3d-utskrivning är en snabbt växande teknik med många fördelar jämfört med traditionella tillverkningsmetoder. Det har dock sina problem, inklusive att 3D-utskrift inte kan användas effektivt för massproduktion, och är begränsad i hastighet och tillgänglighet. En annan tillverkningsteknik för låg-till-medelproduktion är CNC-bearbetning (datornumerisk styrning), en ganska vanlig subtraktiv teknik för att skapa delar. Vi bestämde oss för att jämföra fördelarna och nackdelarna för varje metod för att fastställa var dessa teknologier är mest lämpliga.

Subtraktiv vs Additiv tillverkning

Den viktigaste skillnaden mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning är att 3D-utskrift är en form av additiv tillverkning, medan CNC-bearbetning är subtraktiv. Detta innebär att CNC-bearbetning börjar med ett materialblock (kallat ett ämne) och skär bort material för att skapa den färdiga delen. För att göra detta används fräsar och spinnverktyg för att forma biten. Några fördelar med CNC-bearbetning inkluderar stor dimensionell noggrannhet samt många kompatibla material, inklusive trä, metaller och plast. 3D-utskrift, eller additiv tillverkning, innebär att delar skapas lager för lager med material som plastfilament (FDM), hartser (SLA/DLP), plast eller metallpulver (SLS/DMLS/SLM). Med hjälp av en energikälla som en laser eller uppvärmd extruder stelnar skikt av dessa material för att bilda den färdiga delen. Fördelarna med 3D-utskrift inkluderar dess formfrihet, tillämpningar inom många sektorer, noggrannhet, hastighet och förmåga att minska kostnader och vikt i delar.

Viktiga likheter mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning

CNC-bearbetning och 3D-utskrift har några grundläggande saker gemensamt:

De gör 3D-produkter baserade på 3D-modeller.

De gör det genom att följa instruktionerna från en dator.

De är kompatibla med filtyperna STL och OBJ.

De ligger i teknikens framkant.

De är vanliga idag.

Utöver dessa grundläggande likheter tillfredsställer CNC-bearbetning och 3D-utskrift i hög grad olika krav och erbjuder olika fördelar.

Viktiga skillnader mellan 3D-utskrift och CNC-fräsning

Det finns också flera viktiga faktorer som skiljer de två processerna åt.

1. Slöseri

En av de största skillnaderna i additiv vs subtraktiv tillverkning är mängden avfall de producerar. Eftersom CNC-bearbetning tar bort material, slutar det med att det produceras mycket avfall som är omöjligt att återvinna. Som du kan föreställa dig, tenderar städningen att vara rörig. 3D-skrivare använder dock bara den exakta mängden material som krävs för att producera delen så ingen rengöring är nödvändig efteråt. 3D-skrivare producerar också mindre brus, eftersom de inte vibrerar under produktionen.

2. Filtyper

Förutom de två filformaten som nämns ovan, använder CNC-bearbetning och 3D-utskrift filtyper som inte är kompatibla med varandra.

3. Storlek på delar

Med CNC-fräsning kan du göra ett brett utbud av delar i olika storlekar. Inom 3D-printning kan delarna du gör däremot inte vara större än utskriftsbädden. Du kan producera stora komponenter med en 3D-skrivare, men det skulle innebära att dela upp komponenten i mindre delar, skriva ut de delarna separat och sedan montera dem. Det behöver inte sägas att detta tillför en stor mängd tid till produktionsprocessen.

4. Materialtillgänglighet

CNC-tillverkning kan arbeta med ett brett utbud av material, såsom metallegeringar, trä, akryl, modelleringsskum och termoplaster. 3D-skrivare, däremot, arbetar med ett mer begränsat antal material och använder främst plast, metaller och polymerer. De kan inte arbeta med metaller med höga smältpunkter. Förutom att rymma många material är CNC-maskiner också lätta att anpassa för att använda nya material. En 3D-skrivare däremot kan bara arbeta med ett material.

5. Hastighet

En annan viktig skillnad mellan CNC och additiv tillverkning är hastigheten. När det kommer till att massproducera en produkt är CNC-bearbetning snabbare eftersom det involverar en monteringslinje av maskiner som producerar varje del. En enda 3D-skrivare gör hela produkten från början till slut, vilket gör den mindre lämplig för storskalig produktion.

