CNC-Bearbeitung ist die am weitesten verbreitete subtraktive Fertigungstechnologie, sie beginnt mit einem festen Rohmaterialblock und verwendet verschiedene scharfe Rotations- und Schneidwerkzeuge, um Material zu entfernen, um die erforderliche Endform mit hoher Toleranz zu erreichen. Die CNC-Bearbeitung wird häufig zur Herstellung von Klein-, Mittel- und Großserien eingesetzt. Es bietet eine hervorragende Wiederholbarkeit, hohe Genauigkeit und verschiedene Oberflächengüten bei einer breiten Palette von Metallen und Kunststoffen.
3d Drucken oder additive Fertigung produzieren Teile durch Hinzufügen mehrerer Materialschichten. Es sind keine speziellen Werkzeuge oder Vorrichtungen erforderlich. Sein Prozess kann unterteilt werden in SLS oder FDM für Kunststoff u DMLS für Metalle.
Perfekte Technologieauswahl
Es gibt mehrere einfache Richtlinien für die Entscheidung zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck im Fertigungsprozess. Wie wir wissen, können beliebige Teile mit begrenztem Aufwand auf subtraktivem Weg hergestellt werden, sollte die CNC-Bearbeitung gewählt werden. Ansonsten kann 3D-Druck in folgendem Fall sinnvoll sein:
- Herkömmliche Methoden sind nicht in der Lage, insbesondere bei hochkomplexen Geometrien zu produzieren.
- Eine schnelle Bearbeitungszeit ist entscheidend.
- Niedrige Kosten sind wichtig, insbesondere für kleine Volumen von weniger als 1o.
- Materialien sind nicht leicht zu bearbeiten, wie Superlegierungen oder flexibles TPU.
Die CNC-Bearbeitung ist in der Lage, eine höhere Maßgenauigkeit und bessere mechanische Eigenschaften in jeder Dimension zu bieten, während bei der Kleinserienproduktion die Kosten höher sind. In der qualitativ hochwertigen Produktion können weder CNC-Bearbeitung noch 3D-Druck eine kostengünstige Option sein. Traditionelle Umformtechniken wie Feinguss, Spritzguss sind wirtschaftlicher.
Prozesscharakteristik
Dimensionale Genauigkeit
Die CNC-Bearbeitung bietet höhere Toleranzen und eine hervorragende Wiederholbarkeit für unterschiedliche Teilegrößen. Aufgrund der Form der Schneidwerkzeuge haben Innenecken einen Radius, während die Außenfläche als scharfe Kanten und dünn bearbeitet werden kann.
Unterschiedliches 3D-Drucksystem hat verschiedene Maßgenauigkeit, können alle 3D-Drucker Teile mit guten Toleranzen produzieren. Wenn Sie einen engeren Abstand benötigen, können wir übergroße Abmessungen drucken und dann in der Nachbearbeitung bearbeiten. Die minimale Wandstärke des 3D-Drucks wird durch die Größe des Endeffektors begrenzt, z. B. Düsendurchmesser bei FDM, Laserpunktgröße bei SLS. Da 3D-gedruckte Teile Schicht für Schicht erstellt werden, sind Schichtlinien in Teilen sichtbar, insbesondere auf gekrümmten Oberflächen.
| Toleranz | Minimale Wandstärke | Maximale Teilegröße | |
| CNC | ± 0,025–0,125 mm | 0,75 mm | Fräsen: 2000 × 800 × 1000 mm Drehen: 500 mm Durchmesser |
| SLS | ± 0,300 mm | 0,7–1,0 mm | 300 × 300 × 300 mm |
| FDM | ± 0,200 mm | 0,8-1,0 mm | 900 × 600 × 900 mm |
| SLM | ±0,100 mm | 0,40 mm | 230 × 150 × 150 mm |
| DMLS | ±0,100 mm | 0,40 mm | 230 × 150 × 150 mm |
Materialien
CNC wird häufig für die Metallanpassung eingesetzt, es kann auch für die Bearbeitung von Thermoplasten, Acryl, Weichhölzern und Wachs verwendet werden. CNC-Bearbeitungsteile haben hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften bei vollständiger Isotropie. Gängige CNC-Materialien:
Kunststoff: ABS, Nylon, PEEK.
