Mecanizado CNC VS Impresión 3D, ¿Cuál es la diferencia?

Cuando desee crear piezas nuevas o proyectos de producción de lotes pequeños, puede utilizar dos métodos de fabricación:mecanizado CNC e impresión 3D. Ambas opciones son esenciales para los procesos de fabricación modernos. Cada opción tiene una lista de ventajas sobre los métodos de fabricación tradicionales. Ambos son procesos de fabricación computarizados, mientras que el mecanizado CNC y la impresión 3D están en proceso. La capacidad de producción y los resultados del producto final son bastante diferentes.

Aunque estos dos procesos a veces producen resultados similares en aplicaciones específicas, la forma en que obtienen estos resultados es bastante diferente. Cada proceso se ha desarrollado para satisfacer diferentes necesidades, por lo que es importante saber qué método se adapta mejor a sus necesidades. A continuación, presentamos las ventajas de cada producto para ayudarlo a buscar su próximo pedido de producción.

Mecanizado CNC:

El mecanizado CNC es una tecnología de fabricación sustractiva común. El proceso generalmente comienza con un bloque de material sólido, y luego se utilizan varias herramientas o cortadores giratorios afilados para eliminar el material y lograr la forma final deseada. Se puede utilizar para la producción de lotes pequeños únicos y la producción de lotes medianos.

(¿Qué es el mecanizado CNC?)

Cómo funciona

Primero, los ingenieros usan CAD o software asistido por computadora para hacer modelos 2D o 3D. Luego, se utiliza un programa de fabricación asistida por computadora (CAM) para convertir el archivo CAD en instrucciones. Una vez que se crea la instrucción, el programa de posprocesamiento la convierte en un comando específico y luego la transmite a la máquina herramienta CNC para su ejecución, cortando los componentes necesarios del material a granel. Tiene una excelente repetibilidad, alta precisión y una amplia gama de materiales y acabados superficiales.

Impresión 3D

El proceso de fabricación aditiva (AM) o impresión 3D crea piezas agregando material una capa a la vez. El proceso AM no requiere herramientas o accesorios especiales, por lo que el costo de instalación inicial puede minimizarse.

La impresión 3D tiene grandes usos en el campo médico, en el que se pueden crear órganos, prótesis e implantes. La industria alimentaria también utiliza esta tecnología para producir alimentos extruyéndolos capa por capa. Los artistas a menudo lo usan para hacer arte, mientras que los diseñadores de moda lo usan para hacer ropa y joyas.

Cómo funciona

Primero, los ingenieros usan CAD para hacer un modelo 3D. Los errores en el modelo terminado del análisis suelen incluir agujeros y caras que se cruzan.

Luego, un programa llamado rebanador convierte la impresora 3D en una serie de finas capas 2D para preparar el modelo para la impresora 3D, generando así archivos de código G. Este archivo contiene un conjunto de instrucciones que debe ejecutar la impresora.

Luego, una impresora 3D lee el archivo de código G y coloca una capa de material a la vez para hacer un objeto tridimensional. Según el tamaño y la complejidad del modelo y el método utilizado, el proceso de impresión puede durar desde horas hasta días. A veces, es posible que sea necesario limpiar, pulir o sellar los componentes antes de poder utilizarlos.

Diferencias entre el mecanizado CNC y la impresión 3D

El mecanizado CNC y la impresión 3D tienen algunas cosas básicas en común:por ejemplo, todos se basan en modelos 3D y hacer productos 3D de acuerdo con las instrucciones en la computadora. Son compatibles con los tipos de archivos STL y OBJ. Además de estas similitudes básicas, el mecanizado CNC y la impresión 3D también pueden cumplir diferentes requisitos y brindar diferentes beneficios. Pero aún tienen muchas diferencias.

M material

CNC se utiliza principalmente para el procesamiento de metales. También se puede utilizar para procesar termoplásticos, acrílico, madera blanda y madera dura, espuma de modelado y cera de procesamiento. Las piezas de precisión CNC se utilizan principalmente en motores, aviones, maquinaria de producción y otros entornos de alta resistencia.

La impresión 3D se usa principalmente para plásticos, mientras que el uso de metal es relativamente pequeño. Algunas técnicas pueden producir piezas de cerámica, cera, arena y materiales compuestos. Los materiales que son difíciles de procesar (como TPU y superaleaciones metálicas) se pueden imprimir en 3D. En comparación con las piezas CNC, pueden tener propiedades mecánicas más pequeñas.

La mayoría de las impresoras 3D utilizan procesos de fabricación aditiva para fabricar productos a partir de plásticos especiales, resinas, metales y otros materiales. Debido a los materiales exclusivos que se utilizan en el proceso de impresión, las piezas 3D no suelen tener la resistencia necesaria para su uso en entornos hostiles, como aviones, vehículos y maquinaria de producción.

