الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل الآلات CNC: ما هي أفضل طريقة لجعل دورك؟

جدول المحتويات

الصفحات ذات الصلة

تصنيع CNC النحاس: الخصائص والدرجات والاعتبارات
مثل الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، يعد النحاس أيضًا أحد مواد تصنيع CNC الشائعة في التصنيع الحديث. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى الموصلية الكهربائية والحرارية الممتازة للنحاس ، ومقاومة التآكل العالية ، والقوة الجيدة ومقاومة التعب ، واللون المميز. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العمل بسهولة ، ناضحة ، لحام ، ولحام.
يتعلم أكثر

الطباعة ثلاثية الأبعاد وآلات CNC هي اثنين من الأكثر شعبية عمليات التصنيع اليوم. تعتمد كلتا الطريقتين على أنظمة التحكم الرقمية لتمكين الإنتاج السريع للنماذج الأولية وهي مناسبة لإنشاء أجزاء دقيقة ومخصصة للاستخدام النهائي.

ومع ذلك ، فهي تختلف في كل شيء تقريبًا - حتى أنها منافسون مباشرون عندما يتعلق الأمر بإنتاج أجزاء صلبة. الفرق الأكبر هو أن إحدى الطرق تبني طبقة أجزاء من الطبقة ، بينما يعمل الآخر عن طريق إزالة المواد. إذا وجدت نفسك على مفترق طرق تختار بين Machining CNC والطباعة ثلاثية الأبعاد لمنتجاتك ، فاقرأ لمعرفة المزيد.

3D Printing vs. CNC Machining illustration

ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

الطباعة ثلاثية الأبعاد ، المعروفة أيضًا باسم التصنيع الإضافي ، هي عملية تنشئ كائنات ثلاثية الأبعاد من نموذج رقمي عن طريق إضافة طبقة مواد حسب الطبقة. تبدأ العملية بنموذج رقمي ، يمكن إنشاؤه باستخدام برنامج CAD (تصميم الكمبيوتر) ، أو تم الحصول عليه من ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد ، أو تم تنزيله من المستودعات عبر الإنترنت. بعد ذلك ، يتم استيراد النموذج إلى برنامج تقطيع ، والذي يقسمه إلى العديد من الطبقات المستعرضة ثنائية الأبعاد التي تعمل بمثابة مخطط للطابعة. يقوم برنامج التقطيع بعد ذلك بتحويل هذه الطبقات إلى سلسلة من الإرشادات-غالبًا في G-Code-التي يمكن أن تفهمها الطابعة ثلاثية الأبعاد. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان النموذج يحتوي على أجزاء متدلية ، فقد يولد البرنامج هياكل دعم لضمان الطباعة المناسبة. أخيرًا ، تتبع الطابعة هذه الإرشادات ، تودع طبقة المواد حسب الطبقة وتربط كل طبقة جديدة إلى الطبقات التي تحتها ، وبناء الكائن الكامل تدريجياً.

بدأت أنظمة الطباعة ثلاثية الأبعاد في دخول السوق في أواخر الثمانينيات عندما اخترع تشاك هول تصوير مجسم (SLA) ، أول تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد. مع الأبحاث المستمرة في المواد الجديدة والتطورات التكنولوجية ، ظهرت المزيد من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد. تشمل الأنواع الشائعة اليوم:

FDM (نمذجة ترسب تنصهر):Works by heating a thermoplastic filament, extruding it through a nozzle, and depositing it layer by layer. FDM is affordable, easy to use, and accessible for users of all skill levels. It supports large prints with the right machine setup and is suitable for architectural models, industrial design, and large-scale prototypes. However, it does not handle overhangs and fine details well and often requires support structures. FDM parts may have visible layer lines and weaker adhesion along the Z-axis, making them prone to delamination under stress.
SLA (علم المجسم): Uses ultraviolet light to cure successive layers of liquid photopolymer resin. SLA prints have fewer visible layer lines compared to FDM and can produce ultra-smooth surfaces with fine details, making them popular for jewelry, dental models, and intricate prototypes.
DLP (معالجة الضوء الرقمي):Another resin-based 3D printing method, but instead of a laser, it uses a digital projector to cure an entire layer of resin at once. This makes DLP faster than SLA. DLP parts have sharp edges and crisp details and can be used in similar applications as SLA. However, they may sometimes show visible pixelation and typically have a smaller build area.
SLS (تلبد الليزر الانتقائي):Uses a high-powered laser to sinter powdered materials, such as nylon and TPU, layer by layer. The unsintered powder acts as support, enabling interlocking, overhanging and other complex designs that are difficult to produce with other methods. SLS parts have good mechanical strength but tend to have a slightly grainy texture.
DMLS (تلبيد الليزر المعدني المباشر): An extension of SLS, specifically designed for processing metal powders. It partially melts powder particles to fuse them together at a molecular level, resulting in slightly porous parts that may require post-processing, such as hot isostatic pressing, to achieve full density. Unlike SLS, DMLS needs support structures—which must be manually removed after printing—to counteract thermal stress and warping during the process.
SLM (ذوبان ليزر انتقائي):Also uses a high-power laser to produce metal parts, but unlike SLS, SLM fully melts the metal powder, creating 100% dense parts with superior mechanical strength, hardness, and durability, even comparable to cast or forged metal components. It works best with pure metals and select alloys. SLM generates higher thermal stress which can lead to warping and cracking. Stronger support structures are required to reduce these stresses.

