تراش CNC یا سری تراش تراب (کنترل عددی کامپیوتری) و چاپ سه بعدی دو فناوری تولید پیشرو هستند که برای نمونه سازی سریع و تولید کم حجم استفاده می شوند، اما از تکنیک های تولید کاملاً متفاوت برای دستیابی به نتیجه استفاده می کنند. CNC از روش‌های کاهشی استفاده می‌کند که شامل حذف بخش های غیر ضروری از یک بلوک از مواد خام است، در حالی که چاپ سه بعدی از روش‌های افزایشی با شروع با یک بوم خالی و استفاده از مواد برای ساخت یک محصول لایه به لایه استفاده می‌کند.
هر دو فناوری تولید دارای مزایا و معایبی هستند و درک اینکه کدام یک باید در پروژه شما و در چه زمانی اجرا شود، دشوار است. توجه به این نکته مهم است که وقتی نوبت به تولید انبوه می رسد، به عنوان مثال، بیش از 200 قطعه، سایر فناوری های ساخت مانند قالب گیری تزریقی احتمالا مناسب تر و مقرون به صرفه تر هستند. ما این راهنما را برای ارائه تجزیه و تحلیل مقایسه چاپ سه بعدی با ماشینکاری CNC آماده کرده ایم تا بتوانید تمام نکات و نکات مربوط به هر روش را ببینید و به شما در فرآیند تصمیم گیری کمک کند.
مقایسه چاپ سه بعدی با ماشینکاری CNC
پرینت سه بعدی یک فناوری به سرعت در حال رشد با مزایای بسیاری نسبت به روش های تولید سنتی است. با این حال، مشکلات خود را دارد، از جمله اینکه چاپ سه بعدی نمی تواند به طور موثر برای تولید انبوه استفاده شود و از نظر سرعت و دسترسی محدود است. یکی دیگر از تکنیک های تولید برای تولید کم تا متوسط، ماشینکاری CNC (کنترل عددی کامپیوتری) است که یک تکنیک تفریق کننده نسبتاً رایج برای ایجاد قطعه است. در ادامه هر روش را از لحاظ های مختلف با هم مقایسه کنیم تا مشخص کنیم که هرکدام از این فناوری‌ها، کجا مناسب‌تر هستند.
- رنج کاربرد
CNC
معمولاً از دستگاه های CNC برای ساخت قطعات بادوام، دقیق و مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. ماشین‌های CNC تقریباً در هر صنعتی، از مشاغل کوچک گرفته تا کارخانه‌های تولیدی بزرگ، یافت می‌شوند. دامنه کاربردهای این فناوری بسیار زیاد است، از جمله جواهرات، قالب گیری فلزی، ریخته گری و موارد دیگر.
پرینت سه بعدی
گستره کاربردهای پرینت سه بعدی تا حدی باورنکردنی است و تخیل همه را به خود جلب می کند. از جمله زمینه های کاربردی می توان به مهندسی مکانیک، جواهرات، هوا فضا، مراقبت های بهداشتی و حتی کاربردهای عجیب و غریب مانند چاپ مواد غذایی، چاپ زیستی و ساخت و ساز ساختمان اشاره کرد.
- مواد مختلف
CNC
CNC با انواع گسترده ای از مواد مانند آلیاژهای فلزی، پلاستیک، موم، جواهرات و بسیاری دیگر کار می کند. علاوه بر این، CNC ابزار اصلی تولید برای پردازش چوب است و همچنین قادر به کار سریع و دقیق با سایر مواد نیز می باشد. یکی از مزایای اصلی ساخت CNC این است که می توان از آن برای تقریباً هر ماده جامدی استفاده کرد.
پرینت سه بعدی
انواع موادی که برای چاپ سه بعدی در دسترس هستند تقریباً به اندازه CNC هستند. در میان آنها پلاستیک ها و آلیاژهای فلزی مختلف از جمله آنهایی که برای ماشین کاری بسیار سخت هستند، وجود دارد. با این حال، پرینترهای سه بعدی که قادر به تولید فلزات هستند، بسیار گران می باشند.
- زباله
CNC
از آنجایی که CNC شامل برش مواد از یک بلوک اصلی است و به روش کاهشی عمل کی کند، همیشه بعد از تولید قطعه نهایی، ضایعات و اضافات براده ها وجود دارد. این اضافات و ضایعیت مواد باید بعدا تمیز و دور ریخته شوند، که برای چاپ سه بعدی مورد نیاز نیست.
پرینت سه بعدی
برخلاف روش‌های کاهشی، چاپ سه‌بعدی در بیشتر موارد از مقدار دقیق مواد مورد نیاز برای ساخت یک شی استفاده می‌کند و حداقل ضایعات را تولید می‌کند. با این حال، نباید موادی را که صرف ایجاد ساختارهای پشتیبانی می‌شود، فراموش کنید (اگرچه چاپ سه بعدی فلزی به آنها نیازی ندارد).
