Al crear piezas nuevas o proyectos de producción de lotes pequeños, hay dos métodos de fabricación disponibles: mecanizado CNC e impresión 3D. Ambas opciones son esenciales para los procesos de fabricación modernos. Cada opción tiene muchas ventajas sobre los métodos de fabricación tradicionales. Ambos son procesos de fabricación computarizados, con mecanizado CNC e impresión 3D en marcha. La capacidad de producción y los resultados del producto final son completamente diferentes.
Aunque estos dos procesos pueden producir resultados similares en ciertas aplicaciones, los métodos para lograr estos resultados son bastante diferentes. Cada proceso se desarrolla para diferentes necesidades, por lo que es importante saber qué método se adapta mejor a sus necesidades. A continuación, presentamos las ventajas de cada producto para ayudarlo a consultar la siguiente orden de producción.
Tabla de contenido
Mecanizado CNC:
El mecanizado CNC es una técnica de fabricación sustractiva común. El proceso generalmente comienza con un bloque de material sólido y se utilizan varias herramientas o cortadores giratorios afilados para eliminar el material y lograr la forma final deseada. Podemos manejar todo, desde la producción única de lotes pequeños hasta la producción de lotes medianos.
(¿Qué es el mecanizado CNC?)
Uso
Primero, los ingenieros crean modelos 2D o 3D usando CAD o software asistido por computadora. A continuación, se utiliza un programa de fabricación asistida por ordenador (CAM) para convertir el archivo CAD en una hoja de instrucciones. Una vez que se crea un pedido, un programa de posprocesamiento lo convierte en comandos específicos y los envía a la máquina herramienta CNC para que los ejecute y corte los componentes necesarios del material a granel. Tiene una excelente repetibilidad, alta precisión y una amplia gama de materiales y acabados superficiales.
Impresión 3d
Los procesos de fabricación aditiva (AM) o impresión 3D construyen piezas agregando material una capa a la vez. El proceso AM no requiere herramientas o accesorios especiales, lo que minimiza los costos de configuración inicial.
La impresión 3D tiene grandes aplicaciones en el campo médico donde se pueden crear órganos, prótesis e implantes. La industria alimentaria también utiliza esta tecnología para producir productos alimenticios extruyéndolos capa por capa. Los artistas a menudo lo usan para hacer arte, mientras que los diseñadores de moda lo usan para hacer ropa y joyas.
Uso
Primero, los ingenieros usan CAD para crear modelos 3D. Los errores en el modelo terminado para el análisis suelen incluir agujeros y caras que se cruzan.
Luego, un programa llamado Slicer convierte la impresora 3D en una serie de finas capas 2D para preparar el modelo para la impresora 3D y generar un archivo de código G. Este archivo contiene una serie de instrucciones que son ejecutadas por la impresora.
Luego, una impresora 3D lee el archivo de código G y coloca el material una capa a la vez para crear un objeto tridimensional. Según el tamaño y la complejidad del modelo y el método utilizado, el proceso de impresión puede tardar horas o días. Antes de usar los componentes, es posible que deban limpiarse, pulirse o sellarse.
La diferencia entre el mecanizado CNC y la impresión 3D
El mecanizado CNC y la impresión 3D tienen algunas cosas básicas en común. Por ejemplo, todos se basan en un modelo 3D y siguen las instrucciones de la computadora para crear un producto 3D. Compatible con tipos de archivos STL y OBJ. Además de estas similitudes básicas, el mecanizado CNC y la impresión 3D también pueden cumplir diferentes requisitos y ofrecer diferentes ventajas. Pero todavía tienen muchas diferencias.
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CNC se utiliza principalmente para el procesamiento de metales. También se puede utilizar para procesar termoplásticos, acrílicos, maderas blandas, maderas duras, espumas para modelar y ceras procesadas. Las piezas de precisión CNC se utilizan principalmente en motores, aeronaves, maquinaria de producción y otros entornos de alta resistencia.
La impresión 3D se usa principalmente para plásticos, con relativamente poco uso para metales. Algunas tecnologías pueden producir piezas de cerámica, ceras, arenas y compuestos. Incluso los materiales difíciles de mecanizar (como TPU y superaleaciones metálicas) se pueden imprimir en 3D. Pueden tener propiedades mecánicas más pequeñas en comparación con las piezas CNC.
La mayoría de las impresoras 3D utilizan procesos de fabricación aditivos para fabricar productos a partir de plásticos especiales, resinas, metales y otros materiales. Debido a los materiales exclusivos que se utilizan en el proceso de impresión, las piezas 3D suelen carecer de la resistencia necesaria para su uso en entornos hostiles, como aviones, vehículos y maquinaria de producción.
