ЧПК проти 3D-друку – який метод підходить для створення вашої деталі?

Підходить для створення вашої частини?

Виробники по всьому світу часто досліджують різні варіанти створення функціональних частин.

Вони шукають сучасні технології, щоб зменшити витрати на виробництво, час і енергію. На цьому їхні пошуки зупиняються. Їм потрібно вибрати між ЧПК і 3D-друком.

Ви один із цих виробників? Ви хочете створювати функціональні деталі за допомогою 3D-друку або обробки з ЧПУ? Звичайно, 3D-друк може забезпечити якість, необхідну для промислового виробництва.

Але знання відмінностей між ЧПК і 3D-друком є ​​важливим, і це може допомогти вам вибрати найкращу техніку для вашої виробничої лінії.

Отже, давайте вивчимо CNC проти 3D-друку в сьогоднішній статті!

Що Обробка з ЧПУ?

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

CNC Machining - це абревіатура від комп'ютера з числовим керуванням. Це форма субтрактивного виробництва. Таким чином, це був кращий метод протягом багатьох років.

Метод бере свій початок з 1940-х років. Він використовувався для обробки передових деталей, які потребували оптимальної точності. Обробка з ЧПК вимагає різання або віднімання блоків матеріалу для створення кінцевих продуктів.

В даний час таке виробництво зустрічається в різних формах. До них відносяться різьблення, електроерозійна та лазерна різка. Інші токарні та фрезерні.

Що таке 3D-друк?

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

3D-друк також називають прототипуванням або адитивним виробництвом. Це один з найновіших механізмів виготовлення.

До цього моменту спостерігалося значне зростання 3D-друку. Це завдяки матеріально-технічному прогресу. Ця форма виробництва бере свій початок у 1980-х роках.

Розробники продуктів використовують цей метод для відтворення прототипів із цифрових проектів. Деякі люди віддають перевагу йому через його гнучкість, низьку вартість і швидкість.

Процес 3D-друку відбувається шар за шаром. Випускається в різних технологічних формах. Крім того, він може друкувати багато металевих і полімерних матеріалів.

Дві технології мають свої плюси та мінуси. Більшість із них займаються розробкою продуктів і виробництвом. Є аргументи, щоб оцінити ідеальний метод для вашої програми чи процесу.

Але важливо зазначити, що ці два методи часто можуть доповнювати один одного. Вони можуть існувати поруч. Щоб визначити, чи можуть ці технології принести користь вашій галузі, ось кілька факторів:

• Виробничий процес
• Розробка дизайну
• Культура компанії
• Бізнес-модель

Наприклад, механічні майстерні можуть використовувати обробку з ЧПК, якщо вони мають великі виробничі потреби. У той же час вони можуть використовувати 3D-друк для створення деталей зі складним або вдосконаленим дизайном або геометричними параметрами. Те, чого не може зробити обробка з ЧПУ.

Чи може 3D-друк стати заміною ЧПУ?

З моменту свого запуску обробка з ЧПК виявилася найбільш типовим методом створення прототипів. Так, є й інші нові методи. Але вони не зрівняються з цією формою субтрактивного виробництва, навіть якщо існує співіснування.

Хто знає, чи все зміниться в майбутньому. Ми не впевнені, оскільки можливості 50-50. 3D-друк може випередити обробку з ЧПУ, а може й не випередити.

Ця форма адитивного виробництва викликає захоплення. Він уже працює над різними завданнями, які можуть виконувати верстати з ЧПК. Але це лише другорядне завдання.

Крім того, загальна вартість обробки з ЧПУ є мінімальною, якщо порівнювати її з 3D-друком. Більшість людей погоджуються, що обробка з ЧПК знаходиться на піку розвитку.

Деякі з цих машин, хоч і крихітні, є міні-фабриками. Значна кількість надійних у своїх можливостях. Вони можуть виконувати багато завдань, і обмежень небагато.

У випадках, коли обробка з ЧПК має свої недоліки, 3D-друк приходить, щоб врятувати ситуацію. За допомогою 3D-принтерів можна виготовити практично будь-який об’єкт за кілька днів. Але це типово для перекриття.

ЧПК проти 3D-друку - А Порівняльне дослідження!