- هزینه های عملیاتی
CNC
معمولاً مواد مصرفی و مواد برای ماشین‌های CNC بسیار ارزان‌تر از پرینترهای سه بعدی هستند. با این حال، CNC به متخصصان آموزش دیده نیاز دارد تا پارامترهای پردازش و مسیرهای ابزار را از قبل برنامه ریزی کنند. این به معنای زمان و پول اضافی است که در هزینه محصول نهایی لحاظ می شود. به همین دلیل است که با وجود سرعت تولید نسبتاً سریع، در برخی موارد چاپ سه بعدی ارجحیت بیشتری دارد.
پرینت سه بعدی
هزینه های سطح ورودی با چاپ سه بعدی بسیار ارزان تر و سریعتر از هر فناوری دیگری است. با این حال، مواد مصرفی می توانند در مقایسه با CNC بسیار گران تر باشند. به طور کلی، تولید افزودنی برای حجم محدودی از اشیاء منحصر به فرد سودمندتر است، اما برای بیش از 20 واحد، استفاده از CNC یا روش‌های دیگر سودآورتر است.
- ابزارهای مختلف
CNC
استفاده از ابزارهای مختلف در یک دستگاه موجب گسترش فرصت ها می شود و CNC را به یک فناوری همه کاره تبدیل می کند. برخی از ماشین‌ها می‌توانند ابزارها را به طور خودکار با توجه به کار فعلی تغییر دهند، بنابراین فرآیند تولید وقفه‌های طولانی ندارد.
پرینت سه بعدی
در مورد پرینت سه بعدی، تعداد ابزارهای موجود کاملاً محدود است. گاهی اوقات ممکن است مشکل ساز باشد، اما معمولاً وقتی از پرینت سه بعدی استفاده می شود، روش های دیگر اصلاً ضروری نیست. تنوع ماشین‌های پرینت سه بعدی کاملاً باورنکردنی است و به نظر می‌رسد که هیچ مشکلی وجود ندارد که نتوان آن را با ساخت افزودنی حل کرد.
- دقت
CNC
فرآیندهای CNC هم در سرعت و هم از نظر دقت در میان پیشروها هستند. دقت موقعیت و تحمل آن بی رقیب است (دقت ماشینکاری CNC تقریباً mm – 0.05mm 0.01 بسته به هندسه است). علاوه بر این، کیفیت سطح نیز بسیار چشمگیر است. برخی از ماشین‌های CNC می‌توانند وظایف و پروژه‌های بسیار پیچیده‌ای را انجام دهند که در آن دقت میکرونی مورد نیاز است. با این حال، استفاده نادرست می تواند به ابزار آسیب برساند و باعث خرابی قطعات شود. به همین دلیل همیشه مهم است که فقط با متخصصان بسیار ماهر کار کنید.
پرینت سه بعدی
وضوح چاپگرهای سه بعدی و همچنین کیفیت سطح در مقایسه با CNC خوب نیست (ضخامت لایه تقریبی برای چاپ سه بعدی بین 0.1 تا 0.5 میلی متر است). توجه به این نکته مهم است که سرعت ساخت بسته به دقت مورد نیاز به طور چشمگیری متفاوت است. با این وجود، اکثر کاربران پرینترهای سه بعدی به دقت بالایی نیاز ندارند. بنابراین، مزایای تولید افزودنی محدودیت ها را جبران می کند.
- سرعت
CNC
بسته به پیچیدگی طراحی و متریال انتخابی، سرعت ساخت می تواند به طرز باورنکردنی سریع و در برخی موارد حتی بی رقیب باشد. با این حال، باید در نظر داشته باشید که فرآیند پیش برنامه‌نویسی نیز می‌تواند زمان زیادی را به خود اختصاص دهد، به خصوص در مورد پروژه‌های مشکل. زمان چرخش برای ماشینکاری CNC سه تا چهار روز طول می کشد (برای چاپ سه بعدی تقریباً 1-2 روز است).
پرینت سه بعدی
فرآیند تولید افزودنی می تواند کند و گاهی اوقات حتی بسیار کند باشد. به همین دلیل است که بهترین انتخاب برای تولید سریال نیست. پس چرا پرینت سه بعدی به عنوان نمونه سازی سریع در نظر گرفته می شود؟ دلیل آن بسیار ساده است – چاپگر سه بعدی نیازی به برنامه‌ریزی طولانی قبل از روشن کردن آن ندارد، تنها چیزی که نیاز دارد بارگذاری مواد و برش دادن فایل‌ها است که می‌تواند در عرض چند دقیقه قبل از ارسال به چاپگر سه بعدی انجام شود. علاوه بر این، تولید مواد افزودنی هر روز در حال بهبود است و سرعت آخرین ماشین‌ها چندین برابر سریعتر از پیشینیان خود است.
