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3D 打印與 CNC 加工：哪種更適合原型設(shè)計(jì)和最終用途零件？

3D 打印或 CNC 加工是否更適合您的定制零件應(yīng)用？了解 CNC 加工和 3D 打印之間的實(shí)際差異，以及如何選擇合適的技術(shù)來制造原型、最終用途零件以及介于兩者之間的所有產(chǎn)品

CNC加工是最常見的減法制造技術(shù)之一。它使用各種旋轉(zhuǎn)工具和刀具將固體原材料塊（稱為毛坯）轉(zhuǎn)化為幾乎完成的部件。

對于小型一次性作業(yè)和中到大批量生產(chǎn)，CNC加工是最流行的制造方法之一。它具有出色的可重復(fù)性、高精度和廣泛的材料、后處理選項(xiàng)和表面光潔度。

3D打印（3DP）屬于增材制造（AM）的保護(hù)傘，一次一層地構(gòu)建零件。3D打印和其他AM工藝不需要特殊的工具或夾具，因此與CNC加工相比，初始設(shè)置成本最低。

雖然這兩種技術(shù)在工作方式上有很大的不同，但它們的應(yīng)用方式的重疊比你想象的要多得多，特別是在原型和功能性最終用途部件（由塑料和金屬制成）方面。

在本文中，我們將介紹關(guān)鍵技術(shù)注意事項(xiàng)，以幫助您選擇適合您定制零件需求的技術(shù)。

3DP 與 CNC：您如何選擇合適的制造技術(shù)？

在為您的特定應(yīng)用選擇最佳制造技術(shù)時(shí)，需要考慮大量因素。幸運(yùn)的是，我們設(shè)計(jì)了一些簡單的指南來選擇3D打印或CNC加工（或在某些情況下兩者兼而有之）。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，所有可以通過減法工藝以有限的努力制造的零件通常都應(yīng)該通過CNC加工來制造。

CNC加工提供比3D打印更高的尺寸精度（這可能會隨著AM的進(jìn)一步創(chuàng)新而改變），并生產(chǎn)出在所有三個(gè)維度上具有更好機(jī)械性能的零件。然而，CNC加工通常帶有更高的價(jià)格標(biāo)簽，特別是對于較小體積的零件。

3D打印在這些情況下是最佳的（其中包括許多其他情況）：

• 當(dāng)傳統(tǒng)方法無法高效或經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)零件，甚至根本無法生產(chǎn)零件時(shí)。例如，當(dāng)您具有高度復(fù)雜的拓?fù)鋬?yōu)化幾何圖形時(shí)，就會發(fā)生這種情況。
• 當(dāng)快速周轉(zhuǎn)時(shí)間至關(guān)重要時(shí)。3D打印部件可以在24小時(shí)內(nèi)交付。
• 當(dāng)您預(yù)算有限時(shí)。對于小批量，3D打印通常比CNC加工便宜。
• 當(dāng)您需要少量相同部件（少于 10 個(gè)）時(shí)。
• 當(dāng)您的零件需要不易加工的材料時(shí)，例如金屬高溫合金或柔性TPU。

如果您需要生產(chǎn)更多數(shù)量的零件 - 數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)單獨(dú)的組件 - 那么3D打印或CNC加工都不是最可行的選擇。傳統(tǒng)的成型技術(shù)，如注塑成型，通常是大規(guī)模生產(chǎn)零件的最經(jīng)濟(jì)的方式。

您正在制造多少個(gè)零件？選擇3D打印或CNC加工
您計(jì)劃生產(chǎn)的零件數(shù)量將在您最終決定3D打印或CNC加工之間發(fā)揮重要作用。在下表中，我們按零件數(shù)量、材料和零件幾何形狀進(jìn)行細(xì)分。除了我們的主要建議外，我們還包括替代選項(xiàng)。

*這高度依賴于零件幾何形狀

3D打印或CNC加工是否提供更好的尺寸精度？

CNC加工提供嚴(yán)格的公差和出色的可重復(fù)性。從非常大到非常小的零件可以精確地進(jìn)行CNC加工。由于大多數(shù)切削刀具的形狀，內(nèi)角將始終具有半徑，但外表面可以具有鋒利的邊緣，并且可以加工得非常薄。
每個(gè)3D打印系統(tǒng)提供不同的尺寸精度。工業(yè)機(jī)器可以生產(chǎn)出公差非常好的零件。如果需要緊密的間隙，關(guān)鍵尺寸可以3D打印過大尺寸，然后在后處理期間進(jìn)行加工。
3D打印部件的最小壁厚受末端執(zhí)行器尺寸的限制（FDM中的噴嘴直徑或SLS中的激光光斑尺寸）。由于零件一次制造一層，因此圖層線可能可見，尤其是在曲面上。最大零件尺寸相對較小，因?yàn)?D打印通常需要非常嚴(yán)格的環(huán)境控制。

*根據(jù)規(guī)定的公差水平

比較材料：加工金屬與印刷塑料
3D打印和CNC加工都適用于金屬和塑料，盡管這兩種技術(shù)不能平等地操縱這些材料。
CNC加工主要用于從金屬中生產(chǎn)零件。由于它非常靈活，您還可以使用CNC工藝從熱塑性塑料，丙烯酸樹脂，軟木和硬木，建模泡沫和加工蠟中制造零件。
CNC加工的材料注意事項(xiàng)

• 出色的機(jī)械和熱性能，具有完全各向同性的行為
• 毛坯尺寸的尺寸限制（使用非標(biāo)準(zhǔn)毛坯尺寸會增加制造成本）

最常見的數(shù)控材料有哪些？

• 塑料：ABS、尼龍、聚碳酸酯、聚醚酮
• 金屬：鋁、不銹鋼、鈦、黃銅

3D打印主要用于使用熱塑性和熱固性塑料創(chuàng)建零件，盡管您可以使用某些技術(shù)打印金屬零件。一些3D打印機(jī)可以從陶瓷，蠟，沙子，復(fù)合材料和越來越多的生物材料中生產(chǎn)零件。
3D 打印的材料注意事項(xiàng)

• 材料種類繁多，物理性能各異
• 難以加工的材料（TPU和金屬高溫合金）可以3D打印
• 與CNC零件相比，機(jī)械性能可能較低，因?yàn)樗鼈兺ǔ２煌耆飨蛲?/li>

常見的3D打印材料有哪些？

• 塑料： 尼龍，PLA，ABS，ULTEM，ASA，TPU
• 五金： 鋁，不銹鋼，鈦，鉻鎳鐵合金