Inhoudsopgave
De kosten- en tijdsbesparing van 3D-printtechnologieën is een groot voordeel geworden dat veel industrieën niet kunnen negeren. Maar zowel CNC verspanen als 3D printen hebben unieke sterke punten en toepassingen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende scenario’s. Dit overzicht verkent hun verschillen, voordelen en kosten, met als doel u te helpen een weloverwogen beslissing te nemen voor uw bedrijf.
Inzicht in CNC-verspaning en 3D-printen
CNC-bewerking
CNC (computer numerical control) is een subtractief productieproces dat voorgeprogrammeerde software gebruikt om machines aan te sturen. Het staat bekend om zijn precisie en het vermogen om met een groot aantal materialen te werken, waaronder metalen en kunststoffen.
3D printen
Bij 3D-printen, of additieve productie, worden objecten laag voor laag opgebouwd uit digitale modellen. Het is zeer veelzijdig en kan complexe geometrieën produceren met minimaal afval.
Belangrijkste verschillen tussen CNC-bewerking en 3D-printen
| Aspect | CNC Machining | 3D Printing |
| Proces | Verwijdert materiaal van een massief blok | Bouwt laag voor laag op uit digitaal model |
| Nauwkeurigheid | Hoge precisie en herhaalbaarheid | Goed voor complexe geometrieën Minder nauwkeurig |
| Materiaalafval | Genereert meer afval | Minimaal afval, duurzamer |
| Complexiteit | Vakkundige operators en installatie nodig | Eenvoudiger in te stellen, vaak geautomatiseerd |
Nauwkeurigheid
Met name 3D printen op metaal kan gepaard gaan met thermische vervorming, barsten en andere defecten. Gelukkig zijn er nu softwaretechnologieën die 3D printing engineers helpen om potentiële defecten vooraf te simuleren, te voorspellen en ongedaan te maken. Deze softwareverbeteringen kunnen onnauwkeurigheden uit het verleden volledig tenietdoen.
Materiaal afval
3D-printen genereert minder afval omdat materiaal meestal wordt toegevoerd en overgebleven materiaal kan worden gerecycled. Dit maakt het schoner dan CNC, waarbij meestal uit een materiaal wordt gesneden en gemaakt. 3D printen is echter beperkt tot de bouwgrootte. Dus als het gaat om de maximale grootte van onderdelen, kan 3D printen niet goed concurreren met CNC. Er is bijna geen limiet aan het soort materiaal dat gebruikt kan worden bij 3D printen, zoals plastic en metaal. Er zijn voorbeelden van 3D printen van voedsel, chocolade, vitamines en zelfs menselijk weefsel. Hoewel CNC kan worden gebruikt voor een breed scala aan materialen, zijn er nog steeds materialen die CNC niet kan doen, zoals bepaalde superlegeringen.
Complexiteit
Met voorgeprogrammeerde CNC-bewerking kunnen complexe projecten snel worden uitgevoerd. Maar een van de grootste voordelen van 3D printen is dat het vrijwel elke complexe geometrie aankan. Dit vermindert het aantal onderdelen dat meestal nodig is in een assemblage bij gebruik van CNC. Voor complexe onderdelen die moeilijk te produceren zijn, moet 3D printen dus als eerste overwogen worden. Een extra bonus is dat er nu softwaretechnologieën zijn die gebruik maken van deze functie om ontwerpers te helpen het minimale gewicht en de optimale stijfheid te kiezen door middel van topologieanalyse voordat ze gaan printen. 3D printtechnologieën verschillen in de toleranties die ze aankunnen. En CNC wordt over het algemeen als superieur beschouwd. Als we echter kijken naar de minimale laagdikte die sommige 3D printtechnologieën bereiken, wordt dit voordeel minder merkbaar.
Kosten
Dit is grotendeels afhankelijk van het volume van het printen en gerelateerd aan de snelheid van levering. Daarom biedt 3D-printen voor kleine hoeveelheden (d.w.z. in de 100) lagere kosten en is het sneller. Andere factoren moeten verder in overweging worden genomen, zoals de reparatie en vervanging van CNC-onderdelen. Maar voor grote hoeveelheden, van 500 en meer, moet ook andere productie overwogen worden, zoals gieten.
