Mecanizado CNC de polímeros frente a impresión 3D:lista de verificación para elegir la adecuada

Hay polímeros como ABS, PA (nylon) o PC que se pueden mecanizar con CNC e imprimir en 3D, por lo que es una pregunta común cuándo usar el mecanizado CNC de polímeros y cuándo usar la impresión en 3D. Este artículo lo guiará a través de las principales diferencias entre el mecanizado y la impresión de polímeros y sugiere varias preguntas que debe hacerse para elegir la opción correcta.

Dos enfoques:fabricación sustractiva y aditiva

Si bien los resultados finales pueden ser similares, el mecanizado CNC y la impresión 3D funcionan de manera opuesta.

Mecanizado CNC (proceso sustractivo)

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo que comienza con un bloque sólido de material plástico, cortado o moldeado en el producto deseado mediante la eliminación del exceso de material utilizando una variedad de cortadores o herramientas giratorias afiladas.                             

impresión 3D (proceso aditivo)

La impresión 3D es fabricación aditiva, lo que significa que el material inicial se construye capa por capa, en lugar de eliminarlo como en la fabricación sustractiva. La impresión 3D crea objetos tridimensionales a partir de la lectura de un diseño de computadora virtual y lo reproduce en una parte real y tangible mediante el uso de filamentos o polvos de material.

Lista de comprobacion para elegir entre mecanizado CNC e impresion 3D

Cuando se trata de la selección de mecanizado CNC o impresión 3D para producir piezas de polímero, le recomendamos que responda algunas preguntas básicas.

¿Qué tan fuerte debería ser mi pieza?

Las piezas mecanizadas por CNC son isotrópicas y, por lo general, exhiben mejores propiedades mecánicas y térmicas en comparación con las piezas impresas en 3D que son anisotrópicas, ya que se construyen capa por capa y pueden surgir debilidades estructurales entre esas capas.

Conclusión :Sería mejor optar por el mecanizado CNC si la resistencia de su pieza es una prioridad (por ejemplo, piezas funcionales de una máquina). Si las fortalezas pueden verse comprometidas por la estética u otras cualidades, la impresión 3D es la opción de acceso (por ejemplo, prototipos).

¿Qué tan rápido necesito la pieza?

Teniendo en cuenta que la pieza anterior debe fabricarse con ABS, el tiempo de respuesta para la impresión 3D con tecnología FDM es de aproximadamente 3-5 días hábiles en promedio en Xometry, mientras que, para el mecanizado CNC, el tiempo de respuesta comenzaría a partir de los 10 días.

Conclusión: Vaya con la impresión 3D si la pieza se necesita rápidamente.

¿Cuántas piezas necesito?

El número de piezas requeridas es un factor clave para decidir el proceso. Para cantidades más grandes, es probable que el CNC sea más económico en comparación con las piezas impresas a granel. Para volúmenes bajos (por debajo de 10), la impresión 3D es más adecuada y económica. Para procesos de impresión 3D simples como FDM o SLS utilizados con plásticos asequibles como ABS, PC, nailon, piezas individuales o pequeñas cantidades (idénticas y no idénticas), la impresión 3D es, sin duda, la opción a seguir. MJF también es otra opción viable para cantidades medianas y es muy común.

Comprobemos los precios utilizando el motor de cotización instantánea de Xometry con este modelo de referencia.

Teniendo en cuenta la parte de referencia anterior, el análisis de costo por cantidad para 3 tecnologías, mecanizado CNC (ABS), FDM (ABS) y MJF (PA12 Grey) es el siguiente. Demuestra cuán dramáticamente baja el precio por pieza para el mecanizado CNC de ABS, permanece igual para FDM y baja ligeramente para MJF. Con lotes grandes (por ejemplo, más de 500), el precio del mecanizado CNC de ABS será más bajo que cualquier impresión 3D, especialmente con las piezas en las que hay más material que eliminar que imprimir.

Conclusión :Vaya con la impresión 3D para series pequeñas y vaya con el mecanizado CNC para series medianas y grandes, ya que el costo se reduce con la cantidad y se vuelve mucho más bajo. Considere la impresión 3D MJF para series medianas ya que la tecnología permite imprimir varias piezas simultáneamente, lo que reduce el precio por unidad.

¿Se puede mecanizar mi diseño mediante sustractivo?

Las geometrías orgánicas de forma libre de plástico se pueden fabricar fácilmente con procesos de fusión de lecho de polvo a base de polímeros, como SLS o MJF, ya que no requieren soporte. Aunque FDM o SLA utilizan estructuras de soporte, se pueden eliminar más tarde durante el procesamiento posterior. La capacidad de producir geometrías altamente complejas es una de las fortalezas clave de la impresión 3D. En el mecanizado CNC, algunas geometrías complejas (por ejemplo, diseños de estructuras de celosía) son imposibles ya que la herramienta no puede acceder a todas las superficies de los componentes.

Conclusión :opte por la impresión 3D si su diseño tiene características que no se pueden producir con mecanizado CNC

¿Qué tamaños y tolerancias se necesitan?

En última instancia, el mecanizado CNC proporciona mejores propiedades de rendimiento y una mayor precisión dimensional que la impresión 3D. Si su producto requiere un diseño único con tolerancias estrictas, es posible que la impresión 3D no sea la mejor opción para componentes mecánicamente críticos.

En comparación, el mecanizado CNC claramente está muy por delante de la impresión 3D en términos de propiedades mecánicas que imparte al material. Teniendo en cuenta el requisito de componentes de precisión en campos como la medicina y la industria aeroespacial, CNC es la mejor opción, ya que casi no ofrece margen de error.

El mecanizado CNC también puede fabricar piezas más grandes que las tecnologías de impresión 3D comunes como FDM, SLS o MJF.

Conclusión: Opte por el mecanizado CNC si necesita tolerancias estrechas, dimensiones y componentes de gran tamaño

¿Qué material necesito?

Hay polímeros que se pueden mecanizar e imprimir (por ejemplo, ABS, PA, PC), pero la impresión 3D tiene una selección mucho mayor de polímeros con propiedades avanzadas. Por ejemplo, existen resinas especiales como las resinas CLIP utilizadas en Carbon DLS y plásticos flexibles (TPU) que ofrecen un alto rendimiento y flexibilidad, el mecanizado CNC no es en absoluto una opción.

Conclusión :Si necesita plásticos rígidos como ABS, PC o PA, puede utilizar tanto el mecanizado CNC como la impresión 3D, mientras que, para los plásticos flexibles y similares a la resina, la impresión 3D es la única opción.

Comprobación rápida

No existe una solución clara, ya que ambas tecnologías son muy competentes y útiles, la más adecuada dependerá del material, la complejidad geométrica, el volumen de fabricación y el presupuesto, como se mencionó anteriormente. Aquí está la información resumida para una revisión rápida

Para averiguar cuál es mejor para su trabajo en particular y comparar los precios, consulte el motor de cotización instantánea de Xometry.