作為產品設計(jì)師或工程師,您在產品設計過程中經(jīng)常會麵臨無數(shù)選擇。例如,在為原型(和生產)零(líng)件選擇合適的工程材料或製造方法(fǎ)時,您可能會處於十(shí)字路口。
CNC 加(jiā)工和 3D 打印——當今流行的兩種製造方法——可以為您節省大量時間和金錢,同時仍能確保高質量(liàng)的零件。但(dàn)是這(zhè)些方法並不(bú)是一刀切的。它(tā)們都具有許(xǔ)多不同(tóng)的功能,因此非常適(shì)合不同的工程設計場(chǎng)景。
本(běn)文介紹了(le)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(gōng)與 3D 打印之前必須評估的 5 個關鍵領域
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(guān)鍵(jiàn)領域:
小特征尺寸
幾何學
寬容
工程材料
成(chéng)本和交(jiāo)貨時間
#1 小特(tè)征(zhēng)尺寸
小特征(zhēng)尺寸描述了您可以使用加工設備在工件上創(chuàng)建特征的小比(bǐ)例。由於 CNC 加工是一種(zhǒng)減(jiǎn)材製造技術,因此刀具直(zhí)徑決定了該特征尺寸。相比之下,噴嘴尺寸決定了您可以使用(yòng) 3D 打印機生成的小特征。
通常,如果您希望創(chuàng)建(jiàn)小特征尺寸介於(yú) 0.25 毫米和 0.8 毫米之間的零件(jiàn),您應該選擇 3D 打印技術。 CNC 機器的小特征尺寸介於 1 毫米和 3 毫米之間——大約是 3D 打印技術尺寸的四倍。
#2 幾(jǐ)何
由(yóu)於 CNC 刀具從頂部與工件接觸,因此您可能會(huì)在加工某些形狀時遇到困難。例如(rú),使用 CNC 機(jī)器創建隱藏(cáng)特征和底切尤其具有挑戰性。在這種情況下,您好依靠 3D 打印等增材製造工藝。
但是,如果您做好功課並(bìng)意(yì)識到 CNC 加工適(shì)合您的設計,那麽一定要選(xuǎn)擇正確的(de) CNC 設(shè)備。 CNC 銑床非常適合在規(guī)則形狀的工件上創建型腔和斜切,而 CNC 車床更適合(hé)加工複雜的圓柱形狀。 (相關帖子:以(yǐ)下是您[敏感詞]應(yīng)該(gāi)了解的 5 種 CNC 機床)
#3 寬容
現在您知道 3D 打印(yìn)機幾乎可以創建任何設計,您可以繼續進行 3D 打印原(yuán)型和生產設計,對嗎?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(mǐ)之間的公差感到滿意,那(nà)麽您可以繼續 3D 打(dǎ)印您的設(shè)計(jì)。但如果您的設計需要更嚴格的公差(chà)要求,例(lì)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,包括 SLS、FDM 和 DMLS 金屬 3D 打印。
此時,您可能想(xiǎng)知道是否有可(kě)能在滿足嚴格公差要求的同時,通過 CNC 加工(gōng)具有隱(yǐn)藏腔的(de)極其複雜的幾(jǐ)何形狀。是的,這[敏感詞]有可能(néng);您所要做的就是使用輔助切削工具代替標準的 CNC 切削工具。
#4 工(gōng)程材料(liào)
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(jǐ)乎可以製造任何材料塊,包括塑料、金屬和(hé)複合材料。
相比之下,3D 打印機僅與熱塑性塑料(liào)(ABS、PLA、尼龍等)和少數金屬(如鋁和不鏽鋼(gāng))兼容。
不(bú)過,您需要知道一件事:因(yīn)為 3D 打印機逐層構建零件,它(tā)會改變屬性(或零件在壓(yā)力下的響應(yīng)方式)。因此,您(nín)必(bì)須確認 3D 打印過(guò)程不會(huì)改變您的設計按預期運行所需的屬性。
#5 成(chéng)本和交貨時間
我們可以整天談論(lùn)小特征尺寸、幾何形狀、公差以及大量其他(tā)需要考慮的事(shì)情。盡管如此,這些對企(qǐ)業(yè)的重要性都不如製造成本(běn)和交貨時間。快(kuài)速且具(jù)有成本效(xiào)益的製(zhì)造技術是每個產(chǎn)品(pǐn)設計師的夢想。
CNC 加工通常比 3D 打印更便宜(yí)、更快捷,尤其是當您(nín)想要創建 100 多個相同零件時。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(chú)支撐(chēng)結(jié)構和表(biǎo)麵精加工操作)。