Обработка с ЧПУ VS 3D-печать, в чем разница?

Если вы хотите создавать новые детали или проекты мелкосерийного производства, вы можете использовать два метода производства:механическую обработку с ЧПУ и 3D-печать. Обе эти опции необходимы для современных производственных процессов. Каждый вариант имеет ряд преимуществ перед традиционными методами производства. Оба являются компьютеризированными производственными процессами, в то время как механическая обработка с ЧПУ и 3D-печать находятся в процессе. Производственные мощности и результаты конечного продукта сильно различаются.

Хотя эти два процесса иногда дают схожие результаты в конкретных приложениях, способы их получения совершенно разные. Каждый процесс был разработан для удовлетворения различных потребностей, поэтому важно знать, какой метод лучше всего соответствует вашим потребностям. Далее мы расскажем о преимуществах каждого продукта, чтобы помочь вам выбрать следующий производственный заказ.

Обработка с ЧПУ:

Обработка на станках с ЧПУ — распространенная субтрактивная технология производства. Процесс обычно начинается с блока твердого материала, а затем используются различные острые вращающиеся инструменты или резаки для удаления материала для достижения желаемой окончательной формы. Его можно использовать для единичного мелкосерийного и среднесерийного производства.

(Что такое обработка с ЧПУ?)

Как это работает

Во-первых, инженеры используют САПР или компьютерное программное обеспечение для создания 2D- или 3D-моделей. Затем программа автоматизированного производства (CAM) используется для преобразования файла CAD в инструкции. После создания инструкции программа постобработки преобразует ее в конкретную команду, а затем передает на станок с ЧПУ для выполнения, вырезая из объемного материала требуемые компоненты. Он отличается превосходной воспроизводимостью, высокой точностью и широким диапазоном материалов и отделки поверхности.

3D-печать

При аддитивном производстве (AM) или процессе 3D-печати детали создаются путем добавления материала по одному слою за раз. Процесс АП не требует специальных инструментов или приспособлений, поэтому первоначальные затраты на настройку могут быть сведены к минимуму.

3D-печать находит широкое применение в области медицины, где можно создавать органы, протезы и имплантаты. Пищевая промышленность также использует эту технологию для производства продуктов питания путем экструдирования слоя за слоем. Художники часто используют его для создания произведений искусства, а модельеры — для создания одежды и украшений.

Как это работает

Во-первых, инженеры используют САПР для создания 3D-модели. Ошибки в готовой модели анализа обычно включают отверстия и пересекающиеся грани.

Затем программа, называемая слайсером, превращает 3D-принтер в серию тонких 2D-слоев, чтобы подготовить модель для 3D-принтера, тем самым создавая файлы G-кода. Этот файл содержит набор инструкций, которые должен выполнить принтер.

Затем 3D-принтер считывает файл G-кода и накладывает один слой материала за раз, чтобы создать трехмерный объект. В зависимости от размера и сложности модели, а также используемого метода процесс печати может длиться от нескольких часов до нескольких дней. Иногда компоненты могут нуждаться в очистке, полировке или герметизации, прежде чем их можно будет использовать.

Различия между обработкой на станках с ЧПУ и 3D-печатью

Обработка с ЧПУ и 3D-печать имеют некоторые общие черты:например, все они основаны на 3D-моделях и изготавливать 3D изделия в соответствии с инструкциями на компьютере. Они совместимы с типами файлов STL и OBJ. В дополнение к этим основным сходствам, обработка с ЧПУ и 3D-печать также могут соответствовать различным требованиям и давать различные преимущества. Но у них все еще есть много различий.

М материал

ЧПУ в основном используется для обработки металла. Его также можно использовать для обработки термопластов, акрила, древесины хвойных и твердых пород, пены для лепки и воска для обработки. Прецизионные детали с ЧПУ в основном используются в двигателях, самолетах, производственном оборудовании и других высокопрочных средах.

3D-печать в основном используется для пластика, тогда как использование металла относительно невелико. Некоторые технологии позволяют производить детали из керамики, воска, песка и композитных материалов. Материалы, которые трудно обрабатывать (такие как ТПУ и металлические суперсплавы), можно печатать на 3D-принтере. По сравнению с деталями с ЧПУ они могут иметь меньшие механические свойства.

Большинство 3D-принтеров используют процессы аддитивного производства для изготовления изделий из специальных пластиков, смол, металлов и других материалов. Из-за уникальных материалов, используемых в процессе печати, 3D-детали обычно не обладают прочностью, необходимой для использования в суровых условиях, таких как самолеты, транспортные средства и производственное оборудование.

