Обработка с ЧПУ и 3D-печать: Что лучше для проектов быстрого прототипирования?

Что лучше для изготовления деталей по индивидуальному заказу - обработка на станках с ЧПУ или 3D-печать? Узнайте о практических различиях между 3D-печатью и обработкой на станках с ЧПУ, а также о том, как выбрать лучшую технологию для производства прототипов и готовых изделий.

Краткое введение в обработку с ЧПУ и 3D-печать

Обработка с ЧПУ является одной из самых распространенных субтрактивных технологий производства, использующих различные вращающиеся инструменты для превращения твердых сырьевых блоков, называемых заготовками, в практически готовые компоненты. Известная своей повторяемостью, высокой точностью и универсальностью в работе с различными материалами, обработка с ЧПУ является предпочтительным методом как для мелкосерийного, так и для средне- и крупносерийного производства.

С другой стороны, 3D-печать, относящаяся к аддитивному производству, создает детали слой за слоем без необходимости в специализированной оснастке или приспособлениях. Этот метод позволяет минимизировать первоначальные затраты на установку по сравнению с обработкой на станках с ЧПУ.

Хотя обработка с ЧПУ и 3D-печать работают по-разному, сферы их применения пересекаются, особенно в области создания прототипов и функциональных деталей конечного использования из различных материалов, таких как пластик и металлы. В этой статье мы рассмотрим основные технологические аспекты, чтобы помочь вам выбрать наиболее подходящую технологию производства для ваших деталей.

3D-печать и обработка с ЧПУ: Выбор правильной технологии производства

При выборе между 3D-печатью и обработкой на станках с ЧПУ учитываются несколько факторов. Как правило, детали, легко изготавливаемые с помощью субтрактивного процесса, обычно производятся с помощью обработки на станках с ЧПУ. Обработка на станках с ЧПУ может похвастаться более высокой точностью размеров и механическими свойствами во всех измерениях по сравнению с 3D-печатью, хотя и с потенциально более высокой ценой, особенно при небольших объемах.

Оптимальные сценарии для 3D-печати:

• Сложные, оптимизированные по топологии геометрии.
• Необходимость быстрого выполнения заказа.
• Бюджетные ограничения (3D-печать обычно более рентабельна при небольших объемах).
• Производство небольшого количества одинаковых деталей (менее 10).
• Требование к материалам, сложным для обработки, таким как гибкий TPU.

При больших количествах (сотни или тысячи компонентов) более экономически выгодными могут оказаться традиционные технологии формования, такие как литье под давлением.

Количество деталей: Выбор между 3D-печатью и обработкой на станках с ЧПУ

Количество деталей, которые вы планируете производить, имеет решающее значение в процессе принятия решения. Вот разбивка по количеству деталей и материалов:

Сравнение материалов: Обработка металлов и печать пластиков

Обработка с ЧПУ в основном работает с металлами, но достаточно гибкая, чтобы работать с термопластами, акрилом, мягкими и твердыми породами дерева, моделирующей пеной и обрабатываемым воском. 3D-печать ориентирована на термопласты и термореактивные материалы, а некоторые технологии позволяют печатать металлы, керамику, воск, песок, композиты и биоматериалы.

Обработка с ЧПУ Материалы:

• Пластмассы: ABS, нейлон, поликарбонат, PEEK
• Металлы: Алюминий, нержавеющая сталь, титан, латунь
• Материалы для 3D-печати:
• Пластмассы: Нейлон, PLA, ABS, ULTEM, ASA, TPU
• Металлы: Алюминий, нержавеющая сталь, титан, инконель

Производство сложных деталей: Обработка на станках с ЧПУ и 3D-печать

Сложность детали имеет решающее значение при выборе между 3D-печатью и обработкой с ЧПУ. При обработке с ЧПУ возникают конструктивные ограничения, связанные с доступом к инструменту, зазорами и невозможностью обработки квадратных углов. Перестановка деталей увеличивает время обработки и трудозатраты, может потребоваться оснастка и приспособления, что влияет на конечную цену.

В отличие от этого, 3D-печать имеет меньше геометрических ограничений. Хотя для некоторых процессов могут потребоваться вспомогательные конструкции, свобода проектирования и возможность усложнения конструкции перевешивают соображения, связанные с обработкой с ЧПУ.

Производственные процессы: 3D-печать и обработка на станках с ЧПУ

Понимание производственных процессов имеет решающее значение. Обработка на станках с ЧПУ - трудоемкий процесс, в ходе которого оператор принимает решения о выборе инструмента, скорости вращения шпинделя, траектории резания и возможном изменении положения детали. С другой стороны, 3D-печать упрощает процесс: оператор подготавливает цифровой файл, выбирает ориентацию и позволяет принтеру выполнять строительные работы с минимальным вмешательством человека.

Постобработка: 3D-печать и обработка на станках с ЧПУ

3D-печать и обработка на станках с ЧПУ выигрывают от методов постобработки для улучшения функциональных и косметических качеств. Распространенные методы постобработки включают дробеструйную обработку, анодирование, порошковое покрытие для обработки на станках с ЧПУ, а также дробеструйную обработку, шлифовку и полировку, микрополировку и металлизацию для 3D-печати.