ما هو تصنيع CNC؟

على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي عملية تصنيع مضافة متطورة ، فإن Machining CNC (تصنيع التحكم في الكمبيوتر) تمثل تقنية تصنيع تقليدية أكثر تقليدية. ظهرت في الخمسينيات من القرن الماضي من أنظمة NC (العددية) المبكرة (CNC Machining منذ ذلك الحين تطورت مع الأتمتة الرقمية ، مما يتيح التصنيع عالي الدقة عبر الصناعات.

للحصول على جزء من CNC ، تبدأ بإنشاء نموذج رقمي باستخدام برنامج CAD. ثم يتم تحويل هذا النموذج إلى G-Code القابل للقراءة من خلال برمجة CAM ، والتي تحدد الحركات الدقيقة والسرعات والعمليات. بعد ذلك ، يتم تثبيت الشغل بشكل آمن على جهاز CNC ، ويتم تحديد وتثبيت أدوات القطع المناسبة. يتبع آلة CNC G-Code: بدءًا من الآلات الخشنة لإزالة المواد الزائدة ثم الانتقال إلى الآلات الدقيقة لتحقيق الأبعاد النهائية والتشطيب السطحي.

هناك العديد من الأنواع الشائعة من تصنيع CNC المستخدمة على نطاق واسع في صناعة التصنيع:

طحن CNC: A versatile machining process that uses rotating multi-point cutting tools to remove material from a workpiece. It can create flat surfaces, holes, angled cuts, and cavities with high precision. This process is widely used to manufacture engine components, molds, and structural parts in industries such as aerospace, automotive, and electronics.
تحول CNC: Uses a single-point cutting tool to remove material from a rotational workpiece for creating cylindrical or conical shapes. It is highly effective in producing symmetrical parts like shafts, bolts, and bushings. This method is commonly applied in the production of automotive components, hydraulic fittings, and precision mechanical parts.
Wedm (آلات التصريف الكهربائي الأسلاك): A non-contact process that uses a thin, electrically charged wire to cut through conductive materials with extreme precision. It can shape hard materials, intricate geometries and fine details with minimal mechanical stress. WEDM is widely used in tool making, aerospace components, and medical device manufacturing.

متى تختار الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل الآلات CNC

تقدم كلتا التقنيتين مزايا فريدة - توفر Machining CNC تعدد الاستخدامات عالية الدقة والمواد ، في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد مفضلة لإنشاء الهندسة المعقدة والنماذج الأولية السريعة. يعتمد الاختيار بينهما على عوامل مختلفة ، بما في ذلك متطلبات المواد ، وتعقيد التصميم ، وسرعة الإنتاج ، والنظر في الميزانية.

جدول مرجعي سريع

يوفر جدول الفحص السريع أدناه مقارنة موجزة لمساعدتك في تحديد العملية التي تناسب احتياجاتك ، أو إذا كان هناك مزيج من كلاهما قد ينتج عنه نتائج مثالية.

عوامل	طباعة ثلاثية الأبعاد	تصنيع CNC
اختيار المواد	▪ Limited but expending options ▪ Flexible materials and superalloy	▪ Wide range , including metals, plastics, wood, and composites
تعقيد التصميم	▪ Can achieve highly complex geometries, including lattice structures and organic shapes	▪ Can produce parts with relatively complex features, such as threaded holes, sharp edges, and curves ▪ Limited by tool accessibility, tool path and type, axis-defined minimum radii, and the need for repositioning during the process
دقة	▪ Moderate precision, typically ±0.1 mm, though high-end printers can achieve tighter tolerances	▪ High precision, often ±0.005 mm or better, depending on material and machine ▪ Excellent repeatability
الانتهاء من السطح	▪ Requires post-processing (e.g. sanding, painting) for a smooth finish ▪ Some 3D printing processes produce surfaces that are grained, rough, and stepped, or features that may appear blurred	▪ Smooth finish with little to no post-processing (typical 125 Ra finish as machined)
حجم جزء كبير	▪ Up to 914 x 610 x 914 mm (e.g. FDM) ▪ Ideal for smaller prototypes or assemblies	▪ Up to 2000 x 800 x1000 mm ▪ Suitable for industrial housings and large-scale prototypes
قوة	▪ In FDM, layer adhesion and print orientation reduce the strength of parts ▪ Metal 3D printed parts in SLM and DMLS offer strength comparable to or even better than traditionally machined parts, especially when heat-treated or made with specific alloys	▪ The internal structure of parts is continuous, and their strength usually remains at 100% of the native material ▪ Some high-strength alloys may be impossible or difficult to process with extreme precision
يثبت	▪ Minimal setup, require only a digital file and slicer software	▪ Need workpiece fixation, tool selection, and machine calibration ▪ G-code programming，toolpath generation, and potential part repositioning
سرعة البناء	▪ Low setup time, but build time can take hours ▪ Quicker for small batches and complex designs ▪ Ideal for design validation, rapid prototyping, and test fits	▪ Can take ages to set up and program, but cutting can be very fast ▪ Fast for bulk production
يكلف	▪ Cost-effective for small series or custom one-offs ▪ Slight variations in your product’s size can significantly increase your 3D printing manufacturing costs	▪ More economical for high-volume production ▪ More material waste

