CNC-koneistus tai 3D-tulostus
CNC-koneistus tai 3D-tulostus – nykyaikaisten osien valmistustekniikoiden vertailu
Tästä artikkelista löydät selkeän yleiskatsauksen molempien valmistustekniikoiden perusominaisuuksista, joiden avulla voit valita sopivan osien valmistusmenetelmän. Yhteenvetona olemme käsitelleet useita keskeisiä näkökohtia, joiden avulla saat käsityksen kunkin tekniikan vahvuuksista ja heikkouksista.
Osien valmistuksen periaate
Perusero 3D-tulostuksen ja CNC-koneistuksen välillä on se, että 3D-tulostus on additiivinen valmistusmenetelmä, kun taas CNC-koneistus on subtraktiivinen. Tämä tarkoittaa, että CNC-koneistusprosessi alkaa materiaalilohkosta (jota kutsutaan aihioksi), ja leikkaamalla materiaalia pois syntyy suunniteltu osa. Toisaalta 3D-tulostuksessa osat luodaan rakentamalla ne kerros kerrokselta käyttäen materiaaleja, kuten hartseja, muoveja tai metallijauheita. Energialähde, kuten laser, sulattaa nämä materiaalikerrokset yhteen lopullisen osan luomiseksi.
Materiaalit
Käytettävissä olevien materiaalien osalta CNC-koneistus tarjoaa paljon enemmän valinnanvapautta. Metallit ja niiden seokset ovat tämän tekniikan ensisijainen raaka-aine, mutta myös muovit, puu, vaahdot tai jopa vahat voidaan käsitellä onnistuneesti. 3D-tulostuksessa käytetään yleisesti kestomuoveja, fotopolymeerejä ja hartseja. Tulostaminen muista materiaaleista, kuten metallista tai keramiikasta, on myös mahdollista, mutta nämä ovat vielä kapean alan sovelluksia.
Tarkkuudet
Vaikka 3D-tulostustekniikasta on monia muunnelmia, CNC-metallintyöstö ylittää kaikki nämä prosessit saavutettavissa olevien valmistustoleranssien osalta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että osa luodaan kerroksittain tulostuksen aikana, ja niiden väliset epätasaisuudet ovat väistämättömiä. Mitä pienempiä kerroksia on, sitä suurempi on tietysti myös tulostuksen resoluutio. CNC-koneistuksen jälkeen luodut peilimäiset pinnat ovat kuitenkin edelleen tämän tekniikan ulottumattomissa.
Kappaleen geometria
3D-tulostuksen ensisijainen etu on sen kyky valmistaa osia, joiden geometria on monimutkainen ja monimutkainen, erityisesti jos niissä on sisäisiä rakenteita. Myös ohutseinäiset osat on helpompi valmistaa tällä tekniikalla. Koska koneistuksessa tarvitaan materiaalinpoistotyökaluja, CNC-työstössä on useita rajoituksia, jotka liittyvät työkalujen geometriaan ja niiden pääsyyn työstettäville pinnoille.
Valmistusaika ja -kustannukset
3D-tulostuksen tapauksessa valmistuksen valmisteluprosessi on yksinkertainen ja nopea, ja aloituskustannukset ovat alhaisemmat kuin CNC-koneistuksessa. Tulostaminen voi kuitenkin olla aikaa vievää, erityisesti suurempien osien tai korkean resoluution tulostaminen. CNC-koneistuksessa taas tarvitaan työvoimavaltaisempaa ja pitkäkestoisempaa prosessin valmistelua. Itse osan valmistaminen voi kuitenkin usein kestää vain kymmeniä sekunteja. Yksikkökustannukset riippuvat tarvittavien osien määrästä ja siitä, kuinka nopeasti niitä tarvitaan. Suurempiin kappalemääriin (yli 100 kappaletta) kannattaa yleensä käyttää CNC-työstöä. Valitse yksittäistä prototyyppiä varten tämä tuotantomenetelmä, jos se on tulostettavissa – saat sen nopeammin ja halvemmalla.
Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että mitään täydellistä, yleispätevää tekniikkaa osien valmistukseen ei ole olemassa. Vaikka molemmat menetelmät ovat erittäin käyttökelpoisia ja niillä on etunsa, sopivimman menetelmän valinnan pitäisi riippua sellaisista tekijöistä kuin tarvittava materiaali, geometrinen monimutkaisuus, tuotantomäärä ja budjetti.
Valtaosa teollisten sovellusten osista on CNC-tekniikalla työstettyjä osia, koska valmistuksessa saavutetaan tarkkuutta ja täsmällisyyttä, korkea tuottavuus ja prosessin toistettavuus.
3D-tulostusta sen sijaan käytetään pääasiassa tapauksissa, joissa:
