Czy możemy połączyć obróbkę CNC z drukiem 3D w celu wyprodukowania prototypów?

Zdarzają się przypadki, gdy jesteśmy proszeni o obróbkę CNC części, produktu lub prototypu, które są albo trudne w obróbce, albo zbyt skomplikowane geometrycznie, nie zapewniają dużej dokładności lub po prostu nie mogą być obrabiane. Co robimy? W takich scenariuszach drukowanie 3D części może być doskonałym rozwiązaniem. Dlaczego więc nie zastąpić za każdym razem obróbki CNC drukiem 3D? Cóż, istnieją zalety i wady, zalety i wady każdej maszyny i procesu. Który z nich będzie zatem najlepszy dla naszych potrzeb? W jakich okolicznościach wolimy jedno od drugiego? Czy istnieje inne rozwiązanie, które mogłoby połączyć te dwa elementy, tworząc część kombi? Podstawowa różnica między tymi dwoma procesami polega na tym, że w przypadku obróbki CNC redukujemy materiał, zaczynając na przykład od bloku pianki, wycinając go; podczas gdy w przypadku druku 3D nakładamy warstwy i dodajemy materiał, aż otrzymamy produkt końcowy, dlatego nazywa się to produkcją przyrostową. Drukarka 3D wykorzystuje te same materiały, z których składa się tworzona przez nią część, np. ABS PLA i nylon, jednak nie może przełączać się pomiędzy materiałami, natomiast w obróbce CNC możemy zastosować kilka rodzajów materiałów, często dodając na końcu dodatkowe materiały. Jednakże obróbka skrawaniem może być kłopotliwa — czasami podczas obsługi routera CNC musimy użyć odpylacza, aby wyłapać cały nadmiar powstający w procesie wiercenia, rzeźbienia i frezowania, podczas gdy podczas drukowania powstaje mniej odpadów, a cały proces jest mniej mniej hałaśliwy. Obróbka CNC może być bardziej precyzyjna, zapewniając większą dokładność, ponieważ maszyny mają wyższą tolerancję na ciepło. Może to również skutkować znacznie gładszym wypolerowanym wykończeniem powierzchni, biorąc pod uwagę obrabiane materiały. Drukarki 3D mogą w rzeczywistości zniekształcić część, wygiąć się i wypaczyć, jeśli użyją zbyt dużej ilości ciepła na materiale warstwowym, więc jeśli wymagana jest wyjątkowa gładkość, druk 3D nie będzie skuteczny. Drukowanie 3D jest ogólnie łatwiejszym, wygodniejszym procesem i nie tak pracochłonnym jak obróbka CNC, ponieważ podczas obróbki musimy programować, pisać kod G, konfigurować różne narzędzia i prędkość, decydować o ścieżce cięcia i posprzątać. Jednakże rozmiar części odgrywa rolę, ponieważ drukowanie większych części zajmuje więcej czasu, dodając warstwę po warstwie. Ogólnie rzecz biorąc, druk 3D może być pomocny w niektórych przypadkach prototypowania o dużej złożoności geometrycznej, gdy narzędzie routera nie może dotrzeć do wnętrza kształtu. Drukarki 3D mogą wykorzystywać wyłącznie obszar stołu drukarki do wytwarzania części. Dlatego jeśli potrzebne są części o dużej skali, mogą się tam nie zmieścić. Nie zaleca się go również do masowej produkcji, ponieważ materiały są znacznie droższe, a ich wykonanie zajmuje dużo więcej czasu. Dlatego druk 3D jest bardziej odpowiedni i bardziej opłacalny w przypadku produkcji niskonakładowej. Obróbka CNC rzadko może przebiegać bez nadzoru i wymaga wykwalifikowanego operatora, podczas gdy w przypadku druku 3D możemy z łatwością przeprowadzić proces bez nadzoru i wymaga minimalnego przeszkolenia operatora. Jednakże obróbka CNC jest starszą praktyką (zapoczątkowaną w latach 40-tych) i obecnie nadal ma silniejszą pozycję w branży produkcyjnej. Druk 3D jest stosunkowo nowym zjawiskiem i wciąż ewoluuje, aby być bardziej użytecznym i elastycznym, a mimo to nie może w pełni zastąpić obróbki mechanicznej. Podsumowując, najodpowiedniejsza technika zostanie określona na podstawie materiału, złożoności geometrycznej, wielkości produkcji i naszego budżetu. Ogólnie rzecz biorąc, przerzucilibyśmy się na druk 3D głównie w przypadku szybkiego zwrotu w sytuacjach krytycznych, jeśli część jest zbyt złożona, aby można ją było obrobić, w przypadku prototypowania małych serii i jeśli musimy użyć pewnych materiałów, których nie można łatwo obrobić. Po wymienieniu większości zalet i wad każdej techniki najwyraźniej istnieje dobre rozwiązanie, które faktycznie łączy te dwie techniki, tworząc jedną część. Często obrabiamy części pożądanego produktu za pomocą routera CNC, podczas gdy inne mniejsze, ale bardziej złożone części produkujemy w drukarce 3D, a następnie sklejamy wszystkie części, tworząc jedną całość. Inną opcją jest pokrycie wszystkich sklejonych części twardą powłoką, taką jak polimocznik, styropian lub żywica epoksydowa, a następnie wygładzenie i pomalowanie. W ten sposób zarówno oszczędzamy czas, korzystając z procesu obróbki CNC, jak i jesteśmy w stanie wytwarzać bardziej złożone części, łącząc to, co najlepsze z dwóch światów, tworząc hybrydę.