Обробка з ЧПК, як частина субтрактивних виробничих процесів, більш популярна в усьому світі. Він пропонує більшу універсальність, ніж інші методи виробництва.

У більшості випадків, коли комусь потрібна функціональна деталь або частина, технологія ЧПК є основним інструментом. Він поширений у розробці, тестуванні та оцінюванні.

У військовій термінології обробка з ЧПК та інші субтрактивні процеси називаються передовими. 3D-друк та інші додаткові методи обробки називають ар’єргардом.

Ось як ці два методи порівнюються один з одним:

1) Простота використання

Існує комп’ютерне програмне забезпечення для проектування, яке може працювати з 3D-принтерами та фрезерними машинами з ЧПК. Дві технології використовують різні методи для отримання результатів.

Фрезерні машини з ЧПК використовуватимуть метод, який діє протилежно тому, що буде робити 3D-принтер. Верстати з ЧПК починаються з блоків матеріалу. Усі відходи вирізаються, і залишається лише запланований кінцевий продукт.

Подібним чином 3D-принтери починатимуть з нуля, а потім додадуть шари унікального матеріалу. Таким чином, він утворює масу, щоб прийняти форму запланованого дизайну продукту.

Іноді можливості принтера можуть бути обмеженням для гнучкості та продуктивності. Технологія ЧПК дає швидше результати.

2) Матеріали

Фрезерні машини з ЧПК створюють потужні виходи. Вони виготовляються з металів з високою щільністю і високою міцністю на розрив. Продукти ЧПК можуть бути точними деталями для виробничих машин, двигунів і літаків.

Крім того, вони використовуються в середовищах високої інтенсивності, воску, дерева та пластику. Будь-який інший матеріал може працювати з ЧПУ.

З іншого боку, більшість 3D-принтерів використовують адитивний процес. Виготовляють вироби зі спеціальних смол, металу, пластику та різних матеріалів.

У процесі друку використовуються унікальні матеріали. Тривимірні деталі можуть бути недостатньо міцними для використання в деяких складних умовах. Крім того, він може не працювати в налаштуваннях транспортних засобів та іншого виробничого обладнання.

Матеріали, які використовуються для друку 3D-об’єктів, добре підійдуть для створення прототипів моделей. Для продуктів споживчого класу для особистого та домашнього використання також підійде.

У виробництві стоматологічної та медичної продукції використовується новіша 3D-технологія. Ці методи використовують унікальні матеріали, схвалені FDA. Але немає 3D-принтерів, які могли б виробляти таку ж якість друку, як маршрутизатор з ЧПК.

3) Вартість

Відмінності між цими двома формами виробництва роблять порівняння цін досить складним. Визначення типових одиниць відрізнятимуться залежно від робочих місць, матеріалів і клієнтів.

Порівняння будуть у загальних рисах. Якщо використовується верстат з ЧПК для виготовлення конкретної деталі, невелика кількість має високу вартість одиниці. Виробництво великих партій дешевше з ЧПУ.

З цієї причини обробка з ЧПК чудово підходить для масового виробництва. У 3D-друку кожна одиниця коштуватиме однаково, незважаючи на розмір партії.

Якщо ви виробляєте невелику кількість товару, загальна вартість кожної виготовленої вами одиниці буде перевагою. Але, якщо ви виробляєте більші партії товару, загальна вартість кожної одиниці може бути важкою.

При обробці з ЧПУ вартість одиниці виробу зростатиме відповідно до точності та складності його виходу. Висока ціна складних результатів ЧПК пояснюється збільшенням кількості необхідних шляхів інструменту.

Крім того, малий різак, який ви використовуєте, і час, необхідний для завершення роботи, мають значення.

4) Точність

Обробка з ЧПУ забезпечує чудову якість поверхні. Отже, якщо порівняти найкращі результати 3D-принтерів, деталі, виготовлені з ЧПК, можна відправити прямо в будь-яке місце призначення. Тим, хто працює з 3D-друком, для виконання завдань знадобляться різні процеси.

Загалом обробка з ЧПУ стає ефективнішою, ніж 3D-друк. Останньому бракує точності для деяких складних програм.

