CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Was ist besser für Rapid-Prototyping-Projekte?

Was ist besser für Ihre kundenspezifischen Teileanwendungen: CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck? Entdecken Sie die praktischen Unterschiede zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung und erfahren Sie, wie Sie die beste Technologie für die Herstellung von Prototypen und Fertigwaren auswählen.

Eine kurze Einführung in die CNC-Bearbeitung und den 3D-Druck

Die CNC-Bearbeitung ist eine weit verbreitete subtraktive Fertigungstechnologie, bei der verschiedene rotierende Werkzeuge eingesetzt werden, um massive Rohmaterialblöcke, so genannte Rohlinge, in nahezu fertige Komponenten zu verwandeln. Die CNC-Bearbeitung ist bekannt für ihre Wiederholbarkeit, ihre hohe Genauigkeit und ihre Vielseitigkeit bei der Bearbeitung verschiedener Materialien und ist eine bevorzugte Methode sowohl für die Kleinserien- als auch für die Mittel- und Großserienfertigung.

Beim 3D-Druck hingegen, der zur additiven Fertigung gehört, werden die Teile Schicht für Schicht aufgebaut, ohne dass spezielle Werkzeuge oder Vorrichtungen benötigt werden. Diese Methode minimiert die anfänglichen Einrichtungskosten im Vergleich zur CNC-Bearbeitung.

Obwohl CNC-Bearbeitung und 3D-Druck unterschiedlich funktionieren, überschneiden sich ihre Anwendungen, vor allem im Bereich der Prototypen und funktionalen Endverbrauchsteile aus verschiedenen Materialien wie Kunststoff und Metall. In diesem Artikel gehen wir auf die wichtigsten technologischen Überlegungen ein, um Sie bei der Auswahl der am besten geeigneten Fertigungstechnologie für Ihre kundenspezifischen Teile zu unterstützen.

3D-Druck und CNC-Bearbeitung: Die Wahl der richtigen Fertigungstechnologie

Bei der Entscheidung zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung kommen mehrere Faktoren ins Spiel. Als allgemeine Richtlinie gilt, dass Teile, die leicht durch ein subtraktives Verfahren hergestellt werden können, in der Regel durch CNC-Bearbeitung gefertigt werden. Die CNC-Bearbeitung zeichnet sich im Vergleich zum 3D-Druck durch eine höhere Maßgenauigkeit und bessere mechanische Eigenschaften in allen Dimensionen aus, auch wenn sie möglicherweise teurer ist, insbesondere bei kleineren Stückzahlen.

Optimale Szenarien für den 3D-Druck:

• Hochkomplexe, topologie-optimierte Geometrien.
• Notwendigkeit einer schnellen Bearbeitungszeit.
• Budgetbeschränkungen (der 3D-Druck ist im Allgemeinen kostengünstiger für kleine Mengen).
• Herstellung einer kleinen Anzahl identischer Teile (weniger als 10).
• Anforderung an maschinell zu bearbeitende Materialien, wie z. B. flexibles TPU.

Bei höheren Stückzahlen (Hunderte oder Tausende von Bauteilen) sind herkömmliche Formgebungsverfahren wie das Spritzgießen unter Umständen wirtschaftlich sinnvoller.

Anzahl der Teile: Die Wahl zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung

Die Anzahl der Teile, die Sie produzieren wollen, ist für den Entscheidungsprozess von entscheidender Bedeutung. Hier finden Sie eine Aufschlüsselung nach Anzahl der Teile und Materialien:

Materialien im Vergleich: Bearbeitung von Metallen vs. Drucken von Kunststoffen

Die CNC-Bearbeitung arbeitet hauptsächlich mit Metallen, ist aber flexibel genug, um Thermoplaste, Acryl, Weich- und Harthölzer, Modellierschäume und Bearbeitungswachs zu verarbeiten. Der 3D-Druck konzentriert sich auf Thermoplaste und Duroplaste, wobei einige Technologien auch den Druck von Metallen, Keramik, Wachs, Sand, Verbundwerkstoffen und Biomaterialien ermöglichen.

CNC-Bearbeitung Materialien:

• Kunststoffe: ABS, Nylon, Polycarbonat, PEEK
• Metalle: Aluminium, rostfreier Stahl, Titan, Messing
• Materialien für den 3D-Druck:
• Kunststoffe: Nylon, PLA, ABS, ULTEM, ASA, TPU
• Metalle: Aluminium, rostfreier Stahl, Titan, Inconel

Herstellung komplexer Teile: CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck

Die Komplexität der Teile ist entscheidend für die Entscheidung zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung. Bei der CNC-Bearbeitung gibt es konstruktive Einschränkungen in Bezug auf den Zugang zu Werkzeugen, Abstände und die Unmöglichkeit, rechtwinklige Ecken zu bearbeiten. Die Neupositionierung verlängert die Bearbeitungs- und Arbeitszeiten, erfordert möglicherweise Vorrichtungen und wirkt sich auf den Endpreis aus.

Im Gegensatz dazu gibt es beim 3D-Druck weniger geometrische Beschränkungen. Auch wenn für einige Verfahren Stützstrukturen erforderlich sein können, überwiegen die Gestaltungsfreiheit und die Fähigkeit zur Komplexität die mit der CNC-Bearbeitung verbundenen Überlegungen.

Arbeitsabläufe in der Fertigung: 3D-Druck vs. CNC-Bearbeitung

Das Verständnis der Fertigungsabläufe ist entscheidend. Bei der CNC-Bearbeitung handelt es sich um einen arbeitsintensiven Prozess, bei dem der Maschinenbediener Entscheidungen über die Werkzeugauswahl, die Spindeldrehzahl, den Schnittpfad und die mögliche Neupositionierung des Teils trifft. Im Gegensatz dazu vereinfacht der 3D-Druck den Prozess: Der Bediener bereitet die digitale Datei vor, wählt die Ausrichtung und überlässt dem Drucker die Bauarbeiten mit minimalem menschlichem Eingriff.

Nachbearbeitung: 3D-Druck vs. CNC-Bearbeitung

3D-Druck und CNC-Bearbeitung profitieren von Nachbearbeitungsmethoden zur Verbesserung der funktionalen und kosmetischen Eigenschaften. Zu den gängigen Nachbearbeitungsverfahren gehören Perlstrahlen, Eloxieren und Pulverbeschichten bei der CNC-Bearbeitung sowie Strahlen, Schleifen und Polieren, Mikropolieren und Metallbeschichten beim 3D-Druck.