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武漢易成三維科技有限公司
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在3D打印和CNC加工之間進(jìn)行選擇時(shí),零件復(fù)雜性是要考慮的主要因素。這兩種技術(shù)都有其設(shè)計(jì)局限性,盡管CNC機(jī)床可以生產(chǎn)更少的幾何形狀。
CNC加工涉及幾個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)限制,包括刀具檢修和間隙,保持或安裝點(diǎn),以及由于刀具幾何形狀而無法加工方角。某些幾何形狀甚至無法使用CNC制造,因?yàn)榈毒邿o法進(jìn)入零件的所有表面。這也適用于5軸系統(tǒng)。
大多數(shù)幾何形狀要求操作員旋轉(zhuǎn)零件,以便工具可以訪問不同的側(cè)面和角度。重新定位增加了加工和勞動時(shí)間,在某些情況下,需要夾具和夾具。所有這些因素都會提高零件的最終價(jià)格。
與CNC相比,3D打印可以生產(chǎn)具有很少幾何限制的零件。FDM等流程可能需要支撐結(jié)構(gòu),但一點(diǎn)點(diǎn)額外的后處理并不會減少3D打印的巨大設(shè)計(jì)自由度和復(fù)雜性能力。
此外,基于聚合物的粉末床融合工藝(如 SLS 和 MJF)可以生產(chǎn)自由形式的有機(jī)幾何形狀,而無需支撐結(jié)構(gòu)。相對容易地生產(chǎn)高度復(fù)雜的幾何形狀的能力是3D打印的主要優(yōu)勢之一。
了解本文中討論的兩種制造流程類型的工作流程非常重要。讓我們分解一下3D打印和CNC加工的工作流程。
CNC制造往往是一個(gè)勞動密集型過程。使用CNC,機(jī)床操作員首先必須決定刀具選擇,主軸速度,切削路徑和潛在的零件重新定位。操作員必須手動設(shè)置機(jī)器中的塊,同時(shí)牢記所有這些因素。同樣,了解零件在加工后是否準(zhǔn)備就緒,或者您是否需要一個(gè)或多個(gè)后處理步驟也至關(guān)重要。所有這些考慮因素都會影響組件的質(zhì)量及其構(gòu)建時(shí)間。
對于3D打印,操作員將首先準(zhǔn)備數(shù)字文件,選擇方向并在必要時(shí)添加支撐。然后,文件將進(jìn)入機(jī)器,打印機(jī)在那里完成所有建筑工作,幾乎不需要人為干預(yù)。打印完成后,需要清潔零件并進(jìn)行后處理。這些最后的步驟是3D打印制造工作流程中最勞動密集型的部分。
有許多后處理方法可以應(yīng)用于3D打印和CNC加工,以提高零件的功能和外觀質(zhì)量。讓我們介紹一下最常見的后處理技術(shù)。
如果您正在設(shè)計(jì)新的消費(fèi)電子產(chǎn)品,那么在開始大規(guī)模制造之前,為外殼制造原型是關(guān)鍵步驟??焖俳回洉r(shí)間和低成本是加快開發(fā)時(shí)間的主要目標(biāo)。
電子產(chǎn)品外殼通常具有卡扣,活動鉸鏈或其他聯(lián)鎖接頭和緊固件。您可以使用FDM和SLS 3D打印或CNC加工來生產(chǎn)所有這些功能。
CNC和SLS可用于創(chuàng)建高精度和裝飾性原型,但FDM(我們在這里談?wù)撟烂妫┚哂懈痰慕回洉r(shí)間和更便宜。由于機(jī)械性能可能不是此類項(xiàng)目的最高優(yōu)先級,因此CNC和SLS的好處通常不值得額外的成本和時(shí)間。
因素 | 數(shù)控加工 | 臺式軟體 | 斷續(xù)器 |
---|---|---|---|
成本 | $$ | $ | $$ |
常用材料 | ABS,尼龍 | 聚乳酸,ABS,尼龍 | 尼龍 |
提前期 | 1-2 周 | 1-3 天 | 不到一周 |
準(zhǔn)確性 | ± 0.125 毫米 | ± 0.500 毫米 | ± 0.300 毫米 |
3DP 與 CNC 鑄造研究:如果您正在制造金屬支架和機(jī)械部件,該怎么辦?
金屬支架和其他機(jī)械部件可以承受重載荷,并在更極端的溫度下運(yùn)行。如果您正在生產(chǎn)這些類型的零件,您的主要目標(biāo)可能是良好的材料性能和尺寸精度。
如果模型的幾何形狀很簡單(如上圖中的組件),則CNC加工是精度,成本和機(jī)械精度方面的最佳選擇。
當(dāng)幾何復(fù)雜性增加或需要使用不太常見的材料時(shí),您可能需要考慮金屬3D打印。針對重量和強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化的部件(如下圖中的支架)具有有機(jī)結(jié)構(gòu),使用CNC系統(tǒng)進(jìn)行加工非常困難且成本高昂。
當(dāng)然,您可以將CNC加工和金屬3D打印相結(jié)合,在組件的關(guān)鍵位置制造具有有機(jī)形狀和非常嚴(yán)格的公差的零件。