3D-Druck- und CNC-Bearbeitung sind zwei der beliebtesten Herstellungsprozesse Heute. Beide Methoden stützen sich auf digitale Steuerungssysteme, um die schnelle Produktion von Prototypen zu ermöglichen, und sind geeignet, um genaue, angepasste Endverbrauchsteile zu erstellen.
Sie unterscheiden sich jedoch in fast jeder Hinsicht - sie sind sogar direkte Konkurrenten, wenn es darum geht, feste Teile zu produzieren. Der größte Unterschied besteht darin, dass eine Methode Teile für Schicht Schicht aufbaut, während die andere durch Entfernen von Material funktioniert. Wenn Sie sich an einem Scheideweg befinden, der zwischen CNC -Bearbeitung und 3D -Druck für Ihre Produkte entscheidet, lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
Was ist 3D -Druck?
Der 3D-Druck, auch als Additive Manufacturing bezeichnet, ist ein Prozess, der dreidimensionale Objekte aus einem digitalen Modell durch Hinzufügen von Materialschicht für Schicht erzeugt. Der Prozess beginnt mit einem digitalen Modell, das mit CAD-Software (computergestützter Design) erstellt werden kann, die aus einem 3D-Scanner erhalten oder von Online-Repositories heruntergeladen werden. Als nächstes wird das Modell in die Schnittsoftware importiert, die es in zahlreiche zweidimensionale Querschnittsschichten unterteilt, die als Blaupause für den Drucker dienen. Die Schnittsoftware wandelt diese Ebenen dann in eine Reihe von Anweisungen um-häufig im G-Code-, dass der 3D-Drucker verstehen kann. Wenn das Modell überhängende Teile enthält, kann die Software auch Stützstrukturen erzeugen, um einen ordnungsgemäßen Druck zu gewährleisten. Schließlich folgt der Drucker diese Anweisungen, die die Materialebene für Schicht ablegt und jede neue Ebene an die darunter liegende Bindung verbindet und das vollständige Objekt allmählich erstellt.
3D -Drucksysteme traten Ende der 1980er Jahre auf den Markt, als Chuck Hull Stereolithographie (SLA), die erste 3D -Drucktechnologie, erfand. Mit kontinuierlicher Forschung zu neuen Materialien und technologischen Fortschritten sind mehr 3D -Drucktechniken entstanden. Zu den gemeinsamen Typen gehören:
FDM (Modellierung der Ablagerung):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 (Stereolithographie): 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 (digitale Lichtverarbeitung):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 (selektives Lasersintern):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 (Direktmetalllasersintern): 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 (selektives Laserschmelzen):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.
Was ist CNC -Bearbeitung?
Während der 3D-Druck ein modernster additiver Herstellungsprozess ist, stellt die CNC-Bearbeitung (computer-numerische Steuerbearbeitung) eine herkömmliche, subtraktivere Herstellungstechnik dar. Die CNC-Bearbeitung von frühen NC (Numerical Control) -Systemen in den 1950er Jahren hat sich seitdem mit digitaler Automatisierung entwickelt, wodurch die Fertigung in der gesamten Branche in der gesamten Branche ermöglicht wird.
Um einen CNC -Teil zu erhalten, erstellen Sie zunächst ein digitales Modell mit CAD -Software. Dieses Modell wird dann durch CAM-Programmierung in maschinenlesbares G-Code umgewandelt, was die genauen Bewegungen, Geschwindigkeiten und Operationen angibt. Danach ist das Werkstück sicher auf der CNC -Maschine montiert, und die entsprechenden Schneidwerkzeuge werden ausgewählt und installiert. Die CNC-Maschine folgt dem G-Code: Beginnend mit einer rauen Bearbeitung, um überschüssiges Material zu entfernen und dann mit feiner Bearbeitung zu fahren, um die endgültigen Abmessungen und die Oberflächenfinish zu erreichen.
In der Fertigungsbranche gibt es mehrere gängige Arten von CNC -Bearbeitung:
CNC -Fräsen: 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.
CNC drehen sich: 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 (Elektrische Entladungsbearbeitung): 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.
Wann wählen Sie 3D -Druck gegen CNC -Bearbeitung
Beide Technologien bieten einzigartige Vorteile - die CNC -Bearbeitung liefert eine hohe Präzision und materielle Vielseitigkeit, während der 3D -Druck für die Erstellung komplexer Geometrien und schnelles Prototyping bevorzugt wird. Die Auswahl zwischen ihnen hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich materieller Anforderungen, Entwurfskomplexität, Produktionsgeschwindigkeit und Budgetbeachtung.
