CNC-bewerking is al jaren de gouden standaard voor precisiefabricage. Dit proces omvat het gebruik van computersoftware om gereedschappen en machines te verplaatsen om onderdelen te maken. Er is echter een nieuwe concurrent in beeld: metaal 3D-printen.
Met de opkomst van Industrie 4.0 openen meer ontwikkelaars hun deuren voor de productie van 3D-printen. De metaaladditieventechniek blijft de maakindustrie transformeren. Talloze toepassingen van deze techniek komen op de voorgrond van de productie.
De veel voorkomende vraag in de industrie van vandaag draait om de keuze tussen CNC-bewerking en 3D-printen. Hoewel 3D-printen een effectief proces blijkt te zijn, zal het de CNC-bewerking vervangen? Om deze vraag te beantwoorden, moeten we eerst enkele factoren overwegen die van invloed zijn op selectiebeslissingen.
De CNC-freesservice is sinds de evolutie het hoofdbestanddeel van de productie geweest, terwijl 3D-printen misschien een beetje nieuw lijkt. Bij 3D-printen worden objecten echter één voor één later gebouwd, waardoor onderdelen zo efficiënt mogelijk kunnen worden gemaakt. Een van de grootste voordelen die dit systeem biedt ten opzichte van traditionele methoden, is de snelheid van productie.
Dit betekent niet dat fabrikanten de CNC-bewerking verlaten. Beide productiebenaderingen bieden voordelen die ze geschikt maken voor verschillende doeleinden. Hier zijn enkele van de factoren die helpen bij het vergelijken van deze processen en hun effectiviteit:
Precisie
Wanneer u de oppervlaktekwaliteit van CNC-gefreesde onderdelen vergelijkt met 3D-prints, merkt u het verschil in kwaliteit. CNC-geproduceerde onderdelen kunnen zo snel als nodig van de productie naar de markt gaan. 3D-prints vereisen echter vaak verschillende stappen om productietaken uit te voeren. Dit beschouwt het 3D-printproces als een minder effectief proces dan CNC-frezen.
3D-printers hebben niet de precisie die nodig is voor missiekritieke toepassingen. Zelfs wanneer ingenieurs selectieve lasersmelttechnologie gebruiken om onderdelen in metaal in 3D te printen, kan de precisie ervan niet tippen aan die van CNC-machines. Met 5-assig CNC-frezen kan bijvoorbeeld een mechanische precisie van 1 micrometer op elk van de assen worden bereikt. Dit precisieniveau is niet mogelijk met de momenteel beschikbare 3D-printers.
Snelheid
Het CNC-freesproces begint met de bewerking van een blok materiaal om aan de ontwerpspecificaties te voldoen. Dit proces kan nauwkeurigheid inruilen voor snelheid zolang snelheid een cruciale factor wordt. Dit geeft operators betere controle over de productietijd. Het gebruik van additieve fabricage van metalen kost meer tijd dan subtractieve processen.
Het conventionele 3D-printproces omvat het langzaam creëren van lagen om geleidelijk het gewenste product te bereiken. De 3D-printer bepaalt zelf de snelheid van het proces. In sommige gevallen gebruiken fabrikanten snellere printers wanneer snelheid een factor wordt. Toch zullen 3D-printers het moeilijk vinden om CNC-machines bij te houden.
Er zijn verschillende 3D-printers beschikbaar, waardoor ze moeilijk te vergelijken zijn met CNC-freesmachines. Bovendien vereist 3D-printoutput postproductieprocessen, waardoor de productietijd van componenten toeneemt. Over het algemeen biedt CNC-bewerking snelheidsvoordelen ten opzichte van 3D-printen.
kosten
Vergelijkingen tussen de kosten van 3D-printen en CNC-frezen worden vaak in algemene termen gegeven. De definitie van eenheden varieert over het algemeen tussen materialen, klanten en banen. Prijsoverwegingen zijn een van de belangrijkste factoren bij de keuze tussen het gebruik van een CNC-router of een 3D-printer.
