CNC加工与3D打印——哪种方法更适合您的零件制造？

适合创建您的零件吗？

全球各地的制造商经常探索不同的方法来制造功能性零件。

他们一直在寻找能够降低生产成本、缩短生产时间和减少能源消耗的现代技术。但他们的探索也止步于此。他们需要在数控加工和3D打印之间做出选择。

您是其中一位制造商吗？您想利用 3D 打印或 CNC 加工来制造功能性零件吗？当然，3D 打印可以为您提供工业级生产所需的质量。

但了解 CNC 和 3D 打印之间的区别至关重要，这可以帮助您为您的生产线选择最佳技术。

那么，在今天的文章中，我们就来探讨一下CNC加工与3D打印的区别吧！

什么是 数控加工?

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CNC加工是计算机数控的缩写，属于减材制造工艺。因此，多年来它一直是一种优越的加工方法。

这种方法可以追溯到20世纪40年代。它被用于加工对精度要求极高的精密零件。数控加工需要从材料块上切割或去除部分材料，以制造最终产品。

如今，这类制造工艺以多种形式出现，包括雕刻、线切割和激光切割，以及车削和铣削。

什么是 3D 打印？

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3D打印也称为原型制作或增材制造，是目前最新的制造技术之一。

迄今为止，3D打印技术取得了显著增长。这得益于材料和技术的进步。这种制造方式可以追溯到20世纪80年代。

产品开发人员使用这种方法根据数字设计制作原型。有些人喜欢这种方法，因为它灵活、成本低、速度快。

3D打印过程逐层进行，拥有多种技术形式，并且可以打印多种金属和聚合物材料。

这两种技术各有优缺点，主要体现在产品开发和制造领域。需要权衡各种因素，才能找到最适合您应用或流程的理想方法。

但需要注意的是，这两种方法通常可以互补，可以并存。要判断这些技术是否能为您的行业带来益处，请考虑以下几个因素：

• 生产工艺
• 设计开发
• 公司文化
• 商业模式

例如，机械加工厂如果生产量大，可以使用数控加工。同时，他们还可以使用3D打印技术来制造具有复杂或先进设计或几何形状的零件，这是数控加工无法实现的。

3D打印能否取代CNC？

自问世以来，数控加工已被证明是迄今为止最典型的原型制作方法。诚然，还有其他一些新方法，但即便它们并存，也无法与这种减材制造方式相提并论。

谁也说不准未来会怎样。可能性各占一半，我们无法确定。3D打印或许会取代CNC加工，也或许不会。

这种增材制造技术令人赞叹。它已经能够完成一些数控机床可以完成的任务。但是，这只是很小的一部分。

此外，与3D打印相比，CNC加工的总体成本极低。大多数人都认为CNC加工技术正处于发展巅峰时期。

这些机器虽然体积小巧，却堪称微型工厂。其中许多机器功能强大，能够执行多种任务，而且局限性很少。

当数控加工存在一些不足时，3D打印就能派上用场。使用3D打印机，几乎可以在几天内制造出任何物体。但是，重叠现象在3D打印中很常见。

CNC加工与3D打印——A 对比研究！

数控加工作为减材制造工艺的一部分，在全球范围内越来越受欢迎。与其他制造方法相比，它具有更强的通用性。

大多数情况下，当需要加工功能性部件或零件时，数控技术是主要工具。它广泛应用于工程、测试和评估领域。

在军事术语中，数控加工和其他减材制造工艺被称为先锋工艺，而3D打印和其他增材制造方法则被称为后卫工艺。

以下是两种方法的比较：

1) 易用性

有计算机辅助设计软件可以与3D打印机和数控雕刻机配合使用。这两种技术使用不同的方法来生成输出结果。

CNC雕刻机采用的方法与3D打印机正好相反。CNC机器从材料块开始加工，去除所有废料，只留下最终产品。

同样，3D打印机从无到有，逐层添加独特的材料，最终形成一个整体，呈现出预期的产品设计形状。

有时，打印机的性能会限制灵活性和生产效率。而数控技术则能更快地完成打印。

2）材料

CNC雕刻机可加工重型工件。这些工件采用高密度、高抗拉强度的金属制成。CNC加工的工件可以是用于生产机械、发动机和飞机的精密零件。

此外，它们还适用于高强度环境，以及蜡、木材和塑料等材料。任何其他材料都可以进行数控加工。

另一方面，大多数3D打印机采用增材制造工艺。它们使用特殊树脂、金属、塑料以及不同类型的材料来制造产品。

打印过程使用特殊的材料。3D打印部件的强度可能不足以应对某些严苛的使用环境。此外，它可能不适用于车辆和其他生产机械等应用场景。

用于3D打印的材料非常适合制作原型模型。对于个人和家庭使用的消费级产品，这些材料也同样适用。