Metall: Aluminium, Edelstahl, Titan, Messing.
3D-Druck wird hauptsächlich für Kunststoffe eingesetzt, weniger für Metall. 3D-Druckmaterialien sind vielfältig und haben unterschiedliche physikalische Eigenschaften. TPU und Superlegierungen immer mit 3D-Drucktechnologie hergestellt. Gängige 3D-Druckmaterialien:
Kunststoff: Nylon, PLA, ABS, ASA, TPU.
Metall: Aluminium, Edelstahl, Titan.
Teilekomplexität
Beim CNC-Bearbeitungsdesign sollten wir einige Designbeschränkungen berücksichtigen, wie z. B. Werkzeugzugang und -abstand, Halte- und Befestigungspunkte und die Unfähigkeit, rechteckige Ecken herzustellen. In dieser Situation gibt es einige Geometrien, die nicht CNC-bearbeitet werden können, selbst mit 5-Achsen-CNC-Maschinen. Für Seitenmerkmale müssen wir die Richtung der Teile drehen, dies erhöht die Positionierungszeit und die Arbeitszeit im Prozess, in einigen Fällen werden kundenspezifische Vorrichtungen und Vorrichtungen benötigt. Alle diese Gegenstände erhöhen die Endkosten.
Der 3D-Druck hat im Vergleich zur CNC-Bearbeitung nur wenige geometrische Einschränkungen. In den meisten Technologien sind Stützstrukturen erforderlich, die in der Nachbearbeitung entfernt werden. Die Fähigkeit zur Herstellung hochkomplexer Geometrien ist die Hauptstärke des 3D-Drucks.
Herstellungsverfahren
Bei der CNC-Bearbeitung berücksichtigen Bediener oder Ingenieure zunächst die Werkzeugauswahl, die Spindeldrehzahl, den Schnittpfad und die Positionierung der Teile. All diese Faktoren wirken sich stark auf die Qualität der Endteile und die Bearbeitungszeit aus. Dieser Herstellungsprozess ist arbeitsintensiv, da alle Einstellungen manuell erfolgen. Nach dem Bearbeitungsprozess sind diese Komponenten bereit für die Nachbearbeitung.
Beim 3D-Druck müssen Bediener nur eine digitale Datei mit Orientierung und zusätzlicher Unterstützung vorbereiten und sie dann an die Druckmaschinen senden. Was wenig menschliches Eingreifen erforderte. Sobald der Druckvorgang abgeschlossen ist, benötigen wir eine manuelle Reinigung und Nachbearbeitung
Nachbearbeitung
Es gibt verschiedene Nachbearbeitungsmethoden für die CNC-Bearbeitung und den 3D-Druck von Teilen, um die Funktionalität und Ästhetik der Teile zu verbessern. Die gebräuchlichste Nachbearbeitungstechnologie, einschließlich:
CNC-Bearbeitung: Perlstrahlen, Eloxieren, Pulverbeschichten.
3D-Druck: Strahlen, Schleifen, Polieren, Mikropolieren, Metallbeschichtung.
Erfahrung in der Technologieauswahl
Wir müssen die Regeln befolgen, um die richtige Technologie für Ihre Teileproduktion auszuwählen:
- Die CNC-Bearbeitung eignet sich am besten für die Produktion mittlerer bis hoher Stückzahlen (1-500) mit einfachen Geometrien.
- Der 3D-Druck eignet sich am besten für geringe Stückzahlen und komplexe Geometrien.
- Bei Metallteilen ist die CNC-Bearbeitung aufgrund der Geometriebeschränkung wettbewerbsfähiger.
- Ab einer Menge von mehr als 500 Teilen sind andere Umformtechnologien besser geeignet.