Ви можете використовувати механізм селективного лазерного плавлення, який друкує 3D-виходи під час використання металу. Але точність не така, як у верстатів з ЧПК.

Обробка з ЧПУ є неперевершеною, коли йдеться про точність і швидкість. Це тому, що його толерантність і точність унікальні. Ви можете очікувати, що значення точності обробки з ЧПК буде приблизно від +-0.01 мм до +-0.05 мм. Ну, це також залежить від геометрії.

З іншого боку, якість поверхні, досягнута при 3D-друкі, може бути не такою хорошою, як при ЧПК. Зауважте, що 3D-друк забезпечує точність приблизно +-0.1 мм. Крім того, швидкість виготовлення 3D-друку також буде змінюватися в залежності від необхідної точності.

5) Вплив на навколишнє середовище

Обробка з ЧПУ передбачає відрізання матеріалу від стандартного блоку. Звичайно, зрештою буде безладно. Вам потрібно очистити частини матеріалу після процесу виробництва.

Усе це та утилізація безладу не є частиною процесу виробництва 3D. Адитивне виробництво сформує об’єкт без утворення відходів.

Безумовно, кожен виробник хоче мінімізувати матеріальні відходи в процесі виробництва. Якщо не зменшити, то принаймні повторно використовувати відходи.

Кілька операцій у ЧПК можуть призвести до стружки. Сюди входить фрезерування, свердління, токарна обробка тощо. Можна повторно використовувати металеві та пластикові відходи у відповідному виробничому процесі. Однак ми не можемо використовувати певні відходи, такі як обрізки деревини.

Але вам потрібно подати матеріал у машину. Безлад буде мінімальним або відсутнім, окрім опор, якщо ви їх використовуватимете.

Для порівняння, 3D-друк є більш етичним, оскільки менше відходів.

ЧПУ чи 3D-друк – що вигідніше?

Ми сподіваємося, що тепер ви розумієте важливі відмінності між 3D-друком і ЧПК. Отже, давайте розберемося, який метод може принести вам більше користі.

1) Міцність

У більшості випадків виробники віддають перевагу ЧПУ для обробки металів. Таким чином, верстати з ЧПК використовують переважно монолітні матеріали, що володіють чудовими термічними та механічними властивостями.

3D-друк може обробляти широкий спектр матеріалів, особливо рідких. Таким чином, ви не можете очікувати, що матеріали матимуть хороші фізичні властивості. Крім того, вони мають менші механічні властивості порівняно з матеріалами, які використовуються в обробці з ЧПК.

2) Відходи

Верстати з ЧПК є стандартними для виготовлення точних, міцних і більш термостійких деталей. Ці машини доступні практично у всіх галузях промисловості.

Галузі промисловості варіюються від малих підприємств до великих виробничих фабрик. Існує широкий спектр застосування, а відходи значні. Будь то лиття, лиття металу чи ювелірні вироби.

На відміну від обробки з ЧПУ, 3D-друк використовує точну кількість матеріалу, необхідного для створення об’єкта. Тут відходи мінімальні. Але не забудьте про матеріал, який може знадобитися для опорних конструкцій.

Але, як згадувалося вище, ми можемо повторно використовувати металеві та пластикові залишки, отримані в результаті роботи з ЧПК. Ви можете переробляти стружку різними способами.

Пам’ятайте, брухт обробки з ЧПУ більшу частину часу має цінність. Ви можете продати металобрухт переробнику. Ви також можете повторно використовувати відходи, якщо це не дерев’яний брухт. Будь то осколки чи крихітні шматочки металу! Ви можете будь-коли використати його повторно.

3) Різноманітність додатків

Він найбільш відомий завдяки точним, термостійким і міцним деталям. Обробка з ЧПК широко поширена в більшості, якщо не у всіх галузях промисловості. Розмір бізнесу не є проблемою.

Проте 3D-друк також захоплює зір більшості людей. Деякі галузі, де застосовується цей метод, це охорона здоров’я, аерокосмічна промисловість та інженерія. Інші – це біодрук, друк продуктів харчування, ювелірні вироби та будівництво.

