Können wir CNC-Bearbeitung mit 3D-Druck kombinieren, um Prototypen herzustellen?

Es gibt Fälle, in denen wir mit der CNC-Bearbeitung von Teilen, Produkten oder Prototypen beauftragt werden, die entweder schwer zu bearbeiten sind, geometrisch zu kompliziert sind, keine große Genauigkeit liefern oder einfach nicht bearbeitet werden können. Was machen wir? Für diese Szenarien kann der 3D-Druck der Teile eine großartige Lösung sein. Warum also nicht jedes Mal die CNC-Bearbeitung durch 3D-Druck ersetzen? Nun, es gibt Vor- und Nachteile, Vor- und Nachteile für jede Maschine und jeden Prozess. Welches ist also das Beste für unsere Bedürfnisse? Unter welchen Umständen bevorzugen wir das eine gegenüber dem anderen? Und gibt es eine andere Lösung, die diese beiden zu einem Combo-Teil kombinieren könnte? Der grundlegende Unterschied zwischen den beiden Verfahren besteht darin, dass wir bei der CNC-Bearbeitung Material reduzieren, indem wir beispielsweise mit einem Schaumstoffblock beginnen und ihn wegschneiden; Beim 3D-Druck hingegen schichten wir Material auf und fügen es hinzu, bis wir das Endprodukt erhalten, was daher als additive Fertigung bezeichnet wird. Der 3D-Drucker verwendet dieselben Materialien, aus denen das von ihm hergestellte Teil besteht, zum Beispiel ABS PLA und Nylon, kann jedoch nicht zwischen den Materialien wechseln, während wir bei der CNC-Bearbeitung mehrere Arten von Materialien verwenden können und am Ende oft zusätzliche Materialien hinzufügen. Allerdings kann die Bearbeitung chaotisch sein – manchmal müssen wir beim Betrieb einer CNC-Fräsmaschine einen Staubabscheider verwenden, um den gesamten Überschuss aufzufangen, der beim Bohren, Schnitzen und Fräsen anfällt, während beim Drucken weniger Abfallmaterial anfällt und der gesamte Prozess ist weniger laut. Die CNC-Bearbeitung kann präziser und damit genauer sein, da die Maschinen eine höhere Hitzetoleranz aufweisen. Aufgrund der zu bearbeitenden Materialien kann dies auch zu einer viel glatteren, polierten Oberfläche führen. 3D-Drucker können ein Teil tatsächlich verformen, verbiegen und verziehen, wenn sie zu viel Hitze auf das Schichtmaterial anwenden. Wenn also eine außergewöhnliche Glätte erforderlich ist, ist der 3D-Druck unzureichend. Der 3D-Druck ist im Allgemeinen ein einfacherer, bequemerer Prozess und nicht so arbeitsintensiv wie die CNC-Bearbeitung, da wir bei der Bearbeitung programmieren, einen G-Code schreiben, verschiedene Werkzeuge und Geschwindigkeiten einrichten, den Schnittpfad festlegen und anschließend aufräumen müssen. Allerdings spielt die Teilegröße eine Rolle, da es länger dauert, bis größere Teile Schicht für Schicht gedruckt werden. Insgesamt kann der 3D-Druck in einigen Fällen beim Prototyping mit hoher geometrischer Komplexität hilfreich sein, bei denen das Fräswerkzeug nicht in das Innere der Form gelangen kann. 3D-Drucker können zur Herstellung der Teile nur den Bereich des Druckerbetts selbst nutzen. Wenn daher großformatige Teile benötigt werden, passen diese möglicherweise dort nicht hinein. Es wird auch nicht für die Massenproduktion empfohlen, da die Materialien viel teurer sind und die Herstellung viel mehr Zeit in Anspruch nimmt. Daher ist der 3D-Druck für die Produktion kleiner Stückzahlen geeigneter und kostengünstiger. Die CNC-Bearbeitung kann selten unbeaufsichtigt erfolgen und erfordert einen erfahrenen Bediener, während wir den Prozess beim 3D-Druck problemlos unbeaufsichtigt ausführen können und nur eine minimale Schulung des Bedieners erforderlich ist. Allerdings ist die CNC-Bearbeitung eine ältere Praxis (begann in den 40er Jahren) und hat derzeit immer noch eine stärkere Position in der Fertigungsindustrie. Der 3D-Druck ist relativ neu und entwickelt sich noch immer weiter, um immer nützlicher und anpassungsfähiger zu werden, und kann immer noch kein vollständiger Ersatz für die maschinelle Bearbeitung sein. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die am besten geeignete Technik vom Material, der geometrischen Komplexität, dem Fertigungsvolumen und unserem Budget abhängt. Als allgemeine Richtlinie würden wir vor allem dann auf 3D-Druck umsteigen, wenn eine schnelle Bearbeitungszeit von entscheidender Bedeutung ist, wenn das Teil zu komplex für die maschinelle Bearbeitung ist, für die Prototypenerstellung in kleinen Mengen und wenn wir bestimmte Materialien verwenden müssen, die nicht einfach bearbeitet werden können. Nachdem wir die meisten Vor- und Nachteile für jede Technik benannt haben, gibt es offenbar eine gute Lösung, die tatsächlich beide zu einem Teil kombiniert. Oftmals bearbeiten wir Teile des gewünschten Produkts mit einer CNC-Fräse, andere kleine, aber komplexere Teile fertigen wir im 3D-Drucker und kleben dann alle Teile zu einer Einheit zusammen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, alle verklebten Verbundteile mit Hartlack wie Polyurea, Styrospray oder Epoxidharz zu beschichten, anschließend zu glätten und zu lackieren. Auf diese Weise sparen wir sowohl Zeit mit dem CNC-Bearbeitungsprozess als auch die Möglichkeit, komplexere Teile herzustellen, indem wir das Beste aus beiden Welten zu einem Hybrid kombinieren.