目前，牙科和医疗产品生产中采用了一些较新的3D打印技术。这些技术使用经FDA批准的独特材料。但是，没有任何一款3D打印机能够达到与CNC雕刻机相同的输出质量。

3）费用

这两种生产方式的差异使得价格比较相当棘手。典型单位的定义会因项目、材料和客户的不同而有所差异。

以下比较均为一般性比较。如果使用数控机床加工特定零件，小批量生产单价较高。而大批量生产则更经济。

因此，CNC加工非常适合批量生产。而在3D打印中，无论批量大小，每个单元的成本都相同。

如果产量较小，每件产品的总成本就会很低，这会带来优势。但是，如果产量较大，每件产品的总成本就很难控制了。

采用数控加工时，产品的单位成本会随着加工精度和复杂程度的提高而增加。复杂数控加工产品价格高昂的原因在于所需的刀具路径数量更多。

此外，你使用的小型切割工具以及完成工作所需的时间也很重要。

4) 准确性

CNC加工可提供卓越的表面质量。因此，如果比较最佳的3D打印效果，CNC加工的零件可以直接用于任何用途。而3D打印的零件则需要不同的加工流程才能完成任务。

总体而言，CNC加工比3D打印效率更高。后者在某些复杂应用中精度不足。

使用金属时，可以使用选择性激光熔化装置来打印 3D 成品。但是，其精度不如数控机床。

就精度和速度而言，数控加工无可匹敌。这是因为其公差和精度是独一无二的。数控加工的精度通常在±0.01毫米到±0.05毫米之间。当然，精度也取决于几何形状。

另一方面，3D打印的表面质量可能不如CNC加工。需要注意的是，3D打印的精度约为±0.1毫米。此外，3D打印的制造速度也会根据所需的精度而有所不同。

5）对环境的影响

数控加工是指从标准块材上切削材料。当然，最终会留下很多碎屑。加工完成后，需要清理这些碎屑。

所有这些以及处理废料都不属于3D打印制造流程的范畴。增材制造能够在不产生废料的情况下成型物体。

当然，每个制造商都希望在生产过程中最大限度地减少材料浪费。如果不能完全减少，至少也应该对废料进行再利用。

数控加工中的许多操作都会产生切屑，例如铣削、钻孔、车削等。金属和塑料废料可以在合适的生产工艺中进行再利用。但是，像木材废料这样的特定废料则无法利用。

但是，你需要将材料送入机器。除了可能需要的支撑结构外，几乎不会产生任何碎屑。

相比之下，3D打印更符合伦理道德，因为产生的浪费更少。

CNC加工还是3D打印——哪个更有优势？

我们希望您现在已经了解了3D打印和CNC加工之间的关键区别。那么，让我们一起来探讨哪种方法能为您带来更多好处。

1) 强度

大多数情况下，制造商更倾向于使用数控加工来加工金属。因此，数控机床大多使用具有优异热性能和机械性能的整体式材料。

3D打印可以加工多种材料，尤其是液态材料。因此，不能指望这些材料具有良好的物理性能。此外，与CNC加工所用材料相比，它们的机械性能也较差。

2）废物

数控机床是制造精密、耐用且耐热零件的标准设备。几乎所有行业都在使用这些机床。

这些行业涵盖小型企业到大型生产工厂。应用范围广泛，产生的废料也相当可观。无论是在铸造、金属成型还是珠宝制作领域。

与数控加工不同，3D打印使用的材料量精确到制造物体所需的量，因此浪费极少。但别忘了预留一些用于支撑结构的材料。

但正如上文所述，我们可以重复利用数控加工过程中产生的金属和塑料废料。切屑可以通过多种方式回收利用。

记住，CNC加工废料通常都很有价值。你可以把金属废料卖给回收商。只要不是木屑，你也可以重复利用这些废料。无论是木屑还是细小的金属片，你都可以随时重复利用。

3）应用范围广泛

它以生产精密、耐热、耐用的零件而闻名。数控加工几乎在所有行业都得到广泛应用。企业规模大小并非问题。

然而，3D打印也符合大多数人的愿景。这项技术的应用领域包括医疗保健、航空航天和工程。其他应用领域还包括生物打印、食品打印、珠宝制作以及建筑施工。

4) 3D模型和软件

为数控加工流程准备软件比3D打印要复杂一些。使用计算机辅助制造软件创建刀具路径至关重要。

需要由专业人员确定加工位置。此外，他们还会检查原材料尺寸和刀具特性。其他需要考虑的因素还包括主轴和各轴的转速等。

另一方面，3D打印机更容易上手。你需要一种叫做切片软件的专用软件，用来将数字模型转换成G代码。切片软件控制着整个3D打印过程。

切片法比预先对数控机床进行编程要简单得多。

5）工具种类

您可以在同一台数控机床上使用多种刀具。这拓宽了加工能力，使加工过程更加灵活。这一切都归功于数控技术。

有些机器可以自动更换工具以适应当前任务。生产过程中不会出现长时间的停顿。

3D打印可用的工具有限，这通常会带来一些问题。但是，当你使用这种增材制造方法时，其他工具就显得不那么必要了。3D打印拥有令人难以置信的多样性。