Schnelle Referenztabelle
Die folgende Quick -Check -Tabelle bietet einen kurzen Vergleich, um zu ermitteln, welcher Prozess Ihren Anforderungen am besten entspricht oder ob eine Kombination beider möglicherweise optimale Ergebnisse erzielt.
Faktoren
3D -Druck
CNC -Bearbeitung
Materialauswahl
▪ Limited but expending options ▪ Flexible materials and superalloy
▪Wide range , including metals, plastics, wood, and composites
Entwurfskomplexität
▪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
Präzision
▪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
Oberflächenbeschaffung
▪ 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)
Großer Teilgröße
▪ 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
Stärke
▪ 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
Aufstellen
▪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
Geschwindigkeit des Builds
▪ 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
Kosten
▪ 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
Als nächstes können wir feststellen, ob Sie CNC -Bearbeitung, 3D -Druck oder beides für Ihr Projekt auswählen sollten, indem Sie die folgende Reihe von Fragen stellen.
3D -Druck gegen CNC -Bearbeitung: Welches Material planen Sie zu verwenden?
3D -Druck und CNC -Bearbeitung arbeiten sowohl mit Metallen als auch mit Kunststoffen. Die CNC -Bearbeitung hat eine breitere materielle Anpassungsfähigkeit. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Teilen aus Metall verwendet, obwohl Kunststoff immer beliebter geworden ist. Sie können auch das CNC -Verfahren verwenden, um Teile aus Wäldern, Verbundwerkstoffen, sogar Schäumen und Wachs herzustellen.
Der 3D -Druck funktioniert hauptsächlich mit Thermoplastik, Harzen und einigen Metallpulvern. 3D-gedruckte Metallteile kommen jedoch nicht billig aus der Linie, obwohl sich dies ändert.
Es ist erwähnenswert, dass sehr weiche, flexible Materialien wie TPU und Silikon dazu neigen, unter Schneidkräften zu verformen, was eine präzise Bearbeitung schwierig macht. In ähnlicher Weise sind einige Superlegierungen aufgrund ihrer hohen Stärke, Arbeitenhärtung und Wärmefestigkeit eine Herausforderung. Für diese Materialien kann der 3D -Druck eine bessere Wahl sein.
3D -Druck gegen CNC -Bearbeitung: Was ist besser für komplexe Teile?
Obwohl 5-Achsen oder fortgeschrittenere Maschinen sehr komplexe Geometrien bewältigen können, kann es dennoch schwierig (oder sogar unmöglich) sein, versteckte Funktionen und Unterschnitte zu erstellen, da die Tools nicht auf alle Oberflächen des Teils zugreifen können. Die Geometrie des Schneidwerkzeugs selbst schränkt auch die Fähigkeit ein, perfekt quadratische Ecken zu maschinen. Darüber hinaus werden häufig benutzerdefinierte Vorrichtungen oder Jigs gefordert, was eine erhebliche Einschränkung darstellen kann.
3D -Drucker eliminieren diese Geometrieherausforderungen in der CNC -Bearbeitung. Sie können hochkomplexe Geometrien relativ leicht produzieren. Während Unterstützungsstrukturen für Prozesse wie SLM erforderlich sein können, verringert die zusätzliche Nachbearbeitung nicht die umfangreiche Designfreiheit und Komplexität, die 3D-Druck anbietet.
Bietet 3D -Druck- oder CNC -Bearbeitung eine bessere dimensionale Genauigkeit?
Der 3D -Druck ist im Allgemeinen weniger präzise als die CNC -Bearbeitung aufgrund von Faktoren wie materieller Schrumpfung und Auflösungsbeschränkungen des Druckprozesses. Beispielsweise erreichen präzise 3D -Drucktechnologien wie SLA unter Standardbedingungen typischerweise Toleranzen von etwa ± 0,1 mm. Im Gegensatz dazu können Präzisions -CNC -Maschinen Toleranzen von ± 0,025 mm (0,001 Zoll) oder noch besser halten.
