Mecanizado CNC vs AM para prototipos de metal

Puede ser tentador pensar en el mecanizado CNC como un proceso de producción y la impresión 3D como un proceso de creación de prototipos. Después de todo, CNC es capaz de crear piezas de alta precisión a partir de metales de calidad industrial, mientras que la fabricación aditiva tiene bajos costos de puesta en marcha y está optimizada para piezas únicas en el lugar.

Pero la realidad es más complicada que eso. Sí, la impresión 3D de metal es una excelente herramienta de creación de prototipos, pero con el enfoque correcto, el mecanizado CNC también puede serlo. Por lo tanto, puede ser difícil elegir entre los dos.

Al comparar el mecanizado CNC con AM para prototipos de metal, existen numerosos factores a considerar:el costo del proceso, la disponibilidad de materiales, la escalabilidad, la producción de puentes y mucho más.

Este artículo analiza los beneficios respectivos del mecanizado CNC y la fabricación aditiva y considera situaciones en las que uno es mejor que el otro.

CNC vs AM:¿Premium vs económico?

A primera vista, el mecanizado CNC puede parecer una inversión mayor que la impresión 3D. Las impresoras 3D son comunes, incluso en oficinas pequeñas, mientras que las máquinas CNC son piezas costosas de equipos profesionales que se usan solo para proyectos serios. Las impresoras 3D de escritorio de gama baja pueden costar unos pocos cientos de dólares; todas las máquinas CNC cuestan mucho más.

Sin embargo, con los prototipos de metal, la distinción no es tan clara. Los sistemas de fabricación aditiva de metal no están disponibles en el rango de precios del consumidor, por lo que las impresoras 3D de metal y las máquinas CNC tienen un precio comparable.

Además, cuando se solicitan prototipos de una red de fabricación como RapidDirect, el costo de las piezas es lo único que importa. Usted, el cliente, no necesita preocuparse por las inversiones del taller mecánico.

Entonces, ¿hay una gran diferencia de precio entre los prototipos de metal mecanizados e impresos en 3D? En resumen:no. Los avances en el mecanizado CNC han hecho que el proceso sea más eficiente que nunca, lo que significa que los ingenieros pueden crear piezas mecanizadas rápidamente y en grandes volúmenes. Además, la FA de metal permanece en el extremo más caro del espectro de impresión 3D.

Por lo tanto, al decidir entre prototipos mecanizados por CNC e impresos en 3D, el presupuesto no debe ser su única consideración.

Ventajas del mecanizado CNC para prototipos metálicos

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación comprobado para todo tipo de piezas metálicas en una variedad de industrias. También se usa ampliamente tanto para la producción como para la creación de prototipos, y los talleres mecánicos de todo el mundo reciben con frecuencia pedidos de prototipos metálicos visuales, mecánicos y de etapa final.

Las ventajas del mecanizado CNC incluyen piezas fuertes, escalabilidad y tolerancias estrictas, lo que hace que el proceso sea preferible al aditivo en muchas situaciones.

Propiedades mecánicas

El mecanizado CNC y AM manipulan el metal de formas fundamentalmente diferentes. Mientras que procesos como la fusión selectiva por láser (SLM) construyen piezas capa por capa a partir de polvo derretido, el CNC corta el material de un trozo de metal extruido conocido como "pieza en blanco".

Si bien AM se puede usar para hacer prototipos bastante sólidos, las ventajas mecánicas de CNC son significativas. El blanco de metal extruido es físicamente consistente y no requiere adhesión entre capas. Es un bloque sólido y, por lo tanto, se puede utilizar para fabricar prototipos fuertes y resistentes con deformidades mínimas.

Escalabilidad

En cantidades muy, muy bajas, puede ser más rápido y asequible elegir el mecanizado AM en lugar del mecanizado CNC para prototipos metálicos. Esto se debe a que la impresión 3D tiene tiempos de configuración breves, a pesar de la relativa lentitud del proceso de impresión.

Sin embargo, para algo más que un puñado de unidades, el CNC se vuelve más económico y eficiente que la alternativa.

Esto tiene varias implicaciones. Incluso si un prototipo único es más barato de fabricar con la impresión 3D, el mecanizado CNC puede ser mucho más económico a largo plazo. Porque si es necesario ampliar el proyecto y se requieren más unidades, es más fácil y rápido aumentar el tamaño del pedido mediante el mecanizado CNC.

Un prototipo mecanizado es un atajo para la producción en masa; un prototipo impreso en 3D no lo es.

Tolerancias estrictas

En general, el mecanizado CNC es mucho más preciso que la impresión 3D, lo que significa que los prototipos de metal se pueden mecanizar con tolerancias mucho más estrictas utilizando una máquina CNC.

Las tolerancias CNC pueden ser tan bajas como ±0,025 mm, mientras que las impresoras 3D de metal de gama alta generalmente solo pueden ajustarse a ±0,200 mm.

Las piezas de metal también son altamente repetibles cuando se fabrican con una máquina CNC. Esto es más importante durante la producción, pero también puede ser ventajoso cuando se crean múltiples prototipos para pruebas mecánicas.

Ventajas de AM para prototipos metálicos

Para la mayoría de las situaciones de creación de prototipos, el mecanizado CNC produce mejores piezas de metal que se pueden escalar y producir puentes.

Sin embargo, la fabricación aditiva ofrece varias ventajas importantes.

Velocidad y precio para únicas

Para los prototipos que deben fabricarse en un período de tiempo increíblemente corto, es posible que simplemente no haya suficiente tiempo para el mecanizado CNC, lo que hace que la AM sea la solución obvia. Los tiempos de configuración son cortos, por lo que las piezas se pueden imprimir en 3D y entregar en cuestión de días.

Geometrías internas

Las tecnologías de impresión 3D pueden crear formas muy complejas con geometrías inusuales, incluso en el interior.

(Imagen de Autodesk)

Tales geometrías internas son imposibles de recrear con una máquina CNC ya que la herramienta de corte de una máquina no puede llegar al interior de una pieza sin penetrar en el exterior. Mientras tanto, la impresión 3D construye una pieza en capas transversales, por lo que prácticamente no hay limitaciones geométricas.

Cuándo elegir CNC y cuándo elegir AM

Cuando se crean prototipos de metal, generalmente es preferible utilizar el mecanizado CNC, ya que el proceso crea piezas repetibles y precisas con excelentes propiedades mecánicas. Sin embargo, elegir el proceso ideal depende de su situación y requisitos específicos.

Las situaciones en las que CNC puede ser preferible a AM incluyen:

• Cuando el prototipo de metal necesita ser particularmente resistente

• Cuando se requieren tolerancias estrictas

• Cuando se requieren muchas copias del prototipo

• Cuando exista la posibilidad de ampliar el proyecto en el futuro

• Cuando el prototipo requiera cantos redondeados o radios

Las situaciones en las que AM puede ser preferible a CNC incluyen:

• Cuando se necesitan uno o solo un puñado de prototipos y los criterios de la lista anterior no se aplican

• Cuando el prototipo requiere una geometría interna compleja

• Cuando hay un plazo muy ajustado

Si aún no está claro qué proceso de fabricación representa el mejor curso de acción para sus prototipos de metal, la solución más simple es ponerse en contacto con un experto de RapidDirect que pueda guiarlo a través del proceso.