Als het gaat om het gebruik van CNC-machines om onderdelen te maken, worden kleine hoeveelheden over het algemeen geassocieerd met hogere eenheidskosten. Grote series zijn echter vaak goedkoper, waardoor CNC ideaal is voor massaproductie. De eenheidskosten van de producten kunnen hier stijgen, afhankelijk van de nauwkeurigheid en complexiteit van het resultaat. De hogere kosten kunnen te wijten zijn aan de grotere gereedschapsbanen die nodig zijn en de hoeveelheid tijd die nodig is om de klus te klaren.
Aan de andere kant zorgt 3D-printen voor metaal ervoor dat elke output-eenheid hetzelfde kost. De prijs per productie-eenheid blijft constant, ongeacht de partijgrootte. Het hebben van dezelfde kosten per eenheid in producties van kleine volumes is een voordeel. De uniforme kosten per eenheid voor grootschalige productie kunnen echter een probleem worden.
productiegrootte:
3D-printers gebruiken additieve en gelaagde processen, waardoor ze ongeschikt zijn voor productie van grote volumes. De huidige 3D-technologieën kunnen alleen worden geschaald van het produceren van kleine aangepaste onderdelen tot middelgrote objecten.
Aan de andere kant zijn CNC-routers in staat om te schalen tussen het creëren van kleine en grote outputs. De schaal van de gemaakte onderdelen hangt vaak af van de mogelijkheden van de machine. Vaak hangt de schaal ook af van de grondstoffen die bij de productie zijn betrokken.
Hoewel 3D-printers proberen te evolueren om grotere producten te maken, hebben ze momenteel niet de capaciteit voor uitgebreide productie zoals CNC-machines. Bovendien beperkt de tijd die nodig is voor 3D-printen de haalbaarheid en schaalbaarheid van de technologie. Door de flexibiliteit kunt u echter snel schakelen tussen verschillende taken.
3D-printen, een aanvulling op CNC-bewerking
Bedrijven die metaal 3D-printen gebruiken, hebben een visie om de kosten per onderdeel te verlagen om additief vervaardigde componenten te laten evolueren naar producties met een hoog volume. Dit zal deze methode in de richting van de high-end productie-onderdelenindustrie brengen.
Nieuwe technologieën gaan voortdurend in deze richting. Additieve productie van metaal neemt nu een goede ruimte in tussen prototyping en volledige productie. Ook zien we nu gevallen waarin 3D-printen complexe geometrieën creëert. Daarom biedt het in dergelijke gevallen snellere en kosteneffectievere oplossingen.
Ondanks het veelbelovende karakter van deze metaaladditieventechnologieën, zullen ze CNC-bewerking niet volledig vervangen. Dat zullen ze in ieder geval niet snel doen. In plaats daarvan zal 3D-printen in zijn eigen omvangrijke niche blijven binnen het brede scala aan metaalfabricageprocessen. Tegelijkertijd zal CNC-frezen ook zijn plaats behouden voor een breed scala aan toepassingen. Dit geldt met name voor onderdelen die extreem krappe toleranties vereisen.
Ook moeten 3D-geprinte onderdelen vaak na de productie worden afgewerkt. Deze omvatten vaak schoonmaken, wassen, polijsten en diverse andere. Aan de andere kant zal slechts een kleine hoeveelheid CNC-bewerking bijna netvormige onderdelen opleveren voor nauwe toleranties. Daarom zullen metalen additieve onderdelen en CNC-freesonderdelen jarenlang naast elkaar blijven bestaan. Deze technologieën zullen elkaar aanvullen voor verschillende Industry 4.0-fabrikanten.
Heb je hier enig idee van? Laat het ons hieronder weten in de comments of neem de discussie mee naar onze Twitter of Facebook.