- پس از پردازش
CNC
گاهی اوقات یک جزئیات ساخته شده با CNC نیاز به پردازش پس از ماشین کاری (سنگ زنی و سنباده زدن) دارد، اما اغلب، سطح آن به اندازه کافی برای استفاده خوب است. علاوه بر این، قطعات را می توان در همان دستگاه سمباده زد و تکمیل کرد. قطعات پردازش شده CNC می توانند به خوبی قالب ها باشند.
پرینت سه بعدی
در مورد ساخت افزودنی، محصولات چاپی عموماً نیاز به پس پردازش دارند، به ویژه برای پردازش دمایی قطعات فلزی که دارای تنش داخلی هستند. در عین حال، قطعات چاپ شده معمولاً بلافاصله آماده استفاده هستند.
- مدل های سه بعدی و نرم افزار
CNC
آماده سازی نرم افزار معمولاً برای فرآیندهای CNC بسیار پیچیده تر از چاپ سه بعدی است. ایجاد مسیرهای ابزار با نرم افزار تولید به کمک رایانه (CAM) ضروری است. یک متخصص باید ابعاد و محل قرارگیری مواد، ویژگی های کاتر، سرعت محورها و دوک را مشخص کند.
پرینت سه بعدی
به طور کلی، چاپگرهای سه بعدی بسیار در دسترس هستند. یک نرم افزار ویژه به نام اسلایسر، برای انتقال یک مدل دیجیتال در یک کد G استفاده می شود که فرآیند تولید یک چاپگر سه بعدی را کنترل می کند. روش برش بسیار ساده تر از برنامه ریزی قبلی یک دستگاه CNC است.
آیا چاپ سه بعدی جایگزین CNC خواهد شد؟
از دهه 1940، ماشینکاری CNC تا به امروز رایج‌ترین روش نمونه‌سازی است. اما فردا چه اتفاقی قرار است بیفتد؟ آیا پرینت سه بعدی می تواند از CNC پیشی بگیرد؟ جواب هم بله است هم خیر. از یک طرف، پرینت سه بعدی بخشی از کارهایی را که قبلا توسط CNC انجام می شد، اشغال کرده است، اما این تنها بخش کوچکی است. علاوه بر این، همانطور که قبلاً گفتیم، فرآیندهای CNC معمولاً بسیار مقرون به صرفه تر از چاپ سه بعدی هستند. می توان گفت که ماشینکاری CNC در اوج پیشرفت خود است. برخی از ماشین‌های CNC صنعتی با اندازه و قابلیت‌های عظیم خود، خودشان یک کارخانه کوچک هستند. آنها می توانند تعداد قابل توجهی از وظایف را انجام دهند. با این حال، آنها محدودیت های خود را دارند. با استفاده از یک چاپگر سه بعدی، می توان تقریباً هر شی را از ابتدا در عرض چند روز ساخت. در برخی موارد، تولید کاهشی و افزودنی می تواند همپوشانی داشته باشد، اما هر یک از آنها مزایا و معایبی دارند.
چه زمانی از CNC و چه زمانی از چاپ سه بعدی استفاده کنیم؟
انتخاب فناوری باید بر اساس کاربرد آن تعیین شود. اگر مطمئن نیستید، پس یک توصیه سرراست وجود دارد: وقتی امکان استفاده از CNC وجود دارد – از CNC استفاده کنید، در غیر این صورت از چاپ سه بعدی استفاده کنید. در برخی موارد، حتی ممکن است ترکیب فرآیند تولید افزایشی و کاهشی برای تکمیل یک هدف نهایی سودمندتر باشد. به عنوان مثال، چاپ سه بعدی SLA و SLS می تواند به عنوان مرحله آماده سازی برای ماشینکاری CNC استفاده شود. پرینت سه بعدی بیشتر زمانی به کار می رود که استفاده از روش های سنتی امکان پذیر نباشد، یا مواد را نمی توان به راحتی ماشین کاری کرد، مانند آلیاژهای حاوی فلز سخت. تولید کاهشی و افزودنی را می توان با چنگال و چاقو مقایسه کرد، زیرا هر دوی آنها می توانند به صورت جداگانه برای اهداف خاص استفاده شوند، اما زمانی که با هم ترکیب شوند موثرتر هستند. به همین دلیل است که ماشین‌های هیبریدی که ویژگی‌های اصلی هر دو روش را ترکیب می‌کنند، امروزه بسیار محبوب هستند. این سیستم چند منظوره می تواند همزمان جایگزین پرینترهای سه بعدی و ماشین های CNC شود.
