Obróbka CNC czy druk 3D?

W tym artykule specjaliści z firmy Sabner prezentują podstawowe cechy obu technologii wytwarzania, obróbki cnc oraz druku 3d, które przydadzą się w wyborze odpowiedniej metody produkcji.

Zestawienie zawiera omówienie kilku głównych aspektów, umożliwiających zapoznanie się ze słabymi i mocnymi stronami każdej z technologii.

Zasada wytwarzania części

Jaka jest zasadnicza różnica pomiędzy drukiem 3D a obróbką CNC? Obróbka CNC jest ubytkowa, podczas gdy druk 3D jest formą wytwarzania przyrostowego. W związku z tym projektowanie 3D umożliwia tworzenie części warstwa po warstwie z użyciem materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, żywice czy proszki metalowe, a obróbka CNC rozpoczyna się od bloku materiału (półfabrykatu) i wycinania materiału, który tworzy zaprojektowany detal. W przypadku druku 3D warstwy materiałów łączą się w gotowy element przy zastosowaniu źródła energii, np. lasera.

Materiały 

Obróbka CNC daje dużo większą swobodę wyboru, jeśli chodzi o dostępność materiałów. Podstawowy materiał tego rodzaju obróbki stanowią stopy metali i metale, jednak możemy korzystać również z innych surowców, takich jak drewno, pianki, woski czy tworzywa sztuczne. W druku 3D natomiast stosowane są fotopolimery, żywice i tworzywa termoplastyczne. Mamy możliwość drukowania również w innych materiałach, takich jak ceramika lub metal, jest to jednak rzadkością. 

Dokładności 

Obróbka CNC przewyższa pod względem osiąganych tolerancji wykonania wszystkie procesy technologii drukowania 3D. Dzieje się tak dlatego, że podczas druku nie możemy uniknąć nierówności pomiędzy warstwami, które są wytwarzane. Większą rozdzielczość dają mniejsze warstwy, mimo to jednak odbicia lustrzane, które powstają po obróbce CNC są znacznie korzystniejsze.

Geometria części

Druk 3D posiada przewagę ze względu na tworzenie skomplikowanych części pod względem geometrycznym, szczególnie takich, które posiadają strukturę wewnętrzną. Łatwiej wytwarza się również elementy o cienkich ściankach. Ze względu na konieczność stosowania narzędzi do usuwania materiału obróbka CNC musi mierzyć się z wieloma ograniczeniami, związanymi z geometrią narzędzi oraz ich dostępem do powierzchni obrabianych. 

Czas i koszty wytwarzania

Obróbka CNC jest droższa i bardziej skomplikowana niż proces przygotowania produkcji w przypadku druku 3D. Czasochłonne jest już drukowanie poszczególnych elementów, szczególnie tych większych lub tych o wysokiej rozdzielczości. W obróbce CNC sam proces jest bardziej pracochłonny i długotrwały, ale samo wytwarzanie części jest znacznie krótsze – trwa kilkanaście sekund. Koszty zmieniają się więc wraz z liczbą części i tego jak szybko mają one zostać wykonane. Opłaca się więc wybrać obróbkę CNC zwłaszcza, gdy liczba detali jest większa (powyżej 100 sztuk). Warto wybrać tę metodę produkcji również w przypadku pojedynczych prototypów – gwarantuje to szybką i tańszą produkcję. 

Wnioski 

Nie istnieje doskonała i jedyna, uniwersalna technologia wytwarzania części. Wybór najlepszej dla danej firmy metody powinien zależeć między innymi od czynników, takich jak wielkość produkcji, budżet, złożoność geometryczna czy wymagany materiał. Ze względu na uzyskiwaną dokładność i precyzję wykonania większość części w zastosowaniach przemysłowych jest obrabianych w technologii CNC. Duże znaczenie ma tu również powtarzalność procesu oraz wydajność.

Druk 3D warto natomiast zastosować, w przypadku, gdy:

• tradycyjne metody nie są w stanie wyprodukować części, na przykład w przypadku bardzo złożonych geometrii.
• decydujący jest szybki czas realizacji. Części drukowane w 3D można dostarczyć w ciągu 24 godzin.
• niezbędny jest niski koszt projektu. W przypadku małych nakładów druk 3D jest ogólnie tańszy niż obróbka CNC.
• wymagana jest niewielka liczba identycznych części (mniej niż 10)
• wymagane są materiały, których nie można łatwo obrabiać, takie jak nadstopy metali lub ceramika.