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Otra gran diferencia entre CNC y fabricación aditiva es la velocidad. Para la producción en masa de productos, el mecanizado CNC es más rápido porque involucra una línea de ensamblaje de máquinas que fabrican cada pieza. Las impresoras 3D no son adecuadas para la producción en masa porque hacen todo de principio a fin. El proceso aditivo de la impresión 3D desde cero lleva más tiempo que el proceso sustractivo de eliminar material de los bloques de material existentes.
exactitud
El mecanizado CNC tiene tolerancias estrechas y una excelente repetibilidad. Desde grandes hasta pequeños, es posible el mecanizado CNC de precisión. Los diferentes sistemas de impresión 3D tienen una precisión dimensional diferente. Las máquinas industriales pueden producir piezas con tolerancias muy estrechas. Si se requieren espacios estrechos, las dimensiones clave de la impresión 3D se pueden sobredimensionar y luego procesar en el posprocesamiento. Los materiales procesados en molinos CNC (como el aluminio) son más precisos que el FDM que se usa en muchas impresoras 3D, y el FDM tiende a deformarse cuando se expone a un calor excesivo.
Complejidad de la pieza
Se deben considerar muchas limitaciones al diseñar piezas mecanizadas CNC. Las máquinas herramienta CNC no pueden usar ciertas geometrías (incluso los sistemas CNC de 5 ejes) porque la herramienta no puede acceder a todas las superficies de la pieza. La mayoría de las geometrías requieren que las piezas se giren para acceder a diferentes lados. El reposicionamiento aumenta el tiempo de procesamiento y mano de obra y puede requerir accesorios personalizados y accesorios que afectan el precio final.
En comparación con CNC, la impresión 3D tiene pocas limitaciones geométricas. La mayoría de las tecnologías (como FDM y SLM/DMLS) requieren estructuras de soporte, que se eliminan durante el posprocesamiento.
Sin necesidad de soportes, los procesos de fusión de lecho de polvo a base de polímeros facilitan la fabricación de geometrías orgánicas y orgánicas de forma libre. La capacidad de generar formas geométricas altamente complejas es una de las principales ventajas de la impresión 3D. También abre la puerta a la consolidación de piezas, donde se pueden combinar varios componentes en un diseño de pieza para reducir el número de moldes.
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Una de las principales diferencias entre la fabricación aditiva y sustractiva es la cantidad de residuos que se producen. El mecanizado CNC toma material y, en última instancia, crea grandes cantidades de desechos no reciclables. La limpieza es un poco desordenada. Sin embargo, la impresión 3D es menos derrochadora, ya que solo se requiere el material necesario para construir la pieza de trabajo. Las impresoras 3D solo utilizan la cantidad exacta de material necesaria para fabricar una pieza, por lo que no es necesario limpiarla después. Las impresoras 3D también son menos ruidosas porque no vibran durante la fabricación.
Áreas de aplicación
El fresado CNC es una mejor solución cuando necesita fabricar una pieza de trabajo muy fuerte, precisa y resistente al calor. La impresión 3D tiene aplicaciones más especializadas. Se puede utilizar para bioimpresión, impresión de alimentos, fines de construcción y en el espacio.
Decir ahOeste
Cuando se utilizan máquinas CNC para fabricar piezas, el precio unitario suele ser más alto para pequeñas cantidades, pero se vuelve cada vez más económico para la producción de gran volumen. Esto hace que CNC sea una opción ideal para la producción en masa.
Cuando se utiliza la impresión 3D, el costo de salida por unidad es el mismo independientemente del tamaño del lote. Para la producción de bajo volumen, el costo comparable por unidad de producción es ventajoso, pero para la producción de alto volumen, la consistencia del producto puede ser un problema.
El uso de una máquina CNC aumenta el precio unitario del producto de acuerdo con la complejidad y precisión de la salida. El alto costo de la salida CNC compleja generalmente se debe a la gran cantidad de trayectorias de herramientas requeridas, la pequeña cantidad de herramientas utilizadas y el tiempo que lleva completar estas tareas. El costo de un trabajo de impresión 3D es el mismo independientemente de la complejidad de las unidades producidas.
Decir ahbloqueo
Aunque la tecnología CNC y la impresión 3D se superponen en funcionalidad hasta cierto punto, sus respectivas ventajas las hacen adecuadas para aplicaciones especiales. Es como un lápiz y un bolígrafo. Algunos trabajos requieren un lápiz, mientras que otros son más convenientes con un bolígrafo. El mecanizado CNC generalmente es más adecuado para proyectos que requieren productos precisos y de alta precisión hechos de materiales fácilmente disponibles. Las características de las impresoras 3D las hacen muy adecuadas para crear prototipos, bases visuales y productos diseñados a medida.
En resumen, hay mucho espacio para impresoras 3D y máquinas CNC en el mundo.