Prozessunterschiede zwischen 3D-Druck und CNC, Spritzguss und Metallpulver-Spritzguss

Datum:[2024/3/6]

Der 3D-Druck wurde ursprünglich als Rapid Prototyping, auch Additive Manufacturing genannt, entwickelt und hat sich mittlerweile zu einem echten Herstellungsprozess entwickelt. 3D-Drucker ermöglichen Ingenieuren und Unternehmen die gleichzeitige Herstellung von Prototypen und Endprodukten und bieten erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren. Zu diesen Vorteilen zählen die Realisierung von Massenanpassungen, die Erhöhung der Gestaltungsfreiheit, die Ermöglichung einer reduzierten Montage und kann als wirtschaftlich effizienter kleiner Produktionsprozess dienen.
Vergleich zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck
Materialunterschiede
Die Materialien, die für den 3D-Druck verwendet werden, umfassen hauptsächlich flüssiges Harz (SLA), Nylonpulver (SLS), Metallpulver (SLM), Draht (FDM), etc. Flüssiges Harz, Nylonpulver und Metallpulver nehmen die große Mehrheit des industriellen 3D-Druckmarktes ein.
Die Materialien, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden, sind alle Blechteile, und die Länge, Breite, Höhe und Verschleiß der Komponenten werden gemessen, bevor entsprechende Bleche für die Verarbeitung geschnitten werden. Für die CNC-Bearbeitung gibt es mehr Materialoptionen als für den 3D-Druck. Im Allgemeinen können Hardware- und Kunststoffplatten durch CNC bearbeitet werden, und die Dichte der Formteile ist besser als die des 3D-Drucks.
Unterschiede in Teilen durch Umformprinzipien
3D-Druck ist der Prozess, ein Modell in N-Schichten/N-mehrere Punkte zu schneiden und dann Schicht für Schicht/Punkt für Punkt in der Reihenfolge zu stapeln, wie Bausteine. Daher kann der 3D-Druck strukturell komplexe Teile, wie Hohlteile, effektiv verarbeiten, während CNC die Bearbeitung von Hohlteilen schwierig ist.
CNC-Bearbeitung ist eine Materialreduktionsfertigung, bei der verschiedene Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge verwendet werden, um die erforderlichen Bauteile entsprechend dem programmierten Schneidweg zu schneiden. Daher kann die CNC-Bearbeitung nur abgerundete Ecken mit einer bestimmten Krümmung erzeugen. Während die CNC-Bearbeitung von äußeren rechten Winkeln kein Problem ist, ist es nicht möglich, direkt innere rechte Winkel herzustellen, die durch Prozesse wie Drahtschneiden/elektrische Entladung erreicht werden müssen. Darüber hinaus ist die CNC-Bearbeitung bei gekrümmten Oberflächen zeitaufwendig, und wenn die Programmier- und Bedienerfahrung unzureichend ist, ist es leicht, offensichtliche Muster auf den Bauteilen zu hinterlassen. Bei Teilen mit inneren rechten Winkeln oder einer großen Oberfläche stellt der 3D-Druck keine Bearbeitungsschwierigkeiten dar.
Einige Leute vergleichen 3D-Druck mit dem Stapeln von Kuchenpulver in einen Kuchen, während CNC einen großen Kuchen in kleine Stücke schneidet, was eine passendere Metapher ist.
Unterschiede in der Betriebssoftware
Die meisten 3D-Druck-Schneidesoftware ist einfach zu bedienen und kann innerhalb von ein oder zwei Tagen unter professioneller Anleitung kompetent betrieben werden. Die Slicing-Software ist derzeit sehr einfach optimiert und unterstützt die automatische Generierung, weshalb der 3D-Druck für einzelne Benutzer popularisiert werden kann.
CNC-Programmiersoftware ist viel komplexer und erfordert Profis, um sie zu bedienen. Zusätzlich wird ein CNC-Bediener benötigt, um die CNC-Maschine zu bedienen. Zu den häufig verwendeten gehören UG, MASTERCAM, CIMATRON und im Inland hergestelltes Präzisionsschneiden. Das Erlernen dieser Software ist etwas herausfordernd.
Ein Bauteil kann viele CNC-Bearbeitungsschemata haben, und die Programmierung ist sehr komplex. Allerdings hat der 3D-Druck aufgrund seiner relativ einfachen Platzierung nur einen geringen Einfluss auf Bearbeitungszeit und Verbrauchsmaterialien.
Unterschiede in der Nachbearbeitung
Es gibt nicht viele Nachbearbeitungsoptionen für 3D-gedruckte Komponenten, in der Regel einschließlich Polieren, Sandstrahlen, Entgraten, Färben usw. Die Nachbearbeitungsoptionen für CNC-Bearbeitungsteile sind vielfältig, einschließlich Polieren, Ölsprühen, Entgraten, Galvanisieren, Siebdruck, Transferdruck, Metalloxidation, Lasergravur, Sandstrahlen und so weiter.
