CNC加工與3D列印－哪種方法更適合您的零件製造？

適合創建您的零件嗎？

全球各地的製造商經常探索不同的方法來製造功能性零件。

他們一直在尋找能夠降低生產成本、縮短生產時間和減少能源消耗的現代技術。但他們的探索也止步於此。他們需要在CNC加工和3D列印之間做出選擇。

您是其中一位製造商嗎？您想利用 3D 列印或 CNC 加工來製造功能性零件嗎？當然，3D 列印可以為您提供工業級生產所需的品質。

但了解 CNC 和 3D 列印之間的差異至關重要，這可以幫助您為您的生產線選擇最佳技術。

那麼，在今天的文章中，我們就來探討CNC加工與3D列印的差異吧！

什麼是 數控加工?

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CNC加工是電腦數控的縮寫，屬於減材製造流程。因此，多年來它一直是一種優越的加工方法。

這種方法可以追溯到20世紀40年代。它被用來加工對精度要求極高的精密零件。數控加工需要從材料塊上切割或去除部分材料，以製造最終產品。

如今，這類製造流程以多種形式出現，包括雕刻、線切割和雷射切割，以及車削和銑削。

什麼是 3D 打印？

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3D列印也稱為原型製作或增材製造，是目前最新的製造技術之一。

迄今為止，3D列印技術取得了顯著成長。這得歸功於材料和技術的進步。這種製造方式可以追溯到20世紀80年代。

產品開發人員使用這種方法根據數位設計製作原型。有些人喜歡這種方法，因為它靈活、成本低、速度快。

3D列印過程逐層進行，擁有多種技術形式，並且可以列印多種金屬和聚合物材料。

這兩種技術各有優缺點，主要體現在產品開發和製造領域。需要權衡各種因素，才能找到最適合您應用或流程的理想方法。

但要注意的是，這兩種方法通常可以互補，可以並存。要判斷這些技術是否能為您的產業帶來益處，請考慮以下幾個因素：

• 生產工藝
• 設計開發
• 公司文化
• 商業模式

例如，機械加工廠如果生產量大，可以使用CNC加工。同時，他們也可以使用3D列印技術來製造具有複雜或先進設計或幾何形狀的零件，這是CNC加工無法實現的。

3D列印能否取代CNC？

自問世以來，CNC加工已被證明是迄今為止最典型的原型製作方法。誠然，還有其他一些新方法，但即便它們並存，也無法與這種減材製造方式相提並論。

誰也說不準未來會怎樣。可能性各佔一半，我們無法確定。 3D列印或許會取代CNC加工，也或許不會。

這種增材製造技術令人讚嘆。它已經能夠完成一些CNC工具機可以完成的任務。但是，這只是很小的一部分。

此外，與3D列印相比，CNC加工的整體成本極低。大多數人都認為CNC加工技術正處於發展巔峰。

這些機器雖然體積小巧，卻堪稱微型工廠。其中許多機器功能強大，能夠執行多種任務，而且限制很少。

當CNC加工有些不足時，3D列印就能派上用場。使用3D列印機，幾乎可以在幾天內製造出任何物件。但是，重疊現像在3D列印中很常見。

CNC加工與3D列印——A 對比研究！

數控加工作為減材製造流程的一部分，在全球範圍內越來越受歡迎。與其他製造方法相比，它具有更強的通用性。

大多數情況下，當需要加工功能性零件或零件時，CNC技術是主要工具。它廣泛應用於工程、測試和評估領域。

在軍事術語中，數控加工和其他減材製造工藝被稱為先鋒工藝，而​​3D列印和其他積層製造方法則被稱為後衛工藝。

以下是兩種方法的比較：

1) 易於使用