بعد ذلك ، يمكننا تحديد ما إذا كان يجب عليك اختيار Machining CNC أو الطباعة ثلاثية الأبعاد أو كليهما لمشروعك من خلال طرح السلسلة التالية من الأسئلة.

الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل الآلات CNC: ما هي المادة التي تخطط لاستخدامها؟

طباعة ثلاثية الأبعاد وتصنيع CNC يعملان مع المعادن والبلاستيك. CNC Machining لديه القدرة على التكيف المواد الأوسع. يستخدم بشكل أساسي لإنتاج أجزاء من المعدن ، على الرغم من أن البلاستيك أصبح شائعًا بشكل متزايد. يمكنك أيضًا استخدام عملية CNC لتصنيع الأجزاء من الغابات والمركبات ، وحتى الرغاوي والشمع.

أكثر مواد CNC شيوعًا:

المعادن: الألومنيوم, الفولاذ المقاوم للصدأ, Titanium, Brass
البلاستيك: القيمة المطلقة, Nylon, Polycarbonate, PEEK

تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل أساسي مع البلاستيك الحراري والراتنجات وبعض المساحيق المعدنية. ومع ذلك ، فإن الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد لا تنطلق من الخط رخيصًا ， على الرغم من أن هذا يتغير.

مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد الشائعة ：

البلاستيك: Nylon, PLA, ABS, ULTEM, ASA, TPU
المعادن: Aluminum, Stainless steel, Titanium, Inconel

تجدر الإشارة إلى أن مواد ناعمة للغاية ومرنة مثل TPU والسيليكون تميل إلى التشوه تحت قوى القطع ، مما يجعل الآلات الدقيقة صعبة. وبالمثل ، فإن بعض العوامل الفائقة يمثلون تحديًا للآلة بسبب قوتها العالية ، وتصلب العمل ، ومقاومة الحرارة. لهذه المواد ، قد تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد خيارًا أفضل.

الطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل الآلات CNC: أيهما أفضل للأجزاء المعقدة؟

على الرغم من أن الآلات ذات 5 محاور أو أكثر تقدمًا يمكنها التعامل مع الأشكال الهندسية المعقدة للغاية ، إلا أنه قد يكون من الصعب (أو حتى مستحيل) إنشاء ميزات وقوائم مخفية ، حيث لا يمكن للأدوات الوصول إلى جميع أسطح الجزء. إن هندسة أداة القطع نفسها تحد أيضًا من القدرة على الزوايا المربعة تمامًا. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يتم طالب التركيبات المخصصة أو الرقصات ، والتي يمكن أن تكون قيودًا كبيرة.

الطابعات ثلاثية الأبعاد تقضي على هذه التحديات الهندسية في تصنيع CNC. يمكن أن تنتج هندسة معقدة للغاية مع سهولة نسبية. على الرغم من أن هياكل الدعم قد تكون ضرورية لعمليات مثل SLM ، فإن المعالجة الإضافية بعد المعالجة لا تقلل من الحرية الهائلة والتعقيد الذي تقدمه الطباعة ثلاثية الأبعاد.

هل تقدم الطباعة ثلاثية الأبعاد أو تصنيع CNC دقة أفضل الأبعاد؟

تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل دقة بشكل عام من تصنيع CNC بسبب عوامل مثل انكماش المواد وقيود الدقة في عملية الطباعة. على سبيل المثال ، عادةً ما تحقق تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الدقيقة مثل SLA التحمل حوالي ± 0.1 مم في ظل الظروف القياسية. في المقابل ، يمكن لآلات CNC الدقيقة أن تحمل التحمل بإحكام مثل ± 0.025 مم (0.001 ″) أو حتى أفضل.