6. Produktion

CNC-bearbetning är mer exakt och ger noggrannhet till närmaste mikrometer. Det beror på att CNC-maskiner har en högre toleranskapacitet. 3D-utskrift är fortfarande långt ifrån att uppnå denna precisionsnivå.

7. Repeterbarhet

CNC-maskiner kan konsekvent producera en produkt på samma sätt varje gång.

8. Kvalitet

På grund av sin högre tolerans kan CNC-maskiner producera produkter med ett mer polerat utseende. Materialen deformeras inte under tillverkningen. Delar gjorda av 3D-skrivare tenderar dock att böjas och skeva, och lagerlinjer kan vara synliga, särskilt runt kurvor. Även om vissa 3D-skrivare lovar en hög grad av noggrannhet, lyckas de ändå misslyckas ibland. Båda tillverkningsmetoderna har geometriska begränsningar. CNC, till exempel, kan producera mycket tunna väggar, men 3D-utskrift har begränsningar i detta avseende, och storleken på dess sluteffektor avgör ofta dess förmåga.

Vad är det bästa sättet att tillverka komplexdelar?

Delkomplexitet är en viktig faktor att tänka på när man väljer mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning. Båda teknologierna har sin del av designbegränsningar, även om CNC-maskiner kan producera mycket färre geometrier.

CNC-bearbetning involverar flera viktiga designbegränsningar, inklusive verktygsåtkomst och spelrum, håll- eller monteringspunkter, såväl som oförmågan att bearbeta fyrkantiga hörn på grund av verktygsgeometrin. Vissa geometrier är till och med omöjliga att tillverka med CNC, eftersom verktygen inte kan komma åt alla ytor på din del. Detta gäller även för 5-axliga system.

De flesta geometrier kräver att operatören roterar delen så att verktyg kan komma åt olika sidor och vinklar. Ompositionering ökar bearbetnings- och arbetstiden, och i vissa fall krävs jiggar och fixturer. Alla dessa faktorer kommer att höja det slutliga priset på delen.

Jämfört med CNC kan 3D-utskrift producera delar med mycket få geometriska begränsningar. Stödstrukturer kan behövas för processer som FDM, men lite extra efterbearbetning minskar inte den stora designfriheten och kapaciteten för komplexitet du får med 3D-utskrift.

Dessutom kan polymerbaserade pulverbäddsfusionsprocesser som SLS och MJF producera fria, organiska geometrier utan behov av stödstrukturer. Förmågan att producera mycket komplexa geometrier med relativ lätthet är en av 3D-utskrifts viktigaste styrkor.

Bästa tips och tricks för att välja mellan 3D-utskrift och CNC-bearbetning

Att välja rätt tillverkningsteknik för dina skräddarsydda delar kan kännas som en oöverstiglig utmaning, men det behöver det inte. Vi har sammanställt några viktiga tumregler att följa om du står inför detta beslut.

Välj CNC-bearbetning om du producerar detaljer i medelstora till stora kvantiteter (250-500 delar) som har relativt enkla geometrier

Välj 3D-utskrift för mindre mängder delar – eller enstaka prototyper – och om dina mönster har komplexa geometrier

När man överväger metaller kan CNC vara priskonkurrenskraftig även för låga kvantiteter, men geometribegränsningar gäller fortfarande

Om du skriver ut mer än 500 delar eller så, kanske överväga andra tekniker som formsprutning (eller en blandning av 3DP eller CNC och en formningsprocess)

Funderar du på att använda någon av de två processerna i ditt projekt? Varför inte prova oss på GT? GT har specialiserat sig på CNC-bearbetning och 3D-utskrift i 13 år, vilket är en leverantör av högkvalitativ CNC-bearbetning i Kina, tillhandahålla högkvalitativa 5-axliga bearbetningstjänster och 3D-utskriftstjänster. Vårt expertteam är mycket kunnigt inom CNC-bearbetning och 3D-utskrift, och vi kan garantera högkvalitativa produkter skräddarsydda efter dina krav. Ta kontakt med en medlem i GT-teamet eller ladda upp en offert via länken nedan. Vi står till din tjänst!