مزایای ماشینکاری CNC نسبت به پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی فناوری جوان تری است و اگرچه بدون شک پیشرفت هایی در آینده رخ خواهد داد، اما هنوز در مواد و مزایایی که ارائه می دهد نسبتاً محدود است. در اینجا برخی از مزایای ماشینکاری CNC آورده شده است.
- هزینه
ماشینکاری CNC در ساخت تعداد بالای قطعات، مقرون به صرفه تر است.
- سرعت
اگر به محصول خود سریعتر نیاز دارید و سطح کیفیت بالایی لازم نیست، دستگاه های CNC می توانند با سرعت های بالاتر کار کنند.
- تنوع
CNC می تواند تقریباً با هر ماده ای که می خواهید محصولی بسازد – و تقریباً در هر اندازه ای که می خواهید.
- قدرت
ماشین های CNC می توانند قطعات با قدرت و استحکام بالا را تولید کنند.
- کیفیت
آنها می توانند محصولاتی با کیفیت و دقت بالا بسازند که پرینترهای سه بعدی امروزی با آنها مطابقت ندارند.
- سازگاری
به دلیل دقت بالایی که دارند، هر بار قطعات شما را یکسان می سازند.
نکات و ترفندهای برتر راستاد برای انتخاب بین چاپ سه بعدی و ماشینکاری CNC
انتخاب فناوری ساخت مناسب برای قطعات سفارشی شما ممکن است چالشی غیرقابل حل به نظر برسد، اما لازم نیست. ما چند قانون اساسی را گردآوری کرده‌ایم که در صورت مواجهه با این تصمیم، می توانید از آنها پیروی کنید.
- اگر قطعاتی را در مقادیر متوسط به بالا (250-500 قطعه) تولید می کنید که هندسه نسبتاً ساده ای دارند، ماشینکاری CNC را انتخاب کنید.
- چاپ سه بعدی را برای مقادیر کمتر قطعات، یا نمونه های تکی و اگر طرح های شما هندسه پیچیده ای دارند، انتخاب کنید.
- هنگامی که فلزات را در نظر می گیریم، CNC می تواند قیمت نهایی پایین تری نسبت به پرینت سه بعدی داشته باشد حتی برای مقادیر کم، اما محدودیت های هندسی همچنان اعمال می شود.
- اگر بیش از 500 قطعه یا بیشتر چاپ می کنید، شاید فناوری های دیگری مانند قالب گیری تزریقی (یا ترکیبی از 3DP یا CNC و فرآیند شکل دهی) را در نظر بگیرید.
سوالات متداول
آیا ماشینکاری CNC بهتر از چاپ سه بعدی است؟
پاسخ کوتاه به این سوال این است: بستگی دارد. ماشین‌های CNC می‌توانند قطعاتی با سطوح صاف‌تر نسبت به قطعات پرینت سه‌بعدی تولید کنند و اگر می‌خواهید اجزای شما با دقت در کنار هم قرار گیرند، احتمالاً می‌خواهید از ماشینکاری CNC استفاده کنید. پرینت سه بعدی قطعات بسیار خوبی را برای تکمیل و تناسب تولید می کند، اگرچه کیفیت هر دو، به نوع دستگاه شما نیز بستگی دارد.
بهترین فرآیند پرینت سه بعدی برای قطعات پلاستیکی چیست؟
برای بسیاری از برنامه های نمونه سازی و کاربردی، اگر در حال چاپ قطعات پلاستیکی هستید، توصیه می کنیم از FDM و SLS صنعتی استفاده کنید.
بهترین فرآیند پرینت سه بعدی برای قطعات فلزی چیست؟
SLM/DMLS و Binder Jetting، هردو بهترین گزینه برای تولید قطعات کاربردی و نمونه های اولیه از مواد فلزی هستند.
آیا پرینت سه بعدی بهتر از ماشینکاری CNC برای تولید نمونه های اولیه است؟
وقتی نوبت به هزینه و زمان انجام می رسد (هر دو در مرحله نمونه سازی اولیه توسعه محصول ضروری هستند)، چاپ سه بعدی بر ماشینکاری CNC پیروز می شود.
آیا پرینت سه بعدی ماشینکاری CNC را منسوخ می کند؟
پرینت سه بعدی هنوز جایگزین ماشینکاری CNC، روش‌های سنتی‌تر کاهشی یا قالب‌گیری تزریقی نشده است، اما فناوری افزودنی به سرعت در حال پیشرفت است. اکنون می توانید قطعات را از مواد متنوع تری از جمله برخی فلزات پرینت سه بعدی کنید. با این حال، برای بسیاری از کاربردها، ماشینکاری CNC گزینه بهتری است.
بدون دیدگاه