Mecanizado CNC es la tecnología de fabricación sustractiva más común, comienza con un bloque sólido de materias primas y utiliza varias herramientas de corte y rotación afiladas para eliminar el material, a fin de lograr la forma final requerida con alta tolerancia. El mecanizado CNC se aplica ampliamente para la fabricación de producción de volumen bajo, medio y alto. Proporciona una excelente repetibilidad, alta precisión y varios acabados superficiales con una amplia gama de metales y plásticos.
Impresión 3d o la fabricación aditiva produce piezas mediante la adición de varias capas de material. No necesita ninguna herramienta especial o accesorios. Su proceso se puede dividir en SLS o FDM para plásticos y DMLS para metales
Perfecta selección de tecnología
Hay varias pautas simples para la decisión del proceso de fabricación entre el mecanizado CNC y la impresión 3D. Como sabemos, cualquier pieza se puede producir con un esfuerzo limitado de forma sustrativa si se selecciona el mecanizado CNC. De lo contrario, la impresión 3D puede tener sentido en el siguiente caso:
- Los métodos tradicionales no pueden producir, especialmente para geometrías de alta complejidad.
- El tiempo de respuesta rápido es fundamental.
- El bajo costo es esencial, especialmente para volúmenes pequeños de menos de 1o.
- Los materiales no son fáciles de mecanizar, como las superaleaciones o el TPU flexible.
El mecanizado CNC puede proporcionar una mayor precisión dimensional y mejores propiedades mecánicas en cada dimensión, mientras que en la producción de pequeño volumen, su costo será mayor. En la producción de alta calidad, ni el mecanizado CNC ni la impresión 3D pueden ser una opción rentable. La tecnología de formación tradicional como la fundición de inversión, el moldeo por inyección son más económicas.
Característica del proceso
Precisión dimensional
El mecanizado CNC proporciona una mayor tolerancia y una excelente repetibilidad para diferentes tamaños de piezas. Debido a la forma de las herramientas de corte, las esquinas internas tienen radio, mientras que la superficie externa se puede mecanizar como bordes afilados y delgados.
Diferentes sistemas de impresión 3D tiene precisión de varias dimensiones, todas las impresoras 3D pueden producir piezas con buenas tolerancias. Una vez que necesite una holgura más estrecha, podemos imprimir una dimensión de gran tamaño y luego mecanizarla en una operación de procesamiento posterior. El grosor mínimo de la pared de la impresión 3D está limitado por el tamaño del efector final, como el diámetro de la boquilla en FDM, el tamaño del punto láser en SLS. Dado que las piezas impresas en 3D se crean capa por capa, es visible ver líneas de capa en piezas, especialmente en superficies curvas.
Tolerancia | Espesor mínimo de pared | Tamaño máximo de pieza | |
CNC | ± 0,025-0,125 mm | 0,75 mm | Fresado: 2000×800×1000mm Torneado: 500 mm de diámetro |
SLS | ± 0,300 mm | 0,7-1,0 mm | 300×300×300mm |
FDM | ± 0,200 mm | 0,8-1,0 mm | 900×600×900mm |
SLM | ±0,100 mm | 0,40 mm | 230×150×150mm |
DMLS | ±0,100 mm | 0,40 mm | 230×150×150mm |
Materiales
El CNC se aplica ampliamente para la combinación de metales, también se puede utilizar para el mecanizado de termoplásticos, acrílicos, maderas blandas y cera. Las piezas de mecanizado CNC tienen grandes propiedades mecánicas y térmicas con isotropía total. Materiales CNC comunes:
Plástico: ABS, nailon, PEEK.
Metal: Aluminio, Acero inoxidable, Titanio, Latón.
La impresión 3D se aplica principalmente a los plásticos, en menor medida al metal. Los materiales de impresión 3D son amplios y tienen diferentes propiedades físicas. TPU y superaleaciones siempre fabricados con tecnología de impresión 3D. Materiales de impresión 3D comunes:
Plástico: Nailon, PLA, ABS, ASA, TPU.
Metal: Aluminio, Acero inoxidable, Titanio.
Complejidad de las piezas
En el diseño de mecanizado CNC, debemos tener en cuenta algunas limitaciones de diseño, como el acceso y la holgura de la herramienta, los puntos de sujeción y montaje, y la imposibilidad de fabricar esquinas cuadradas. En esta situación, hay algunas geometrías que no se pueden producir con mecanizado CNC, incluso con máquinas CNC de 5 ejes. Para las características laterales, necesitamos rotar la dirección de las piezas, esto agregará tiempo de posicionamiento y tiempo de mano de obra en el proceso, en algunos casos, se necesitarán plantillas y accesorios personalizados. Todos estos elementos aumentarán el costo final.
La impresión 3D, en comparación con el mecanizado CNC, tiene pocas limitaciones geométricas. Se requieren estructuras de soporte en la mayoría de las tecnologías, que se eliminarán en el procesamiento posterior. La capacidad de producción de geometrías de alta complejidad es la fortaleza clave de la impresión 3D.
Proceso de manufactura
En el mecanizado CNC, los operadores o ingenieros considerarán la selección de herramientas, la velocidad del husillo, la ruta de corte y el posicionamiento de las piezas al principio. Todos estos factores tendrán un gran impacto en la calidad de las piezas finales y el tiempo de procesamiento. Este proceso de fabricación requiere mucha mano de obra, ya que todas las configuraciones son manuales. Después del proceso de mecanizado, estos componentes están listos para las operaciones posteriores.
En la impresión 3D, los operadores solo necesitan preparar un archivo digital con orientación y soporte adicional, luego enviarlo a las máquinas de impresión. Lo cual requería poca intervención humana. Una vez finalizada la impresión, necesitamos una limpieza manual y un procesamiento posterior.
Postprocesamiento
Existen varios métodos de procesamiento posterior para el mecanizado CNC y la impresión 3D de piezas, con el fin de mejorar la funcionalidad y la estética de las piezas. La tecnología de posprocesamiento más común, que incluye:
Mecanizado CNC: granallado, anodizado, recubrimiento en polvo.
Impresión 3D: granallado, lijado, pulido, micropulido, metalizado.
Experiencia en selección de tecnología.
Necesitamos seguir las reglas para seleccionar la tecnología adecuada para la producción de sus piezas:
- El mecanizado CNC es más adecuado para la producción de volumen medio a alto (1-500) con geometrías simples.
- La impresión 3D es mejor para pequeñas cantidades y geometrías complejas.
- Para piezas metálicas, el mecanizado CNC es más competitivo con limitación de geometrías.
- Una vez que la cantidad supera las 500 piezas, otras tecnologías de formación son más adecuadas.