作為產品設計師或工程師,您在產品設(shè)計過程中經常會麵臨無數選擇。例如,在為原型(和生(shēng)產)零件選擇合適的(de)工程材料或製造方法(fǎ)時,您可能會處(chù)於十字路口。
CNC 加工和 3D 打印——當今流行的兩種製造方法——可以為您節省大量時間和金錢,同時仍能確保高質量的零件(jiàn)。但是這些方法並不是一刀切的。它們都具有(yǒu)許多不同的功能,因此非常適合(hé)不同的工程設計場景(jǐng)。
本文介紹了在為原型設計或生產項(xiàng)目選擇 CNC 加工還是 3D 打印之前您需要評估(gū)的一些關鍵領域。
在選擇 CNC 加工與 3D 打印之前必須評估的 5 個關鍵領域
要在 3D 打印與 CNC 加工之間做出正確選擇,您需要評估以下五個關鍵領域:
小(xiǎo)特征尺寸
幾何學
寬容
工程(chéng)材料
成本和交貨時間
#1 小特征尺寸(cùn)
小特征尺寸描述了您可以使用加工設備在工件上創建特征的小比例。由於 CNC 加工是一種減材製造技術,因此刀具直徑(jìng)決定了該特征(zhēng)尺(chǐ)寸。相(xiàng)比(bǐ)之下,噴嘴尺寸決定了您可以使用 3D 打印(yìn)機生成的小特征。
通常,如果您希望創建小特征尺寸介於 0.25 毫(háo)米和 0.8 毫(háo)米之間的零件,您應該選擇 3D 打印技術。 CNC 機器的(de)小特征(zhēng)尺寸介於 1 毫米和 3 毫米之間(jiān)——大約是 3D 打印技術尺寸的四(sì)倍。
#2 幾何
由於 CNC 刀具從頂部與工件接觸,因此您可能會在加工某些形狀時遇到困難(nán)。例(lì)如(rú),使用 CNC 機器創建隱藏(cáng)特征和(hé)底切尤其具有挑戰性。在這種情況下,您好依(yī)靠 3D 打印等增材製造(zào)工藝。
但是,如果您做好功課並意識到 CNC 加工適合您的設計,那麽一定要選擇正確(què)的 CNC 設備。 CNC 銑床非常適(shì)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(yuán)柱形狀。 (相關帖子:以下是您[敏感詞]應該了解的(de) 5 種 CNC 機床)
#3 寬容
現在您(nín)知道 3D 打印機幾乎可以(yǐ)創建任何設計,您可以繼續進行 3D 打(dǎ)印(yìn)原(yuán)型(xíng)和生產設計,對嗎?錯誤(wù)的!
在 3D 打印零件之前,您需要考慮的一個重要因素是公差。如(rú)果您對介於 ±0.1 毫米和 ±0.3 毫米之間的公差感到滿意,那麽您可以繼續 3D 打印您的設計。但如果您的設計需要更(gèng)嚴格的公差要求,例如 ±0.04 mm,那麽您必須(xū)使用 CNC 機床。
CNC 機器(qì)的公差介於 ±0.025 毫米和 ±0.125 毫(háo)米(mǐ)之(zhī)間,優於所有 3D 打印技術,包括 SLS、FDM 和 DMLS 金屬 3D 打印。
此時,您可能想知道是否有可能在滿足嚴格公差(chà)要求的同時,通過 CNC 加工具有隱藏(cáng)腔(qiāng)的極其複雜的幾何形(xíng)狀。是的,這(zhè)[敏感詞]有可能;您所要做的(de)就是使(shǐ)用(yòng)輔助切削工具代替標準的(de) CNC 切削(xuē)工具。
#4 工程材料
CNC 機器與 3D 打印機相(xiàng)比顯著的優勢之(zhī)一是它們與更廣(guǎng)泛的材料兼容。使用 CNC,您幾乎可以製造(zào)任何材料塊(kuài),包(bāo)括塑料、金屬和複(fù)合材料。
相比之下,3D 打印機僅與熱塑性(xìng)塑料(ABS、PLA、尼(ní)龍等)和少數金屬(如鋁和不鏽鋼)兼容。
不(bú)過,您需要知道一件事:因為 3D 打印機逐層構建零件,它會(huì)改變屬性(或零件在壓力下的響應方式)。因此,您必須確認 3D 打印過程(chéng)不會改變(biàn)您的設計按預期運行所(suǒ)需的(de)屬性。
#5 成本和交貨時間(jiān)
我們可以整天談論小特征尺寸、幾何形狀、公(gōng)差以及大量其他(tā)需要(yào)考慮的事(shì)情。盡管如此,這些對(duì)企業的重(chóng)要性都不如製造成本和交貨時間。快速且具有成本(běn)效益的製造技術是每個產品設計師的夢想。
CNC 加工通常比 3D 打印更便宜、更快捷,尤其是當您想要創建(jiàn) 100 多個相同零件時。這主要是因為(wéi) CNC 加工消除了 3D 打印零件所需(xū)的後處理操作(例如(rú)移除支撐結(jié)構和表(biǎo)麵精加(jiā)工操作(zuò))。