С мочился

Еще одно важное различие между ЧПУ и аддитивным производством — скорость. При массовом производстве продукции обработка с ЧПУ выполняется быстрее, поскольку она включает сборочную линию машины, которая производит каждую деталь. 3D-принтер делает весь продукт от начала до конца, поэтому он не подходит для массового производства. Аддитивный процесс 3D-печати с нуля занимает больше времени, чем субтрактивный процесс удаления материала из существующих блоков материалов.

Точность

Обработка с ЧПУ имеет строгие допуски и отличную повторяемость. Детали от больших до маленьких могут быть точно обработаны на станках с ЧПУ. Различные системы 3D-печати обеспечивают разную точность размеров. Промышленное оборудование может производить детали с очень хорошими допусками. Если необходимы узкие зазоры, ключевые размеры 3D-печати могут быть увеличены, а затем обработаны в постобработке. Материалы, обрабатываемые на прокатных станах с ЧПУ (например, алюминий), более точны, чем FDM, используемые во многих 3D-принтерах, и FDM имеет тенденцию деформироваться при воздействии чрезмерного тепла.

Сложность деталей

При проектировании деталей с ЧПУ необходимо учитывать множество ограничений. Станки с ЧПУ не могут использовать определенные геометрические формы (даже с 5-осевыми системами ЧПУ), потому что инструмент не может получить доступ ко всем поверхностям детали. Большинство геометрических фигур требуют вращающихся частей для доступа к разным сторонам. Изменение положения увеличит время обработки и работы, а также может потребовать специальных приспособлений и приспособлений, что повлияет на окончательную цену.

По сравнению с ЧПУ, 3D-печать практически не имеет геометрических ограничений. Для большинства технологий (таких как FDM или SLM/DMLS) требуются поддерживающие структуры, и они удаляются во время постобработки.

Поскольку поддержка не требуется, органические органические геометрические формы произвольной формы могут быть легко изготовлены с помощью процесса сплавления порошкового слоя на полимерной основе. Возможность создавать очень сложные геометрические формы — одно из ключевых преимуществ 3D-печати. Это также открывает возможности для объединения деталей, при котором несколько компонентов могут быть объединены в конструкцию детали, чтобы уменьшить количество пресс-форм.

В вкус

Одним из основных различий между аддитивным и субтрактивным производством является количество образующихся отходов. Поскольку обработка с ЧПУ забирает материалы, в конечном итоге образуется большое количество неперерабатываемых отходов. Уборка немного грязная. Однако при 3D-печати меньше отходов, поскольку для этой технологии требуются только материалы, необходимые для изготовления заготовки. 3D-принтер использует ровно столько материала, сколько необходимо для изготовления детали, поэтому нет необходимости в последующей очистке. 3D-принтеры также производят меньше шума, поскольку не вибрируют во время производства.

Поле приложения

Если для производства требуются очень прочные, точные и/или термостойкие детали, фрезерование с ЧПУ является лучшим решением. 3D-печать имеет более специфические области применения:ее можно использовать для биопечати, пищевой печати, строительных целей, можно использовать в космосе.

С ост

При использовании станка с ЧПУ для изготовления детали небольшое количество обычно приводит к более высокой стоимости единицы продукции, но массовое производство становится все более и более экономичным. Это делает ЧПУ идеальным выбором для массового производства.

При использовании 3D-печати выходная стоимость за единицу одинакова независимо от размера партии. При производстве небольшого количества изделий эквивалентная стоимость единицы продукции является преимуществом, но при массовом производстве могут возникнуть проблемы с однородностью продукта.

При использовании станков с ЧПУ стоимость единицы продукции будет увеличиваться в зависимости от сложности и точности выпускаемой продукции. Более высокая стоимость сложных выходных данных ЧПУ обычно связана с большим количеством требуемых траекторий движения инструмента, меньшим количеством используемых инструментов и количеством времени, необходимым для выполнения этих задач. Независимо от сложности производимого устройства стоимость задания на 3D-печать одинакова.

С включение

В некоторой степени технология ЧПУ и 3D-печать пересекаются по функциям, но их соответствующие преимущества делают их подходящими для специальных приложений. Это как карандаш и шариковая ручка. Для некоторых работ вам понадобится карандаш, но для других лучше подойдет шариковая ручка. Обработка с ЧПУ обычно лучше всего подходит для проектов, требующих точных, высокоточных продуктов, изготовленных из легкодоступных материалов. Характеристики 3D-принтеров делают их очень подходящими для создания прототипов, визуальной основы и продуктов, разработанных по индивидуальному заказу.

Таким образом, в мире есть много места для 3D-принтеров и станков с ЧПУ.