3D打印与数控铣削原型

在评估建立原型实验室需要什么的过程中，第一项业务是在3D打印和数控铣削之间做出决定。这两种方法都被证明对现代制造工艺至关重要，与传统制造方法相比，每种方法都有一系列优点。最终，决定取决于几个因素:价格范围，零件/原型的大小和所用材料的类型。虽然这些特点将不同于特定的行业，项目和目的，重要的是认识到普遍的偏见，3D打印而不是数控铣削。关于3D打印优于CNC铣削的好处有一些误解，这篇文章将澄清事实。虽然3D打印毫无疑问有它的位置，重要的是不要短视时，评估数控铣床的优点与工业原型。在建立原型实验室时，这些信息将有助于指导有关特定业务需求的决策。

定义3D打印和数控铣削

Techopedia描述了3D打印“一种制造过程，通过它可以制造出三维立体物体。”它可以使用一系列添加或分层开发框架创建对象的物理3D模型，在这些框架中，层被连续放置以创建一个完整的3D对象。”因此，3D打印也被称为增材制造。

根据Investopedia他说，“3D打印技术已经提高了制造业的生产率，如果它能成功地用于大规模生产，如果制造业变得更加本地化，它有这样的潜力，可能会大规模扰乱制造业物流和库存管理行业。”这就是3D打印的局限性:这个过程速度不快，也负担不起大规模生产。

另一方面，根据SearchERP，“计算机数字控制

数控机床是通过使用安装在机床上的微型计算机中的软件来实现对机床的自动化控制的。它通常用于加工金属和塑料零件。

对CNC的一个常见误解是，这种自动化控制是要付出代价的。CNC通常被错误地认为更昂贵，部分原因是人们认为需要高技能的劳动力。在现实中，数控加工已经取得了重大进展，远离这些最初的真理。

用于3D打印和数控铣削

关于工业用途快速原型通过3 d打印,Sculpteo的2019年3D打印状态报道“制造商越来越依赖3D打印作为其更广泛的制造战略的一部分，在所有受访者中，生产使用3D打印的比例从2018年的38.7%上升至51%。”

这并不奇怪，特别是考虑到一些重点出版福布斯2019年3D打印状态“自2015年以来，大规模定制和支持配置到订单和工程师到订单的产品战略仍然是今年的重点。增加生产灵活性是当今增材制造战略的第三个重点领域。”

根据这份报告，研究设计研究中突出的八个行业:工业产品(13.6%)、高科技(10.6%)、服务(9.9%)、消费品(8.6%)、健康和医疗(6.2%)、汽车(5.7%)、航空航天和国防(5.5%)以及教育(4.9%)，说明了3D打印在支持和造福各个垂直行业方面的多样化潜力。

目前，根据Engineering.com，常用的制造工艺是使用数控机床包括弯曲、钻孔、打孔、打胶、打磨、激光切割、火焰和等离子切割、布线、拣选和放置、超声波焊接等。铣床、车床、电火花加工和水射流切割机经常使用CNC进行操作。

然而,在Engineering.com制造业之战:添加剂vs。

减去“虽然增材制造已经在航空航天和汽车行业取得了一些令人印象深刻的进展，但数控加工仍然是绝大多数制造商的首选。”

评估加法和减法制造工艺

为了确定原型实验室是否需要3D打印或数控铣床，用户首先考虑产品的设计是否最有效和高效交付根据增材和减材制造工艺。

据市场商业新闻报道，“除了消除了添加剂工艺的分层，减法工艺还有其他优点。他们提供了多种表面处理，消除了在许多添加剂过程中经常发现的“台阶”表面。如果零件必须滑动，光洁度可能是重要的功能，如果原型要用于市场测试，光洁度可能是重要的外观。”

理解加法和减法的应用

虽然新来的人在两者之间，通用电气添加剂解释说“增材制造已经被用于生产一系列令人印象深刻的产品。”这些产品主要用于航空航天、汽车、医疗保健和产品开发。

尽管3D打印在各个行业的趋势本质，事实仍然存在根据Ian Hutchings和Philip Shipway在《摩擦学(第二版)》中所述“减法制造让你有机会用最终用途的材料来设计、原型和制造。它是用于小批量生产和大批量生产的零件的适当选择，以获得特定的表面处理，或获得特定的机械性能。”

