¿Podemos combinar el mecanizado CNC con la impresión 3D para fabricar prototipos?

Hay casos en los que se nos pide que mecanicemos mediante CNC piezas, productos o prototipos que son difíciles de mecanizar, demasiado complicados geométricamente, que no producirán una gran precisión o que simplemente no se pueden mecanizar. ¿Qué hacemos? Para estos escenarios, la impresión 3D de las piezas puede ser una gran solución. Entonces, ¿por qué no sustituir siempre el mecanizado CNC por la impresión 3D? Bueno, existen ventajas y desventajas, pros y contras para cada máquina y proceso. Entonces, ¿cuál se adapta mejor a nuestras necesidades? ¿En qué circunstancias preferimos uno sobre el otro? ¿Y existe otra solución que pueda combinar estos dos para crear una parte combinada? La diferencia básica entre los dos procesos es que con el mecanizado CNC estamos reduciendo material cuando comenzamos con un bloque de espuma, por ejemplo, cortándolo; mientras que con la impresión 3D vamos superponiendo y añadiendo material hasta recibir el producto final, por eso se llama fabricación aditiva. La impresora 3D utiliza los mismos materiales que componen la pieza que está creando, por ejemplo ABS PLA y nailon, pero no puede cambiar entre materiales, mientras que en el mecanizado CNC podemos utilizar varios tipos de materiales, muchas veces añadiendo materiales adicionales al final. Sin embargo, el mecanizado puede ser complicado: a veces necesitamos usar un recolector de polvo mientras operamos una máquina enrutadora CNC para atrapar todo el exceso generado en el proceso de perforación, tallado y fresado, mientras que se produce menos material de desecho en la impresión y todo el proceso es menos ruidoso. El mecanizado CNC puede ser más preciso y proporcionar más exactitud porque las máquinas tienen una mayor tolerancia al calor. También puede dar como resultado un acabado superficial pulido mucho más suave dados los materiales que se van a mecanizar. De hecho, las impresoras 3D pueden distorsionar una pieza, doblarla y deformarla si utilizan demasiado calor en el material en capas, por lo que si se requiere una suavidad excepcional, la impresión 3D se quedará corta. La impresión 3D es generalmente un proceso más fácil, más conveniente y no requiere tanta mano de obra como el mecanizado CNC, ya que con el mecanizado necesitamos programar, escribir un código G, configurar diferentes herramientas y velocidades, decidir la ruta de corte y limpiar después. Sin embargo, el tamaño de la pieza influye, ya que las piezas más grandes tardan más en imprimirse añadiendo capa por capa. En general, la impresión 3D puede ayudar en algunos casos de creación de prototipos de alta complejidad geométrica donde la herramienta fresadora no puede alcanzar el interior de la forma. Las impresoras 3D solo pueden utilizar el área de la base de la impresora para fabricar las piezas. Por lo tanto, si se necesitan piezas a gran escala, es posible que no encajen allí. Tampoco se recomienda para la producción en masa ya que los materiales son mucho más caros y su fabricación requiere mucho más tiempo. Por tanto, la impresión 3D es más apropiada y rentable para producciones de bajo volumen. El mecanizado CNC rara vez puede realizarse sin supervisión y requiere un operador capacitado, mientras que con la impresión 3D podemos ejecutar fácilmente el proceso sin supervisión y requiere una capacitación mínima para su operador. Sin embargo, el mecanizado CNC es una práctica más antigua (iniciada en los años 40) y actualmente todavía tiene una posición más fuerte en la industria manufacturera. La impresión 3D es relativamente nueva y todavía está evolucionando para ser más útil y adaptable y aún no puede ser un reemplazo completo del mecanizado. En resumen, la técnica más adecuada a utilizar vendrá determinada por el material, complejidad geométrica, volumen de fabricación y nuestro presupuesto. Como orientación general, cambiaríamos a la impresión 3D principalmente si la entrega rápida es crítica, si la pieza es demasiado compleja para ser mecanizada, para crear prototipos en volúmenes pequeños y si necesitamos usar ciertos materiales que no se pueden mecanizar fácilmente. Habiendo nombrado la mayoría de los pros y los contras de cada técnica, aparentemente hay una buena solución que realmente combina las dos para crear una sola pieza. A menudo mecanizamos piezas del producto deseado utilizando un enrutador CNC, mientras fabricamos otras piezas pequeñas pero más complejas en la impresora 3D, luego pegamos todas las piezas para formar una unidad. Otra opción es recubrir todas las piezas combinadas pegadas con una capa dura como poliurea, poliurea o epoxi, luego alisarlas y pintarlas. De esa manera, ahorramos tiempo utilizando el proceso de mecanizado CNC y además podemos fabricar piezas más complejas combinando lo mejor de los dos mundos para crear un híbrido.