Wenn es um Wiederholbarkeitsfähigkeit geht, bleibt der 3D-Druck-selbst hochpräzise Methoden wie SLA oder DLP-immer noch hinter der CNC-Bearbeitung. CNC -Maschinen bieten aufgrund ihrer starren mechanischen Einrichtungen, genauen Kontrollsysteme und der Einheitlichkeit des subtraktiven Prozesses eine überlegene Konsistenz. Im Gegensatz dazu ist der 3D -Druck anfälliger für Variabilität, die durch Materialschrumpfung, Schichtadhäsion und Umgebungsfaktoren verursacht wird.
Wie vergleicht sich die Oberflächenbearbeitung zwischen 3D -Druck und CNC -Bearbeitung?
3D -Drucker wie SLA können Teile mit feinen, glatten und strukturierten Schichten produzieren, aber die CNC -Bearbeitung mit den richtigen Werkzeugen können noch glattere Oberflächen erreichen.
Beide Methoden können durch eine Vielzahl von oberflächliche Optionen für die Oberfläche , um die funktionellen und kosmetischen Qualitäten der Teile zu verbessern, weiter verbessert werden. Zum Beispiel können CNC-bearbeitete Teile anodiziert sein , pulverbeschichtet, mit Perlenblasen und passiviert. In ähnlicher Weise umfassen die oberflächenveredligen Optionen für 3D-gedruckte Teile Plattierungen Perlenstrahlung, Polieren und Wärmebehandlung, um das Produkt zu stärken.
Wie viele Teile fertigen Sie und kosten ein Hauptanliegen?
Für Teile mit typischen Geometrien (solche, die mit CNC relativ leicht erreicht werden können), hängt die Wahl sowohl vom Material als auch von der Menge der Teile ab.
für Kunststoffteile:
Wenn Sie ein geringes Volumen an Teilen (1-10 Einheiten) erstellen, ist der 3D-Druck aufgrund der minimalen Einrichtungsanforderungen die beste Option.
Beim Umgang mit mittleren Bänden (10-100 Einheiten) ist der 3D-Druck immer noch eine gute Wahl, aber Sie möchten möglicherweise auch die Bearbeitung von CNC in Betracht ziehen.
Mit zunehmendem Volumen (100-1000 Einheiten) wird die CNC-Bearbeitung aufgrund von amortisierten Einrichtungskosten effizienter, und das Injektionsformwerk könnte auch für bestimmte Ausgaben eine Option sein.
Für sehr große Volumina (1000+ Einheiten) wird das Injektionsformtyp in der Regel zur besten Wahl für Kunststoffteile, anstatt 3D -Druck oder CNC zu verwenden.
Für Metallteile ist die Situation ganz anders:
Bei der Herstellung niedriger bis mittlerer Volumina (1-100 Einheiten) wird die CNC-Bearbeitung häufig bevorzugt, da Metall-3D-Druck sehr teuer sein kann.
Für höhere Volumina (100-1000 Einheiten) ist die CNC-Bearbeitung die häufigste Methode, aber das Investitionsguss könnte auch eine Option sein
Für große Volumina (1000+ Einheiten) ist Investitions- oder Sterbchen -Casting in der Regel die beste Wahl.
Chicagos Top -Tipps zur Auswahl zwischen 3D -Druck und CNC -Bearbeitung
Die Auswahl der richtigen Fertigungstechnologie für Ihre benutzerdefinierten Teile scheint eine unüberwindliche Herausforderung zu sein, muss es jedoch nicht sein. Wie wir unseren Kunden bei Chiggo immer erzählen, gibt es keine perfekte Fertigungsmethode, einheitlich. Die beste Wahl hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Um Ihre Entscheidung zu leiten, haben wir einige wesentliche Faustregeln zusammengestellt:
Wählen Sie CNC -Bearbeitung if you're producing parts in medium to high quantities with relatively simple geometries.
Wählen Sie CNC -Bearbeitung if precision and durability are key, especially for applications requiring long-term reliability, such as aerospace and medical components.
Wählen Sie 3D -Druck for lower quantities of parts or rapid prototypes, particularly if your designs have complex geometries.
When dealing with metal parts, CNC -Bearbeitungcan be price-competitive even for low quantities, but geometry limitations still apply.
Wenn Sie sich über die beste Fertigungsmethode für Ihren Teil immer noch nicht sicher sind, Kontaktieren Sie unsere Ingenieure und laden Sie Ihr Design hoch. Chiggo ist ein führender Anbieter von CNC-Bearbeitung und 3D-Druckdienste in China mit einem erfahrenen Team hier, um Ihnen zu helfen!
Thermoplastic gegen Thermoset: Was ist der Unterschied?27 März, 2025
