetene og gjør prosessen mer allsidig. Vi tilskriver alt til CNC-teknologi.

Noen maskiner kan automatisk bytte verktøy til din nåværende oppgave. Produksjonsprosessen vil ikke ha lengre pauser.

For 3D-printing er det begrenset med verktøy tilgjengelig. Som oftest kan dette være problematisk. Men når du bruker denne additive produksjonsmetoden, er andre ikke nødvendige. 3D-printing kan skilte med et utrolig mangfold.

6) Hastighet

Kompleksiteten i designet spiller en betydelig rolle her. Den og ditt valg av materiale vil avgjøre produksjonshastigheten hvis du bruker CNC-maskiner. Det kan være fantastisk og i de fleste tilfeller uovertruffent.

Men husk at forhåndsprogrammering av enkelte prosesser kan ta lengre tid, spesielt hvis du håndterer vanskeligere prosjekter.

Leveringstiden for denne produksjonen kan ta 3 til 4 dager. For 3D-printing kan dette være 1 eller 2 dager.

I noen tilfeller kan 3D-printing være tregere og er ikke det beste alternativet for serieproduksjon. Grunnen til at det kalles rask prototyping er at skriverne ikke trenger lengre forhåndsprogrammering. Det tar kort tid å kjøre dem.

Det den trenger er å laste inn materialet og skjære filene. Det er noe du kan gjøre på noen få minutter og deretter sende det til skriveren.

Additiv produksjon forbedres dag for dag. Dagens maskiner jobber raskere enn eldre design.

7) Etterbehandling

Noen ganger trenger detaljer du lager med CNC-maskiner etterbehandling som pussing, sandblåsing, plating, børsting og sliping.

Slipeprosess

Sandblåsingsprosess

Børsteprosess

Slipeprosess

Du kan også slipe og finpusse delene på den samme CNC-maskinen. Resultatene her er like flotte som støpegodset.

I 3D-printing trenger produktene etterbehandling. La oss si at du har temperaturbehandlet metalldeler med indre belastning. Da kan du bruke noen av dem rett etter utskrift.

Vanlige spørsmål om CNC kontra 3D-printing

1) Hva er de viktigste forskjellene mellom 3D-printing og CNC-maskinering?

De fleste 3D-printerbrukere sier at det er enklere å bruke enn CNC-maskiner. Når du har forberedt filen, trenger du bare å velge retningsdeler og fylling.

Skriveren kan trenge støtte, men det er ikke alltid nødvendig. Når du har begynt å skrive ut, er det ikke behov for tilsyn. La skriveren stå i ro til utskriftsprosessen er fullført. Teknologien vil påvirke behovene for etterbehandling.

Men CNC-maskinering krever en spesialist for å vurdere de ulike verktøyene. Den fungerer etter unike produksjonsprinsipper. Som en subtraktiv prosess begynner den med en materialmengde. Den bruker programmeringskontroller.

Du kan velge mellom 3-aksede, 4-aksede og 5-aksede maskiner. Disse kalles numeriske datamaskinkontrollere (CNS). CNS styrer bevegelsene til disse maskineringsverktøyene i tre dimensjoner. Maskinene fjerner materiale til maskineringsprosessen er fullført. Du vil bli værende med det endelige produktet.

Blant alt dette kan 5-aksede maskiner hjelpe deg med å lage komplekse deler. Dessuten trenger du også å utføre færre rotasjonsoperasjoner i 5-aksede maskiner. Alt dette sparer arbeidskraft og forbedrer også produksjonshastigheten og nøyaktigheten.

2) Bør jeg skaffe meg en CNC-maskin eller 3D-printer til bedriften min?

CNC-maskinering er eldre enn 3D-printing. Men folk flest bruker de to i like stor grad. Husk at du kanskje må bruke dem hånd i hånd i noen situasjoner.

Hver av dem har sine betydelige fordeler i forhold til de fleste tradisjonelle metoder som sprøytestøping. Det vil være nyttig å vurdere dine behov før du velger hva som fungerer best for deg.

Hva du kjøper vil avhenge av dine behov. 3D-printere er allsidige. Men visse faktorer kan komme i veien for din beslutning.

Hvis du ennå ikke har bestemt deg, er 3D-printere et utmerket alternativ. Hvis du er dyktig nok, vil CNC-maskiner fungere for deg. Mer avanserte modeller har minimalt med støy og avfall. Men du trenger et verksted for å oppbevare disse maskinene siden de er store.

Noen 3D-printere er tregere, men kan være billigere for produksjoner i lavt volum. Du trenger grunnleggende opplæring for å bruke dem. Utslippene er lavere, og du kan ha dem på kontoret.

Vurder alle aspekter før du tar en avgjørelse. Det vil være bedre om du kan få andre konkurransefordeler med de to metodene.

3) Kan 3D-printing av metall erstatte vanlig CNC-maskinering?

3D-printing og CNC-maskinering bruker lignende kjerneteknologier. Fremskritt i den ene vil føre til forbedringer i den andre.

Hvis det gjelder hele produksjonsprosessen av metalldeler, er det annerledes. CNC-maskinering og 3D-printing av metall kan ikke erstatte hverandre.

3D-printing av metall er i stadig forbedring og kan erstatte noen prosesser. Men vi vil fortsatt trenge CNC-maskinering.

4) Er CNC-maskinering billigere enn 3D-printing?

I de fleste tilfeller er 3D-printing rimeligere enn CNC-maskinering. Men kostnadene vil avhenge av antall deler du trenger og hvor raskt du trenger dem.

Hastighet er et viktig element når det gjelder å velge mellom 3D-printing og CNC-maskinering. CNC kan selvfølgelig gi deg en raskere produksjonshastighet for å lage et bestemt produkt i massemengde. Vi trenger bare å sette opp en samlebånd med maskiner som kan lage hver del.

På den annen side innebærer 3D-printing å lage hele produktet fra start til slutt. Dermed er 3D-printingsprosessen kanskje ikke ideell for storskalaproduksjoner.

For store mengder med høye tosifrede tall vil CNC-maskinering være det beste alternativet. 3D-printing er passende for lavere volumer. Hvis du trenger prototypedelene dine raskere, er 3D-printing det beste alternativet.

Flere faktorer vil gjøre kostnadssammenligninger ganske vanskelige. En av dem er de varierende materialkostnadene. Billige materialer som ABS vil ikke koste det samme som de som er rundt 500 dollar per kilogram. Dessuten vil bytte og reparasjon av maskineri som CNC-hoder påvirke de totale kostnadene.

Siste tanker!

Til en viss grad kan både CNC-maskinering og 3D-printing overlappe hverandre. Oftest i ytelse og kapasitet. Men begge har fordeler som gjør dem egnet for spesielle applikasjoner.

CNC-maskinering er utmerket for oppgaver som krever høy presisjon. I tillegg skaper den komplekse produkter fra ferdige materialer. De fleste foretrekker dette på grunn av kostnadseffektivitet og nøyaktighet.

Kjennetegn ved den nye 3D-printingen gjør prosessen perfekt for å lage prototyper. Andre egenskaper som fungerer for den er spesialdesignede produkter og visuell begrunnelse.

Alt er samlet på en gang; verden er et åpent felt. Den er full av plass til CNC-maskiner og 3D-printere. Så velg riktig teknologi for din neste produksjon.