Toepassingen in de industrie: CNC-bewerking vs. 3D-printen
Aerospace
CNC-bewerking van luchtvaartonderdelen
CNC-bewerking wordt gebruikt voor de productie van kritieke onderdelen zoals turbinebladen en motoronderdelen. Je zou bijvoorbeeld CNC-bewerking kunnen gebruiken om titanium motorsteunen te produceren die bestand moeten zijn tegen extreme temperaturen en spanningen tijdens de vlucht.
3D printen van luchtvaartonderdelen
Airbus gebruikt 3D-printen om prototypes van het interieur van vliegtuigen op ware grootte te produceren, waardoor de doorlooptijden en kosten aanzienlijk worden verkort. Dit interne 3D-printproces maakt snelle iteratie van ontwerpen mogelijk, waardoor er geen dure mallen nodig zijn en innovatieve ontwerpen efficiënt kunnen worden onderzocht.
Automotive
CNC-bewerking van auto-onderdelen
CNC-bewerking wordt gebruikt voor onderdelen die nauwe toleranties en hoge sterkte vereisen, zoals transmissiebehuizingen en remonderdelen. Je kunt CNC-bewerking bijvoorbeeld gebruiken om wielen van aluminiumlegering te maken die zowel sterk als licht zijn.
3D printen van auto-onderdelen
De Zweedse autofabrikant Koenigsegg heeft de turbocompressor voor ’s werelds eerste in serie geproduceerde megacar 3D-geprint. De One:1 produceert een Megawatt aan vermogen en is vernoemd naar zijn verbazingwekkende verhouding tussen pk’s en kg.
Healthcare
CNC-bewerking van chirurgisch gereedschap en implantaten
CNC-bewerking wordt gebruikt voor de productie van chirurgische instrumenten en orthopedische implantaten, waarbij precisie en biocompatibiliteit essentieel zijn. Je kunt CNC-bewerking bijvoorbeeld gebruiken om chirurgisch gereedschap van roestvrij staal te maken dat exacte afmetingen nodig heeft voor veilig en effectief gebruik.
3D printen van patiëntspecifieke implantaten en protheses
Maatwerk is een belangrijk voordeel op medisch gebied. 3D-printen maakt de productie van patiëntspecifieke implantaten en protheses mogelijk. 3D-printing stelt fabrikanten bijvoorbeeld in staat om op maat gemaakte implantaten te maken die zijn aangepast aan de anatomie van de patiënt, waardoor het comfort en de functionaliteit worden verbeterd.
Samenvatting
De keuze tussen 3D printen en CNC is sterk afhankelijk van de gebruikte materialen, het aantal onderdelen, de vereiste leveringssnelheid en de geometrische complexiteit. In de afgelopen jaren is 3D printen steeds nauwkeuriger geworden, waarbij ook de bouwgroottes zijn toegenomen en de printtijden zijn verbeterd.
Hoe kan TECHNIA helpen?
We leveren CNC-bewerkingsservices, kennis en ondersteuning voor matrijzen, pers- en gietgereedschappen en zorgen door middel van simulatie en analyse voor succesvolle bewerkingsprocessen. Onze CNC services zijn op maat gemaakt voor uw omgeving en maken gebruik van bestaande gereedschapbibliotheken en machineparameters om bestaande mogelijkheden efficiënt uit te breiden. Voor 3D printen, of additieve productie, leveren we geoptimaliseerd generatief ontwerp, simulatie en analyse, zodat klanten 3D printprocessen kunnen verkennen en verfijnen voordat ze het op grote schaal gaan toepassen. En in samenwerking met Renishaw bieden we een veilige ontwikkelomgeving voor additieve productie van metaal. Dit omvat toegang tot de nieuwste AM-systemen en deskundige begeleiding bij het integreren van 3D-printtechnologie in de bedrijfsvoering.