4) 3D-моделі та програмне забезпечення

Підготовка програмного забезпечення для процесів обробки з ЧПК є дещо складнішою, ніж 3D-друк. Важливо створювати траєкторії інструментів за допомогою програмного забезпечення для автоматизованого виробництва.

Спеціаліст повинен уточнити місце. Також перевіряють розміри заготовленого матеріалу та характеристики фрез. Серед інших речей, які потрібно встановити, це шпиндель і швидкість осей.

З іншого боку, 3D-принтери більш доступні. Вам потрібне спеціальне програмне забезпечення, відоме як слайсер, для передачі цифрових моделей у G-код. Це те, що контролює процес виробництва 3D.

Метод нарізки більш простий, ніж необхідність попереднього програмування верстатів з ЧПК.

5) Різноманітність інструментів

Ви можете використовувати кілька інструментів на одному верстаті з ЧПК. Це розширює можливості і робить цей процес більш універсальним. Все ми відносимо на технологію ЧПУ.

Деякі машини можуть автоматично змінювати інструменти відповідно до поточного завдання. Виробничий процес не матиме тривалих перерв.

Для 3D-друку доступні обмежені інструменти. У більшості випадків це може бути проблематично. Але коли ви використовуєте цей адитивний метод виробництва, інші не потрібні. 3D-друк може похвалитися неймовірною різноманітністю.

6) Швидкість

Помітну роль тут відіграє складність конструкції. Він і ваш вибір матеріалу визначатимуть швидкість виготовлення, якщо ви використовуєте верстати з ЧПК. Це може бути чудовим і, у більшості випадків, неперевершеним.

Але пам’ятайте, що попереднє програмування деяких процесів може зайняти більше часу, особливо якщо ви працюєте зі складнішими проектами.

Термін виконання такого виготовлення може зайняти від 3 до 4 днів. Для 3D-друку це може бути 1 або 2 дні.

У деяких випадках 3D-друк може бути повільнішим і не є найкращим варіантом для будь-якого серійного виробництва. Причина, чому це називається швидким прототипуванням, полягає в тому, що принтери не потребують тривалого попереднього програмування. Для їх запуску потрібно короткий час.

Що йому потрібно, так це завантажити матеріал і нарізати файли. Це те, що ви можете зробити за кілька хвилин, а потім надіслати на друк.

Адитивне виробництво вдосконалюється з кожним днем. Сучасні машини працюють швидше, ніж старі моделі.

7) Постобробка

Іноді деталі, які ви виготовляєте за допомогою верстатів з ЧПК, потребують додаткової обробки, як-от шліфування, піскоструминна обробка, покриття, чищення та шліфування.

Процес шліфування

Процес піскоструминної обробки

Процес чищення

Процес подрібнення

Крім того, ви можете шліфувати та обробити деталі на одному верстаті з ЧПК. Результати тут такі ж чудові, як і акторський склад.

При 3D-друкі вироби потребують постобробки. Припустімо, що ви піддавали температурній обробці будь-які металеві деталі з внутрішньою напругою. Тоді ви можете використовувати деякі з них одразу після друку.

Поширені запитання щодо CNC Vs. 3D друк

1) Які помітні відмінності між 3D-друком і обробкою з ЧПУ?

Більшість користувачів 3D-друку кажуть, що ним простіше користуватися, ніж верстатами з ЧПК. Коли ви підготуєте файл, все, що вам потрібно, це вибрати орієнтацію частин і заповнення.

Принтер може потребувати підтримки, але не завжди. Як тільки ви починаєте друкувати, вам не потрібен нагляд. Залиште принтер до завершення процесу друку. Технологія впливатиме на потреби постобробки.

Але для обробки з ЧПУ потрібен фахівець для оцінки різних інструментів. Він працює на основі унікальних виробничих принципів. Як субтрактивний процес, він починається з шматка матеріалу. Він використовує елементи керування програмуванням.

Ви можете вибрати з 3-х, 4-х і 5-осьових машин. Це так звані комп’ютерні системи цифрового керування. ЦНС керує рухами цих обробних інструментів у трьох вимірах. Машини знімають матеріал до завершення процесу обробки. Ви залишитеся зі своїм кінцевим продуктом.