CNC-Bearbeitung und 3D-Druck haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Wahl der geeigneten Verarbeitungstechnologie ist wichtiger.
Der Unterschied zwischen 3D-Drucktechnologie und Spritzgusstechnologie
Kunststoffspritzguss bezieht sich auf das Verfahren, um geformte Produkte zu erhalten, indem vollständig geschmolzene Kunststoffmaterialien mit Schrauben bei einer bestimmten Temperatur gerührt und unter hohem Druck in den Formhohlraum gespritzt, gekühlt und verfestigt werden. Dieser Prozess begann in den 1920er Jahren und hat eine Entwicklungsgeschichte von fast einem Jahrhundert. Es ist derzeit eine weit verbreitete und ausgereifte industrielle Fertigungstechnologie.
In der Kunststoffherstellungsindustrie werden 3D-Druck und Spritzguss häufig verwendet, um miteinander zu konkurrieren, und es gibt auch viele Meinungen, dass 3D-Druck der Terminator des Spritzgießens ist. Für Hersteller ist eine ihrer Bedenken, ob ihre Wettbewerbsfähigkeit hoch oder niedrig ist. Was ist also der Unterschied zwischen 3D-Drucktechnologie und Spritzguss?

Produktionsart

Die Spritzgießtechnik, solange es Spritzgießformen gibt, kann standardisierte Produkte zu niedrigen Kosten und in großem Maßstab produzieren. Daher ist das Spritzgießen für die traditionelle Großfertigung derzeit noch die beste Wahl.
3D-Drucker hingegen benötigen keine herkömmlichen Schneidwerkzeuge, Vorrichtungen, Werkzeugmaschinen oder irgendwelche Formen und können jede Form des Computers automatisch, schnell, direkt und relativ *.direkt in ein physisches Modell umwandeln. Dank der einzigartigen Eigenschaften von 3D-Druckern, die sich stark von traditionellen Spritzgusstechniken unterscheiden, sind je komplexere nichtfeste Objekte, desto schneller die Verarbeitungsgeschwindigkeit und desto kostengünstiger die Rohstoffe. Daher sind sie besser in der Personalisierung Herstellung diversifizierter Produkte.
Herstellungskosten
Aufgrund der großen Verfügbarkeit von Rohstoffen für den Spritzguss tragen seine Eigenschaften einer großflächigen und schnellen standardisierten Produktion auch zur Senkung der Kosten einzelner Produkte bei. Daher sind die Kosten des Spritzgießens in Bezug auf die Herstellungskosten viel niedriger als die der 3D-Drucktechnologie.
Für die industrielle Fertigung liegt der eigentliche Kosteneinsparungsaspekt des 3D-Drucks jedoch in der Modifikation des Prototyps, die lediglich eine Modifikation des CAD-Modells erfordert und keine Herstellungskosten verursacht.
Beim Spritzgießen, wenn der Prototyp eine Stahlform ist, werden die Modifikationskosten relativ niedrig sein, aber wenn Aluminiumlegierungsformherstellungswerkzeuge verwendet werden, werden die Kosten viel höher sein. Dies ist auch der Grund, warum viele Unternehmen oder Einzelpersonen, die im Formenbau tätig sind, derzeit 3D-Drucker für den Formenbau wählen.
Anwendungsbereich
Gegenwärtig kann die Spritzgießtechnik Massenproduktion von Artikeln mit einheitlichen Formen erreichen, was sie für die großflächige standardisierte Produktherstellung sehr geeignet macht.
Der 3D-Druck erfordert nur die Eingabe von 3D-Bildern über das Kontrollterminal, um Rohstoffe in physikalische Modelle zu drucken und sogar direkt Teile oder Formen herzustellen, wodurch der Produktentwicklungszyklus effektiv verkürzt wird. Derzeit ist 3D-Druck in Bereichen wie Hersteller, Architekturdesign und Formenmodell-Design weit verbreitet.
Vergleich zwischen 3D-Druck und Spritzgießen von klebstoffspritztem Metall
Metal Injection Molding (MIM) ist ein leistungsfähiges Herstellungsverfahren für die Massenproduktion von Metallteilen. Aber mit seinen einzigartigen Vorteilen bietet der Klebestrahlmetall-3D-Druck eine auffällige Alternative.
Der 3D-Druck mit Sprühmetall verwendet eine Reihe von Düsen, um CAD-Modelle in eine Reihe von zweidimensionalen Daten zu schneiden. Basierend auf den zweidimensionalen Grafiken, die beim Schneiden erhalten werden, sprühen Sie Klebstoff selektiv in ein Metallpulverbett, um zu erstarren und zu formen, und Schicht für Schicht, um das gesamte Rohteil zu vervollständigen. Anschließend werden die anfänglichen Rohteile vorgesintert, um eine bestimmte Festigkeit zu erhalten, und dann wird die Pulverreinigung durchgeführt* Nach dem Hochtemperatursintern wird das Bindemittel entfernt und die Verschmelzung der Pulverpartikel erreicht, was zu hochdichten und hochfesten Teilen führt. Es gibt Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den beiden Technologien.
Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen Adhesive Spray Metal 3D Druck und Spritzguss
Erstens sind die Designbeschränkungen beim 3D-Druck minimal, und die Eigenschaft, Teile Schicht für Schicht herzustellen, verleiht dieser Technologie mehr Gestaltungsfreiheit. Im Prinzip kann es den Druck verschiedener komplexer Formteile erreichen. Dies bedeutet auch, dass mehrere Teile integriert werden können, wobei mehrere Steckverbinder durch ein Teil ersetzt werden können, die erreichten Funktionen jedoch gleich sind, wodurch die Anzahl der Teile reduziert und die Montagezeit verkürzt wird. Das Design von MIM erfordert die Berücksichtigung der Entformung von Teilen, was einige Formen begrenzt und es unmöglich macht, komplexe Strukturteile wie 3D-Druck herzustellen. Aufgrund des Einflusses von Schwerkraft, Reibung und Schrumpfung ist der Nachsinterprozess des Klebestrahlmetall-3D-Drucks jedoch nicht gut bei der Verarbeitung großflächiger dünnwandiger Teile ohne Stützstrukturen, noch ist er gut bei der Herstellung schlanker baumförmiger Teile.
Zweitens ist der Formprozess anders. Der 3D-Druck mit Klebespray Metall verwendet eine Reihe von Düsen, um den Klebstoff selektiv zu sprühen und zu verfestigen, während MIM Formspritzguss verwendet. Der Nachbehandlungsprozess für beide ist jedoch derselbe und erfordert ein Hochtemperatursintern. Nach dem Sintern kann die Dichte der 3D-gedruckten Teile über 98% erreichen, was dem MIM-Verfahren ähnlich ist. Aufgrund des speziellen Entfettungsprozesses, den MIM benötigt, ist es jedoch unmöglich, sehr dicke Teile herzustellen.
Drittens sind die Fertigungsschritte des Klebestrahlmetall-3D-Drucks weniger als die von MIM. MIM erfordert Formöffnung, während der 3D-Druck mit Klebestrahlmetall direkt Teile drucken kann. Denn die Verarbeitungsgeschwindigkeit für Kleinserien ist deutlich besser als die MIM-Technologie. Und sobald die MIM-Form verarbeitet ist,es ist nicht einfach einzustellen. So kann der Metall-3D-Druck mehrfach iteriert werden, ohne dass die Kosten steigen.
Wie wählt man zwischen 3D-Druck und MIM?
In den meisten Fällen basiert die Wahl hauptsächlich auf dem Ertrag. Für die Prototypenfertigung und Kleinserienfertigung, wie Zehntausende von Stücken, ist die Wahl des ersteren eine gute Wahl. Allerdings ist MIM in der Massenproduktion kostengünstiger, zum Beispiel kann MIM-Technologie für Aufträge von mehreren Hunderttausend oder weniger gewählt werden.
Abgesehen davon, dass der Ertrag der entscheidende Faktor ist, gibt es noch andere Gründe.
Aufgrund der Beschränkung der Entfettung kann MIM keine Teile herstellen, die zu groß und dick sind. Die Qualität von MIM-Teilen liegt im Allgemeinen im Bereich von 500g, so dass für große Teile die 3D-Drucktechnologie bevorzugt wird.
Darüber hinaus tendieren komplexe Designs dazu, den 3D-Druck zu wählen, da die geometrische Form von MIM-Teilen durch Entformung begrenzt wird.
Es gibt auch Unterschiede in der Oberflächenqualität zwischen den beiden Prozessen. Die Oberflächenglätte von MIM ist etwas höher, mit einer Rauheit von ca. 1-2 μ m. Die Oberflächenrauheit von mit Klebstoff besprühten 3D-gedruckten Metallteilen beträgt 3 μ Oben. Für diejenigen mit hohen Anforderungen an die Montagegenauigkeit ist CNC für den Nachbearbeitungsprozess erforderlich, der entweder Spritzguss oder 3D-Druck sein kann.
Schlussfolgerung
Unabhängig von der Art des 3D-Druckverfahrens ist es eine vorteilhafte Ergänzung zu traditionellen Fertigungsverfahren. Für einige kleine Chargen und komplexe Produkte sind die Kosten der Formöffnung oder anderer traditioneller Prozesse relativ hoch. In diesem Fall kann der 3D-Druck einen offensichtlicheren Preisvorteil und Fertigungseffizienz haben. Daher wird diese Technologie in Zukunft, da bestimmte Branchen ihr Verständnis der 3D-Drucktechnologie vertiefen, zu einer Wahl in der Branchenkette werden. 3D-Druck ist nur ein Herstellungsprozess.