有電腦輔助設計軟體可以與3D列印機和CNC雕刻機搭配使用。這兩種技術使用不同的方法來產生輸出結果。

CNC雕刻機採用的方法與3D列印機正好相反。 CNC機器從材料塊開始加工，去除所有廢料，只留下最終產品。

同樣，3D列印機從無到有，逐層添加獨特的材料，最終形成一個整體，呈現出預期的產品設計形狀。

有時，印表機的效能會限制靈活性和生產效率。而數控技術則能更快完成列印。

2）材料

CNC雕刻機可加工重型工件。這些工件採用高密度、高抗拉強度的金屬製成。 CNC加工的工件可以是用於生產機械、發動機和飛機的精密零件。

此外，它們也適用於高強度環境，以及蠟、木材和塑膠等材料。任何其他材料都可以進行數控加工。

另一方面，大多數3D列印機採用積層製造流程。它們使用特殊樹脂、金屬、塑膠以及不同類型的材料來製造產品。

列印過程使用特殊的材料。 3D列印零件的強度可能不足以應付某些嚴苛的使用環境。此外，它可能不適用於車輛和其他生產機械等應用場景。

用於3D列印的材料非常適合製作原型模型。對於個人和家庭使用的消費級產品，這些材料也同樣適用。

目前，牙科和醫療產品生產中採用了一些較新的3D列印技術。這些技術使用經FDA批准的獨特材料。但是，沒有任何一台3D列印機能夠達到與CNC雕刻機相同的輸出品質。

3）費用

這兩種生產方式的差異使得價格比較相當棘手。典型單位的定義會因項目、材料和客戶的不同而有所差異。

以下比較均為一般性比較。如果使用CNC工具機加工特定零件，小批量生產單價較高。而大批量生產則較經濟。

因此，CNC加工非常適合大量生產。而在3D列印中，無論批量大小，每個單元的成本都相同。

如果產量較小，每件產品的總成本就會很低，這會帶來優勢。但是，如果產量較大，每件產品的總成本就很難控制了。

採用數控加工時，產品的單位成本會隨著加工精度和複雜度的增加而增加。複雜數控加工產品價格高的原因在於所需的刀具路徑數量較多。

此外，你使用的小型切割工具以及完成工作所需的時間也很重要。

4) 準確性

CNC加工可提供卓越的表面品質。因此，如果比較最佳的3D列印效果，CNC加工的零件可以直接用於任何用途。而3D列印的零件則需要不同的加工流程才能完成任務。

整體而言，CNC加工比3D列印效率更高。後者在某些複雜應用中精度不足。

使用金屬時，可以使用選擇性雷射熔化裝置來列印 3D 成品。但是，其精度不如CNC工具機。

就精度和速度而言，CNC加工無可匹敵。這是因為其公差和精度是獨一無二的。數控加工的精度通常在±0.01毫米到±0.05毫米之間。當然，精度也取決於幾何形狀。

另一方面，3D列印的表面品質可能不如CNC加工。需要注意的是，3D列印的精度約為±0.1毫米。此外，3D列印的製造速度也會根據所需的精度而有所不同。

5）對環境的影響

數控加工是指從標準塊材上切削材料。當然，最終會留下很多碎屑。加工完成後，需要清理這些碎屑。

所有這些以及處理廢料都不屬於3D列印製造流程的範疇。增材製造能夠在不產生廢料的情況下成型物體。

當然，每個製造商都希望在生產過程中最大限度地減少材料浪費。如果不能完全減少，至少也應該對廢料進行再利用。

數控加工中的許多操作都會產生切屑，例如銑削、鑽孔、車削等。金屬和塑膠廢料可以在合適的生產過程中再利用。但是，像木材廢料這樣的特定廢料則無法利用。

但是，你需要將材料送入機器。除了可能需要的支撐結構外，幾乎不會產生任何碎屑。

相較之下，3D列印更符合倫理道德，因為產生的浪費更少。

CNC加工還是3D列印－哪個更有優勢？