6）速度

设计的复杂性在这里起着至关重要的作用。如果您使用数控机床，设计复杂性和您选择的材料将决定制造速度。其速度可能非常快，在大多数情况下，甚至无与伦比。

但是，请记住，预先编程某些流程可能需要更多时间，尤其是在处理更棘手的项目时。

这种制造工艺的周转时间可能需要3到4天。如果是3D打印，则可能只需要1到2天。

在某些情况下，3D打印速度较慢，并非批量生产的最佳选择。之所以称之为快速原型制作，是因为打印机无需长时间预编程，运行时间很短。

它只需要加载材料和切片文件。这只需几分钟就能完成，然后就可以发送到打印机了。

增材制造技术日新月异，如今的机器运转速度比以往的设计更快。

7）后处理

有时，用数控机床加工出来的零件需要进行后期处理，例如打磨、喷砂、电镀、拉丝和研磨。

砂光工艺

喷砂工艺

刷毛过程

研磨工艺

此外，您还可以使用同一台数控机床对零件进行打磨和精加工。加工效果与铸造一样出色。

3D打印产品需要进行后处理。假设您对一些存在内应力的金属零件进行了温度处理，那么其中一些零件就可以在打印完成后立即使用。

关于数控加工与3D打印的常见问题

1）3D打印和CNC加工之间有哪些显著区别？

大多数3D打印用户都表示，它比数控机床更容易操作。文件准备好后，只需选择零件方向和填充方式即可。

打印机可能需要辅助，但并非总是如此。一旦开始打印，就无需监督。请让打印机自行运行直至打印完成。打印后处理的需求会因技术而异。

但是，数控加工需要专业人员来评估各种刀具。它基于独特的制造原理。作为一种减材制造工艺，它从一块材料开始。它使用编程控制。

您可以选择三轴、四轴和五轴机床。这些机床都采用计算机数控 (CNC) 技术。CNC 系统控制这些加工刀具在三维空间中的运动。机床不断去除材料，直至加工完成。最终，您将获得成品。

其中，五轴加工中心可以帮助您制造复杂零件。此外，五轴加工中心所需的旋转操作也更少。这不仅节省了人力，还提高了生产速度和精度。

2) 我的生意应该买数控机床还是3D打印机？

CNC加工比3D打印出现得更早。但是，大多数人对这两项技术的接受度相当。记住，在某些情况下，你可能需要将它们结合使用。

与注塑成型等大多数传统方法相比，每种方法都具有显著优势。在选择最适合您的方法之前，评估您的需求将大有裨益。

您最终购买哪款3D打印机取决于您的需求。3D打印机用途广泛。但是，某些因素可能会影响您的决定。

如果您还在犹豫，3D打印机是绝佳的选择。如果您技术娴熟，CNC机床也能满足您的需求。更先进的型号噪音和废料都极少。但是，由于这些机器体积较大，您需要一个工作室来存放它们。

有些3D打印机速度较慢，但​​对于小批量生产来说价格更低。操作它们需要接受一些基本培训。它们的排放量较低，而且可以放置在办公场所。

在做决定之前，请考虑所有方面。如果能充分利用两种方法的其他竞争优势，那就更好了。

3）金属 3D 打印能否取代传统的 CNC 加工？

3D打印和CNC加工使用类似的核心技术。其中一项技术的进步将推动另一项技术的改进。

如果指的是金属零件的整个制造过程，那就不同了。数控加工和金属3D打印不能互相替代。

金属3D打印技术正在不断进步，并可能取代一些传统工艺。但是，我们仍然需要数控加工。

4）CNC加工比3D打印更便宜吗？

大多数情况下，3D打印比CNC加工更经济实惠。但是，成本取决于所需零件的数量和交货速度。

在选择3D打印还是CNC加工时，速度是一个至关重要的因素。当然，CNC加工可以更快地生产特定产品，尤其适合批量生产。我们只需要搭建一条生产线，用机器来制造每个零件即可。

另一方面，3D打印需要从头到尾制造整个产品。因此，3D打印工艺可能并不适合大规模生产。

对于数量庞大的订单，CNC加工是最佳选择。3D打印则更适合小批量生产。如果您需要更快地获得原型零件，3D打印无疑是最佳选择。

诸多因素使得成本比较变得相当复杂。其中之一是材料成本的差异。像ABS这样的廉价材料与每公斤售价约500美元的材料成本截然不同。此外，更换和维修CNC加工中心等设备也会影响总成本。

最后的想法！

在某种程度上，CNC加工和3D打印可能存在重叠之处，尤其是在性能和​​功能方面。但是，两者各自也具有独特的优势，使其更适合某些特殊应用。

数控加工非常适合需要高精度的任务。此外，它还能利用现成材料制造出复杂的产品。大多数人之所以选择数控加工，是因为它兼具成本效益和精确性。

新型3D打印技术的特性使其成为制作原型的理想选择。此外，它还适用于定制设计产品和视觉效果验证。

一切都已汇聚在一起；世界是一片广阔的天地。它为数控机床和3D打印机提供了更多发展空间。因此，请为您的下一款产品选择合适的技术。