E orina

Otra gran diferencia entre CNC y fabricación aditiva es la velocidad. Cuando se producen productos en masa, el procesamiento CNC es más rápido porque involucra la línea de ensamblaje de la máquina que produce cada pieza. Una impresora 3D hace todo el producto de principio a fin, por lo que no es apta para la producción en masa. El proceso aditivo de impresión 3D desde cero lleva más tiempo que el proceso sustractivo de eliminación de material de bloques de material existentes.

Precisión

El mecanizado CNC tiene tolerancias estrictas y una excelente repetibilidad. Las piezas, desde grandes hasta pequeñas, se pueden mecanizar con CNC con precisión. Los diferentes sistemas de impresión 3D proporcionan una precisión dimensional diferente. La maquinaria industrial puede producir piezas con muy buenas tolerancias. Si se necesitan espacios reducidos, las dimensiones clave de la impresión 3D pueden sobredimensionarse y luego procesarse en el posprocesamiento. Los materiales procesados ​​en trenes de laminación CNC (como el aluminio) son más precisos que el FDM que se usa en muchas impresoras 3D, y el FDM tiende a deformarse cuando se expone a un calor excesivo.

Complejidad de las piezas

Al diseñar piezas mecanizadas por CNC, se deben considerar muchas restricciones. Las máquinas herramienta CNC no pueden usar ciertas geometrías (incluso con sistemas CNC de 5 ejes) porque la herramienta no puede acceder a todas las superficies de la pieza. La mayoría de las formas geométricas requieren piezas giratorias para acceder a diferentes lados. El reposicionamiento aumentará el tiempo de procesamiento y mano de obra, y puede requerir accesorios y accesorios personalizados, lo que afectará el precio final.

En comparación con CNC, la impresión 3D casi no tiene restricciones geométricas. La mayoría de las tecnologías (como FDM o SLM/DMLS) requieren estructuras de soporte y se eliminan durante el posprocesamiento.

Dado que no se requiere soporte, las formas geométricas orgánicas orgánicas de forma libre se pueden fabricar fácilmente a través de un proceso de fusión de lecho de polvo basado en polímeros. La capacidad de producir formas geométricas muy complejas es una de las principales ventajas de la impresión 3D. También abre la puerta a la fusión de piezas, en la que se pueden combinar varios componentes en un diseño de pieza para reducir la cantidad de moldes.

M gusto

Una de las principales diferencias entre la fabricación aditiva y la fabricación sustractiva es la cantidad de residuos que generan. Dado que el procesamiento CNC eliminará materiales, eventualmente producirá una gran cantidad de desechos no reciclables. La limpieza es un poco desordenada. Sin embargo, hay menos desperdicio en la impresión 3D porque la tecnología solo requiere los materiales necesarios para construir la pieza de trabajo. La impresora 3D utiliza solo la cantidad exacta de material necesaria para fabricar la pieza, por lo que no es necesario limpiarla después. Las impresoras 3D también producen menos ruido porque no vibran durante la producción.

Campo de solicitud

Cuando la fabricación requiere piezas de trabajo muy fuertes, precisas y/o resistentes al calor, el fresado CNC es una mejor solución. La impresión 3D tiene áreas de aplicación más peculiares:se puede usar para bioimpresión, impresión de alimentos, fines de construcción y se puede usar en el espacio.

C ost

Cuando se utiliza una máquina CNC para fabricar una pieza, una pequeña cantidad suele generar un costo unitario más alto, pero la producción en masa se vuelve cada vez más económica. Esto hace que CNC sea una opción ideal para la producción en masa.

Cuando se utiliza la impresión 3D, el costo de salida por unidad es el mismo independientemente del tamaño del lote. Cuando se produce una pequeña cantidad de artículos, el costo equivalente por unidad producida es una ventaja, pero cuando se produce en masa, la consistencia del producto puede convertirse en un problema.

Usando máquinas CNC, el costo unitario del producto aumentará de acuerdo con la complejidad y precisión de la salida. El mayor costo de la salida CNC compleja generalmente se debe a la mayor cantidad de trayectorias de herramientas requeridas, la menor cantidad de herramientas utilizadas y la cantidad de tiempo requerido para completar estas tareas. Independientemente de la complejidad de la unidad producida, el costo de un trabajo de impresión 3D es el mismo.

C inclusión

Hasta cierto punto, la tecnología CNC y la impresión 3D se superponen en función, pero sus respectivas ventajas las hacen adecuadas para aplicaciones especiales. Es como un lápiz y un bolígrafo. Para algunos trabajos, necesita un lápiz, pero para otros trabajos, un bolígrafo es una mejor herramienta. El mecanizado CNC generalmente es más adecuado para proyectos que requieren productos precisos y de alta precisión hechos de materiales fácilmente disponibles. Las características de las impresoras 3D las hacen muy adecuadas para la creación de prototipos, bases visuales y productos diseñados a medida.

En resumen, hay mucho espacio para impresoras 3D y máquinas CNC en el mundo.