作為產品設計師或(huò)工程師,您在產品設計過程中經常會麵臨無數選擇(zé)。例如,在為原型(和生產)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(zì)路口(kǒu)。
CNC 加工和 3D 打印(yìn)——當(dāng)今流行(háng)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。但是這些方法並(bìng)不是(shì)一刀切的。它(tā)們都具有許多不(bú)同的功能,因此(cǐ)非常適合不同的工程設計場景(jǐng)。
本(běn)文介紹了在為原型設計或生產項目選擇 CNC 加工還是 3D 打印之前您需要評估的一些關鍵領域。
在選擇 CNC 加工與 3D 打印之前必須評估的 5 個(gè)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:
小特征尺寸
幾何學
寬容
工程材料
成本和交貨時間
#1 小特征尺寸
小特征尺寸描述了您可以使用加工(gōng)設備在工件上創建特(tè)征的小比例(lì)。由於 CNC 加工是(shì)一種減(jiǎn)材製造技術,因此刀具直徑決定(dìng)了該特征尺寸。相比之下,噴嘴尺寸決定了您可以使用 3D 打印機生成的小特征。
通(tōng)常,如果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,您應該選擇 3D 打印技術。 CNC 機器的(de)小特征尺寸介於 1 毫米和 3 毫米之間——大約(yuē)是 3D 打印技術尺寸的(de)四倍。
#2 幾何
由於 CNC 刀具從頂部與工件(jiàn)接觸(chù),因此您(nín)可能會在加工某些形狀時遇到困難。例如,使用 CNC 機器創建隱藏特(tè)征和底(dǐ)切(qiē)尤其具有挑(tiāo)戰性。在這種情(qíng)況下,您好依靠 3D 打印等增材製造工藝。
但是,如(rú)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的 CNC 設備。 CNC 銑(xǐ)床非常適合在規則形狀的工件上創(chuàng)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[敏感詞]應該了解(jiě)的 5 種 CNC 機(jī)床(chuáng))
#3 寬容
現(xiàn)在您知道 3D 打印機幾乎可以創建任何設計,您(nín)可以(yǐ)繼續進行(háng) 3D 打印原型和(hé)生產設計,對嗎?錯誤的!
在 3D 打印零(líng)件之前,您需要考慮的一個重要因素是公差。如果您對介於 ±0.1 毫(háo)米和 ±0.3 毫米之間的公差感到(dào)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嚴格的公差要求,例如 ±0.04 mm,那麽您必須使用 CNC 機床。
CNC 機器(qì)的公差介(jiè)於 ±0.025 毫米和 ±0.125 毫米之間,優於所(suǒ)有(yǒu) 3D 打印技術,包(bāo)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要求的同時,通過 CNC 加(jiā)工具(jù)有隱藏腔的極其(qí)複雜的幾何形(xíng)狀(zhuàng)。是的,這[敏感詞]有(yǒu)可能;您所要做的就(jiù)是使用輔助切削工(gōng)具代替(tì)標準的 CNC 切削工具。
#4 工程材料
CNC 機器(qì)與 3D 打印機相比顯著的優勢之一是它們與更廣泛的材料兼容。使用 CNC,您幾乎(hū)可以製造任何材料塊,包(bāo)括塑料、金(jīn)屬和複合材料。
相(xiàng)比之下,3D 打印(yìn)機僅與熱塑(sù)性塑料(ABS、PLA、尼龍等)和少數金屬(如(rú)鋁和(hé)不鏽鋼)兼容。
不過,您(nín)需要知道(dào)一件事:因(yīn)為 3D 打印機逐(zhú)層構建零件,它會改變屬性(或零件在壓力下的響應方式(shì))。因此,您必須確認 3D 打印過程不會改變您的設計按(àn)預期運行所需(xū)的(de)屬性。
#5 成本和交貨時間
我們可以整天談論小特征尺寸、幾何形狀、公差以及大量其他需要考慮的事情。盡管如此,這些對企(qǐ)業的重要(yào)性(xìng)都(dōu)不如製造成本和(hé)交貨(huò)時間(jiān)。快速且具(jù)有成本效益的製造技(jì)術是每個產品設計師的夢想(xiǎng)。
CNC 加(jiā)工通常比 3D 打印更便宜、更快捷,尤其(qí)是(shì)當您想要創建 100 多個相同零件時。這主要是因為 CNC 加工(gōng)消除了 3D 打印零(líng)件所(suǒ)需的後處理操作(例如移(yí)除支撐(chēng)結(jié)構和表麵精加工操作)。