我們希望您現在已經了解了3D列印和CNC加工之間的關鍵差異。那麼，就讓我們一起來探討哪一種方法能為您帶來更多好處。

1）強度

大多數情況下，製造商更傾向於使用數控加工來加工金屬。因此，CNC工具機大多使用具有優異熱性能和機械性能的整體式材料。

3D列印可以加工多種材料，尤其是液態材料。因此，不能指望這些材料具有良好的物理性能。此外，與CNC加工所用材料相比，它們的機械性能也較差。

2）廢物

數控機床是製造精密、耐用且耐熱零件的標準設備。幾乎所有行業都在使用這些工具機。

這些行業涵蓋小型企業到大型生產工廠。應用範圍廣泛，產生的廢料也相當可觀。無論是在鑄造、金屬成型或珠寶製作領域。

與數控加工不同，3D列印所使用的材料量精確到製造物件所需的量，因此浪費極少。但別忘了預留一些用來支撐結構的材料。

但如上文所述，我們可以重複利用數控加工過程中產生的金屬和塑膠廢料。切屑可以透過多種方式回收。

記住，CNC加工廢料通常都很有價值。你可以把金屬廢料賣給回收商。只要不是木屑，你也可以重複利用這些廢料。無論是木屑還是細小的金屬片，你都可以隨時重複利用。

3）應用範圍廣泛

它以生產精密、耐熱、耐用的零件而聞名。數控加工幾乎在所有行業都廣泛應用。企業規模大小並非問題。

然而，3D列印也符合多數人的願景。這項技術的應用領域包括醫療保健、航空航太和工程。其他應用領域還包括生物印刷、食品印刷、珠寶製作以及建築施工。

4) 3D模型和軟體

為數控加工流程準備軟體比3D列印複雜一些。使用電腦輔助製造軟體建立刀具路徑至關重要。

需要由專業人員確定加工位置。此外，他們還會檢查原料尺寸和刀具特性。其他需要考慮的因素還包括主軸和各軸的轉速等。

另一方面，3D列印機更容易上手。你需要一種叫做切片軟體的專用軟體，用來將數位模型轉換成G程式碼。切片軟體控制整個3D列印過程。

切片法比預先對CNC工具機進行程式設計簡單得多。

5）工具種類

您可以在同一台CNC機床上使用多種刀具。這拓寬了加工能力，使加工過程更加靈活。這一切都歸功於CNC技術。

有些機器可以自動更換工具以適應當前任務。生產過程中不會出現長時間的停頓。

3D列印可用的工具有限，這通常會帶來一些問題。但是，當你使用這種積層製造方法時，其他工具就顯得不那麼必要了。 3D列印擁有令人難以置信的多樣性。

6）速度

設計的複雜性在這裡起著至關重要的作用。如果您使用CNC工具機，設計複雜性和您選擇的材料將決定製造速度。其速度可能非常快，在大多數情況下，甚至無與倫比。

但是，請記住，預先編程某些流程可能需要更多時間，尤其是在處理更棘手的項目時。

這種製造流程的周轉時間可能需要3到4天。如果是3D列印，則可能只需要1到2天。

在某些情況下，3D列印速度較慢，並非大量生產的最佳選擇。之所以稱之為快速原型製作，是因為印表機無需長時間預先編程，運行時間很短。

它只需要載入材料和切片文件。這只需幾分鐘就能完成，然後就可以發送到印表機了。

積層製造技術日新月異，如今的機器運轉速度比以往的設計更快。

7）後處理

有時，使用CNC工具機加工出來的零件需要進行後製處理，例如打磨、噴砂、電鍍、拉絲和研磨。

砂光工藝

噴砂工藝

刷毛過程

研磨工藝

此外，您還可以使用同一台CNC工具機對零件進行打磨和精加工。加工效果與鑄造一樣出色。

3D列印產品需要進行後處理。假設您對一些存在內應力的金屬零件進行了溫度處理，那麼其中一些零件就可以在列印完成後立即使用。

關於數控加工與3D列印的常見問題

