作為(wéi)產品設計師或工(gōng)程師,您在產(chǎn)品設計(jì)過(guò)程中(zhōng)經常(cháng)會麵臨無數選擇。例如,在為原型(和生產)零件選擇(zé)合適的工(gōng)程材料或製造方法時,您可能會處於十(shí)字路(lù)口。
CNC 加工和 3D 打(dǎ)印——當今流行的兩種製造(zào)方法——可以為您節省(shěng)大量時(shí)間和金錢,同(tóng)時仍能確保高質量的零件。但是這些方法並不是一刀切的。它們都具有許多不同的功(gōng)能,因此非常適合不同的工程設計場(chǎng)景。
本(běn)文介紹了在為原型設計或(huò)生產(chǎn)項目選擇 CNC 加工還是 3D 打印之前您需要評估的一(yī)些關鍵領(lǐng)域(yù)。
在選擇 CNC 加工與 3D 打印之前必須評估的 5 個關鍵領域
要(yào)在 3D 打印與 CNC 加工之間做(zuò)出正確選擇,您(nín)需要評估以下五個關鍵(jiàn)領域:
小特(tè)征尺寸
幾何學(xué)
寬容
工程材料
成本和交貨時間
#1 小特征尺寸
小(xiǎo)特征(zhēng)尺寸描述了您可以使用加工設備(bèi)在工件上創建特征的小比例。由於 CNC 加工是一種減材製(zhì)造技(jì)術,因(yīn)此刀具直徑(jìng)決定了該特征尺寸。相比之下,噴嘴尺寸決定了您可(kě)以使用 3D 打印機生成(chéng)的小特(tè)征(zhēng)。
通常,如果您希望(wàng)創(chuàng)建小特征尺寸介於 0.25 毫米和 0.8 毫(háo)米之間的零件,您應該選擇(zé) 3D 打印技(jì)術。 CNC 機器的小特征尺(chǐ)寸介(jiè)於 1 毫米和 3 毫米(mǐ)之(zhī)間——大約是 3D 打印技術尺(chǐ)寸的四倍。
#2 幾何
由(yóu)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。例如,使(shǐ)用 CNC 機器創建隱藏特征(zhēng)和底切尤其具有挑戰性。在這種情況下,您好依靠 3D 打印等增(zēng)材製造工藝。
但是,如果您做好(hǎo)功課並意識(shí)到 CNC 加工適合您的設計,那麽一定要選擇正確的 CNC 設備。 CNC 銑床非常適合在規則形狀的工件上創建(jiàn)型腔和斜切,而 CNC 車床更(gèng)適合加工複雜的圓柱形狀。 (相關帖子:以下是您[敏感詞]應該了解的 5 種 CNC 機(jī)床)
#3 寬容
現在您知道(dào) 3D 打印機幾乎可以創建任何設計,您可以繼續進行 3D 打印原型和生(shēng)產設計,對嗎(ma)?錯誤的!
在 3D 打印零件之前,您需要考慮的一個重要因素是公差。如果您對介於 ±0.1 毫米和 ±0.3 毫米之間的公差(chà)感到滿意,那麽您可以繼續 3D 打印(yìn)您的設計。但如果您的設計需要更嚴(yán)格的(de)公差要求(qiú),例如 ±0.04 mm,那麽您必須使用 CNC 機床。
CNC 機器的公差介於 ±0.025 毫米和 ±0.125 毫米之間,優於所有 3D 打印技術(shù),包括 SLS、FDM 和 DMLS 金屬 3D 打印。
此時,您(nín)可能(néng)想(xiǎng)知道是否(fǒu)有可能在滿足嚴格公差要求的同時,通過 CNC 加工具有隱(yǐn)藏腔的極其複雜的幾何形狀。是的,這[敏感詞]有可能;您所要做的就是使用輔助切削工(gōng)具代替標準(zhǔn)的(de) CNC 切削工具。
#4 工程材料
CNC 機器與 3D 打印機相比顯著的優勢之一是它們與更廣泛(fàn)的材料兼容。使用 CNC,您幾乎可(kě)以製造任何材(cái)料塊,包括塑(sù)料、金屬和複合材料。
相比之(zhī)下,3D 打印機僅與(yǔ)熱塑性塑(sù)料(ABS、PLA、尼龍等(děng))和少數金屬(如鋁和不鏽(xiù)鋼)兼容。
不過(guò),您需要知道一件事(shì):因為 3D 打印機逐層構建零件,它會(huì)改變屬性(或零件在(zài)壓力下的響應方式)。因(yīn)此,您必(bì)須確認 3D 打印過程不會改變(biàn)您的設計按預(yù)期運行所需的屬性。
#5 成本和交貨時間
我們可以整天談(tán)論小特征尺寸、幾何形狀、公差以及(jí)大量其(qí)他需要考(kǎo)慮的事情。盡管如此,這些對企業的重要性都不如製造成本和交貨(huò)時間。快速且具有成本效益的製造(zào)技術是(shì)每個產品設計師的夢想。
CNC 加工通常比(bǐ) 3D 打印更便宜、更快捷,尤其是當您想要創建 100 多個相(xiàng)同零(líng)件(jiàn)時。這主要是因為(wéi) CNC 加工消除了 3D 打印零件所需的後處理操作(例如移除支撐結構和表麵(miàn)精加工(gōng)操作)。