عندما يتعلق الأمر بالطباعة ثلاثية الأبعاد التكرارية-حتى الأساليب عالية الدقة مثل SLA أو DLP-لا تزال تتخلف عن تصنيع CNC. توفر آلات CNC تناسقًا فائقًا بسبب الإعدادات الميكانيكية الصارمة وأنظمة التحكم الدقيقة وتوحيد عملية الطراع. في المقابل ، تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر عرضة للتغير الناجم عن انكماش المواد والتصاق الطبقة والعوامل البيئية.

كيف تقارن الانتهاء من السطح بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وآلات CNC؟

يمكن أن تنتج الطابعات ثلاثية الأبعاد مثل SLA أجزاء ذات طبقات ناعمة وسلسة ومحمية ، ولكن يمكن للآلات CNC ، مع الأدوات الصحيحة ، تحقيق أسطح أكثر سلاسة.

يمكن تعزيز كلتا الطريقتين مع مجموعة متنوعة من خيارات التشطيب السطحية لتحسين الصفات الوظيفية وتجميلية الأجزاء. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون الأجزاء الآلية CNC anodized ، المسحوق المغطى بالمسحوق ، والخرز. وبالمثل ، تتضمن خيارات التشطيب السطحي للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد الطلاء ، والخرز ، والتلميع ، والعلاجات الحرارية لتعزيز المنتج.

كم عدد الأجزاء التي تقوم بتصنيعها وتكلف مصدر قلق أساسي؟

بالنسبة للأجزاء ذات الأشكال الهندسية النموذجية (تلك التي يمكن تحقيقها بسهولة نسبيًا باستخدام CNC) ، يعتمد الاختيار على كل من المواد وكمية الأجزاء.

للأجزاء البلاستيكية:

إذا كنت تنتج حجمًا منخفضًا من الأجزاء (1-10 وحدة) ، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الخيار الأفضل لك بسبب الحد الأدنى من متطلبات الإعداد.
عند التعامل مع أحجام متوسطة (10-100 وحدة) ، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد خيارًا جيدًا ، ولكن قد ترغب أيضًا في التفكير في تصنيع CNC.
مع زيادة حجم الحجم (100-1000 وحدة) ، يصبح تصنيع CNC أكثر كفاءة بسبب تكاليف الإعداد المطفأة ، ويمكن أن يكون صب الحقن أيضًا خيارًا لبعض التصميمات.
بالنسبة لأحجام كبيرة جدًا (1000+ وحدة) ، يصبح صب الحقن عادةً الخيار الأفضل للأجزاء البلاستيكية ، بدلاً من استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أو CNC.

بالنسبة للأجزاء المعدنية ، فإن الموقف مختلف تمامًا:

عند إنتاج أحجام منخفضة إلى متوسطة (1-100 وحدة) ، غالبًا ما يتم تفضيل تصنيع CNC ، حيث يمكن أن تكون الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد مكلفة للغاية.
بالنسبة لأحجام أعلى (100-1000 وحدة) ، فإن تصنيع CNC هو الطريقة الأكثر شيوعًا ، ولكن يمكن أن يكون صب الاستثمار أيضًا خيارًا
بالنسبة لأحجام كبيرة (أكثر من 1000 وحدة) ، فإن الاستثمار أو الصب أمر هو الخيار الأفضل.

أهم نصائح شيكاغو للاختيار بين الطباعة ثلاثية الأبعاد وآلات CNC

قد يبدو اختيار تقنية التصنيع المناسبة لقطع الغيار المخصصة بمثابة تحد لا يمكن التغلب عليه ، لكن لا يجب أن يكون كذلك. كما نخبر عملائنا دائمًا في Chiggo ، لا توجد طريقة تصنيع مثالية ذات حجم واحد. يعتمد الخيار الأفضل على مجموعة متنوعة من العوامل. للمساعدة في توجيه قرارك ، قمنا بتجميع بعض القواعد الأساسية للإبهام:

اختر MICHINING CNC if you're producing parts in medium to high quantities with relatively simple geometries.
اختر MICHINING CNC if precision and durability are key, especially for applications requiring long-term reliability, such as aerospace and medical components.
اختر الطباعة ثلاثية الأبعاد for lower quantities of parts or rapid prototypes, particularly if your designs have complex geometries.
When dealing with metal parts, تصنيع CNCcan be price-competitive even for low quantities, but geometry limitations still apply.

إذا كنت لا تزال غير متأكد من أفضل طريقة تصنيع من أجل الجزء الخاص بك ، اتصل بمهندسينا وتحميل التصميم الخاص بك. Chiggo هو مزود رائد لـ Machining CNC وخدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد في الصين ، مع فريق ذي خبرة هنا لمساعدتك!

اشترك في المعلومات