1）3D列印和CNC加工之間有哪些顯著差異？

大多數3D列印用戶都表示，它比CNC工具機更容易操作。文件準備好後，只需選擇零件方向和填充方式即可。

印表機可能需要輔助，但並非總是如此。一旦開始列印，就無需監督。請讓印表機自行運作至列印完成。列印後處理的需求會因技術而異。

但是，CNC加工需要專業人員評估各種刀具。它基於獨特的製造原理。作為一種減材製造工藝，它從一塊材料開始。它使用編程控制。

您可以選擇三軸、四軸和五軸機床。這些機床都採用電腦數控 (CNC) 技術。 CNC 系統控制這些加工刀具在三維空間中的移動。工具機不斷去除材料，直到加工完成。最終，您將獲得成品。

其中，五軸加工中心可以幫助您製造複雜零件。此外，五軸加工中心所需的旋轉操作也更少。這不僅節省了人力，還提高了生產速度和精度。

2) 我的生意應該買CNC工具機還是3D列印機？

CNC加工比3D列印出現得更早。但是，大多數人對這兩項技術的接受度相當。記住，在某些情況下，你可能需要將它們結合使用。

與射出成型等大多數傳統方法相比，每種方法都具有顯著優勢。在選擇最適合您的方法之前，評估您的需求將大有裨益。

您最終購買哪一款3D列印機取決於您的需求。 3D列印機用途廣泛。但是，某些因素可能會影響您的決定。

如果您還在猶豫，3D列印機是絕佳的選擇。如果您技術嫻熟，CNC工具機也能滿足您的需求。更先進的型號噪音和廢料都極少。但是，由於這些機器體積較大，您需要一個工作室來存放它們。

有些3D列印機速度較慢，但對於小批量生產來說價格更低。操作它們需要接受一些基本訓練。它們的排放量較低，而且可以放置在辦公室。

在做決定之前，請考慮所有方面。如果能充分利用兩種方法的其他競爭優勢，那就更好了。

3）金屬 3D 列印能否取代傳統的 CNC 加工？

3D列印和CNC加工使用類似的核心技術。其中一項技術的進步將推動另一項技術的改進。

如果指的是金屬零件的整個製造過程，那就不同了。數控加工和金屬3D列印不能互相取代。

金屬3D列印技術正在不斷進步，並可能取代一些傳統工藝。但是，我們仍然需要數控加工。

4）CNC加工比3D列印更便宜嗎？

大多數情況下，3D列印比CNC加工更經濟實惠。但是，成本取決於所需零件的數量和交貨速度。

在選擇3D列印還是CNC加工時，速度是一個至關重要的因素。當然，CNC加工可以更快地生產特定產品，尤其適合大量生產。我們只需要搭建一條生產線，用機器來製造每個零件。

另一方面，3D列印需要從頭到尾製造整個產品。因此，3D列印製程可能不適合大規模生產。

對於數量龐大的訂單，CNC加工是最佳選擇。 3D列印則較適合小批量生產。如果您需要更快地獲得原型零件，3D列印無疑是最佳選擇。

諸多因素使得成本比較變得相當複雜。其中之一是材料成本的差異。像ABS這樣的廉價材料與每公斤售價約500美元的材料成本截然不同。此外，更換和維修CNC加工中心等設備也會影響總成本。

最後的想法！

在某種程度上，CNC加工和3D列印可能存在重疊之處，尤其是在性能和​​功能方面。但是，兩者各自也具有獨特的優勢，使其更適合某些特殊應用。

數控加工非常適合需要高精度的任務。此外，它還能利用現成材料製造出複雜的產品。大多數人之所以選擇CNC加工，是因為它兼具成本效益和精確性。

新型3D列印技術的特性使其成為製作原型的理想選擇。此外，它還適用於客製化設計產品和視覺效果驗證。

一切都已匯聚在一起；世界是一片廣闊的天地。它為CNC工具機和3D列印機提供了更多發展空間。因此，請為您的下一款產品選擇合適的技術。