作為產品設計師或工程師,您在產品設計過程中經常(cháng)會麵臨無數選擇。例如,在為原型(和生(shēng)產)零件選擇合適的工程材料或製造方法時,您可能會處於十字路口。
CNC 加工和 3D 打印——當今流行的兩種製造(zào)方(fāng)法——可(kě)以(yǐ)為您節省大量時間和金錢,同時仍能確保(bǎo)高質量的零件。但是這些方法並不(bú)是一(yī)刀切的。它們都具(jù)有許多不同的功能,因此非常適合不同的工程設計場(chǎng)景(jǐng)。
本文介紹了在為(wéi)原型(xíng)設計或生產(chǎn)項目選擇 CNC 加工(gōng)還是 3D 打印之前您需(xū)要評估的一些(xiē)關鍵領域。
在選擇 CNC 加工與 3D 打印之(zhī)前(qián)必須評估的 5 個關鍵領域
要在 3D 打印與 CNC 加工之間做出正確選擇,您需要評(píng)估以下五個關鍵領域:
小特征尺寸
幾何學
寬容
工(gōng)程材(cái)料
成本和交貨時間
#1 小(xiǎo)特征尺寸
小特征(zhēng)尺寸(cùn)描述了您可以使用加工設備在工件上(shàng)創建(jiàn)特征的小比(bǐ)例。由於 CNC 加工是一種減材製造(zào)技術,因(yīn)此刀具直(zhí)徑決定了該特征尺(chǐ)寸。相比之下,噴嘴(zuǐ)尺(chǐ)寸決定了您可以(yǐ)使用 3D 打印機生成的小特征。
通常,如果(guǒ)您希望創建小特征尺寸介於 0.25 毫米和 0.8 毫米之間的零件(jiàn),您應該選擇 3D 打印技術。 CNC 機器的小特征尺寸介於 1 毫(háo)米和 3 毫米之間——大約是 3D 打印技術尺寸的四倍。
#2 幾何
由於 CNC 刀具從頂部與工件接觸,因此(cǐ)您可能(néng)會在(zài)加工某些形(xíng)狀時遇到(dào)困難。例如,使用 CNC 機器創建隱藏特征和底切尤其具有(yǒu)挑戰性。在這種情況下,您好依靠 3D 打印等增材製造工(gōng)藝。
但是,如果您做好(hǎo)功課並意識到 CNC 加工適合您的設計,那麽一(yī)定要選擇正確的 CNC 設備。 CNC 銑(xǐ)床非(fēi)常適合在規則形狀的工件上創建型腔和斜切,而 CNC 車床更適合加工複雜的圓柱形狀。 (相關帖子:以下是您[敏感(gǎn)詞]應該了解的 5 種 CNC 機床)
#3 寬容
現在您知道 3D 打印機幾乎可以創建任何(hé)設計,您可以繼續進行 3D 打印原型(xíng)和生產設計,對嗎?錯誤的!
在(zài) 3D 打印零(líng)件之前,您需要(yào)考慮的一個重要(yào)因素是公差。如果您(nín)對介於 ±0.1 毫米和 ±0.3 毫米之間的公差感(gǎn)到滿意,那(nà)麽您可以繼續 3D 打印您的設計。但如果您的(de)設計需要更嚴格的公差(chà)要(yào)求,例如 ±0.04 mm,那麽您必須使用 CNC 機床。
CNC 機器的公差介於(yú) ±0.025 毫米和 ±0.125 毫米之間,優於所有 3D 打印技術,包括 SLS、FDM 和 DMLS 金屬 3D 打印。
此時,您可(kě)能想知道是否有可能在滿足嚴格公差要求的同時,通(tōng)過 CNC 加工(gōng)具有隱藏腔(qiāng)的極其複雜的幾何(hé)形狀。是的,這[敏感詞]有可能;您所要做的就是使(shǐ)用輔助切削工具代替標準(zhǔn)的 CNC 切(qiē)削工具(jù)。
#4 工程材料
CNC 機(jī)器與 3D 打印機相比顯著的優勢之一是它(tā)們與更廣泛的(de)材料兼容。使用 CNC,您幾乎可以製造任何材(cái)料塊(kuài),包括塑料、金屬和複合材料。
相(xiàng)比之下,3D 打印機僅與熱塑性塑料(ABS、PLA、尼龍等)和少數金屬(如鋁和不鏽鋼)兼(jiān)容。
不(bú)過,您需要知道(dào)一(yī)件事:因為 3D 打印機逐層構建零件,它會改變屬性(或零件在壓力下的響應方式)。因此(cǐ),您必須確認 3D 打印過程不(bú)會(huì)改變您的設計按預期運行所需的(de)屬性。
#5 成(chéng)本和交貨時間
我們可以整天談(tán)論小特征尺寸、幾何形狀、公(gōng)差以(yǐ)及(jí)大(dà)量其他需要考慮的事情。盡管如此,這些對企業的重要性都不如(rú)製造成本和交貨時間。快速且具有成本效益的製造技術是每個產品設(shè)計師的(de)夢(mèng)想。
CNC 加工通常(cháng)比 3D 打印更便宜、更快捷(jié),尤其是當您想要創建(jiàn) 100 多個相同零件時。這(zhè)主要是因為 CNC 加工消除了 3D 打印零件所需的後處理(lǐ)操(cāo)作(例如移除支撐結構和表麵精加工操作)。