Серед усього цього 5-осьовий верстат може допомогти вам створити складні деталі. Крім того, у 5-осьових верстатах також потрібно виконувати менше операцій обертання. Все це економить робочу силу, а також покращує швидкість і точність виробництва.

2) Чи варто мені купувати верстат з ЧПК чи 3D-принтер для свого бізнесу?

Обробка з ЧПУ старіша за 3D-друк. Але більшість людей сприймають обидва однаково. Пам’ятайте, що в деяких ситуаціях вам, можливо, доведеться використовувати їх рука об руку.

Кожен із них має значні переваги перед більшістю традиційних методів, таких як лиття під тиском. Буде корисно оцінити ваші потреби, перш ніж вибрати те, що вам найбільше підходить.

Те, що ви купите, залежатиме від ваших потреб. 3D-принтери універсальні. Але деякі фактори можуть стати на шляху вашого рішення.

Якщо ви ще не вирішили, 3D-принтери є чудовим варіантом. Якщо ви маєте достатню кваліфікацію, вам підійдуть верстати з ЧПК. Більш просунуті моделі мають мінімум шуму і відходів. Але для зберігання цих машин вам знадобиться майстерня, оскільки вони громіздкі.

Деякі 3D-принтери повільніші, але можуть бути дешевшими для малосерійного виробництва. Для роботи з ними потрібна базова підготовка. Викиди нижчі, і їх можна мати в офісі.

Розгляньте всі аспекти, перш ніж прийняти рішення. Буде краще, якщо ви зможете отримати інші конкурентні переваги двох методів.

3) Чи може металевий 3D-друк замінити звичайну обробку з ЧПУ?

3D-друк і обробка з ЧПУ використовують подібні основні технології. Прогрес в одному підштовхне до вдосконалення в іншому.

Якщо мова йде про весь процес виготовлення металевих деталей, то справа йде по-іншому. ЧПУ та 3D-друк металу не можуть замінити одне одного.

3D-друк на металі вдосконалюється і може замінити деякі процеси. Але нам все одно знадобиться обробка з ЧПУ.

4) Чи дешевша обробка з ЧПУ, ніж 3D-друк?

У більшості середніх випадків 3D-друк є більш доступним, ніж обробка з ЧПУ. Але витрати залежатимуть від кількості деталей, які вам потрібні, і від того, як швидко вони вам потрібні.

Швидкість є життєво важливим елементом, коли справа доходить до вибору між 3D-друком і обробкою з ЧПУ. Звичайно, ЧПК може дати вам більшу швидкість виробництва для виготовлення конкретного продукту в масовій кількості. Нам потрібно лише налаштувати складальний конвеєр машин, які можуть створювати кожну частину.

З іншого боку, 3D-друк передбачає виготовлення всього продукту від початку до кінця. Таким чином, процес 3D-друку може бути не ідеальним для великомасштабного виробництва.

Для великої кількості великих двозначних цифр найкращим варіантом буде обробка з ЧПУ. 3D-друк підходить для невеликих обсягів. Якщо вам потрібні ваші частини прототипів швидше, 3D-друк — найкращий улюбленець.

Більше факторів зробить порівняння вартості досить складним. По-перше, це різна вартість матеріалів. Дешеві матеріали, такі як АБС, коштуватимуть не стільки ж, скільки близько 500 доларів за кілограм. Крім того, заміна та ремонт машин, таких як головки ЧПК, впливатиме на загальні витрати.

Заключні думки!

Певною мірою обробка з ЧПК і 3D-друк можуть збігатися. Найчастіше в продуктивності і можливостях. Але кожен має переваги, які роблять його придатним для спеціальних застосувань.

Обробка з ЧПУ відмінно підходить для завдань, які потребують високої точності. Також створює складні вироби з готових матеріалів. Більшість людей віддають перевагу цьому через економічність і точність.

Характеристики нового 3D-друку роблять процес ідеальним для створення прототипів. Інші, які спрацьовують на це, — це продукти індивідуального дизайну та візуальне обґрунтування.

Все разом округлено; світ — відкрите поле. У ньому більше місця для верстатів з ЧПК і 3D-принтерів. Отже, виберіть правильну технологію для вашого наступного виробництва.