出于这个原因，Hutchings先生和Shipway先生继续说，“减法加工在制造业中应用非常广泛……车削、铣削、钻孔、锯切、螺纹切割和齿轮切割是一些涉及金属切割的减法加工的例子，这些传统上是在专门的机器上进行的。”

易于操作3D打印机和数控铣床

3Dnatives解释说，总的来说，3D打印被吹捧为更容易操作而加工中心。主要原因是“一旦文件准备好，你只需要选择零件方向，填充，如果需要的话支持。”然后一旦打印开始，不需要主管，打印机可以留下，直到部分完成。”

因为cnc涉及更多，关于劳动，有一个

人们普遍认为数控加工需要训练有素的机械师。虽然过去可能是这样，但时代已经改变了。机床等厂家Datron已经开发出从开始到结束简化生产流程的方法，消除了专业技术瓶颈。高速加工应用程序使几乎任何人都可以设置一个易于使用的触摸屏界面的工作。Datron的机器还集成了易于设置的多个功能——它可以让新手第一次通过设置数控机床的八个步骤。最终，平均只需要1到2天的训练，就可以在使用这项技术时感到舒适和自信。

该界面的外观和功能类似于智能手机，配有摄像头和自动登记零件的机械探头系统，减少了熟练技术人员输入这些信息的需要。集成的工件夹持解决方案和刀具技术，通过消除在其他地方指定和购买类似组件的需要，保持整个过程在室内。

了解你的局限性:准确性，大小和几何复杂性

在3D打印vs数控加工-哪个是你的原型的最佳选择?Josh Biggs写道:“首先，如果你想要获得更高的尺寸精度，数控加工是一个很好的选择。此外，数控加工可以用于还不能打印的材料，例如木材。在金属加工和塑料加工方面，数控加工也胜过3D打印。”

他继续断言，“此外，数控机床通常提供更精确的结果。如果你需要非常窄的工件或有难以置信的紧公差，数控机床是更好的选择。没有任何其他的匹配0.01毫米的公差。”

即使是在3Dnatives，专门用于增材制造他说:“就公差而言，数控加工优于所有3D打印工艺。”然而，当任务是制造具有高几何复杂性的零件时，3D打印具有优势。

权衡成本:3D打印vs. CNC

正如你所看到的，制造业并不是一个单一的解决方案。原型实验室所需的资金不仅取决于它将生产什么，还取决于它将生产的大小和数量。例如，根据比格斯简单的成本效益分析，“如果你只制作一个原型，3D打印几乎总是更便宜。对于小型打印，3D打印通常更实惠。然而，价格会根据所使用的材料而有所不同……数控加工在大规模运行中是划算的。如果你要制作50到100个原型，数控加工可能更有价值。”

有趣的工程出版了“常见的误解数控加工生产，”消除数控加工昂贵的神话:“最常见的误解之一是数控加工服务昂贵。在现实中，CNC原型的价格可以低至100美元左右的单个零件，并且单位价格急剧下降，以制造更高的数量的零件。由于自动化和规模经济，数控加工是大批量生产零件的最经济的选择之一。无论你的项目规模较小，需要单个部件的独特原型，还是需要大批量生产。”

当涉及到3D打印机，选项，尺寸和价格范围运行的范围，所以材料的可能性。除了未知或定义不明确的材料成本，操作人员通常需要培训，这代表一种投资。

Datron的切割机可以容纳来自任何供应商的塑料、木材、铝和钢材，允许用户预先估计和确定材料成本。没有高级培训要求，使Datron数控机器是一个具有成本效益的替代3D打印机。

不浪费，不愁缺

考虑到减法制造的本质——剥离一层层的材料来制造产品——更不用说所需的工具，数控机床留下的烂摊子就不足为奇了。

能源网站Energy.gov在2015年的一份报告中评估了这些影响，“在先进制造业中创新清洁能源技术”该报告强调了增材制造的潜力，“通过减少生产步骤、使用更少的材料、允许副产品再利用以及生产更轻的产品来节约能源。”

报告还说，“将物体一层一层地建造，而不是传统的切削材料的加工过程，可以减少材料需求和成本高达90%。AM还可以通过避免与CM工艺相关的工具、模具和材料报废，减少“从摇篮到大门”的组件制造环境足迹。此外，AM可以通过减少生产中的人为错误来减少浪费。”

一种更清洁的数控解决方案

Datron对其高速加工设备进行了微调，以消除混乱，使其能够在不去毛刺或脱脂的情况下去除成品零件。更重要的是，Datron的数控工具和附件提供了在市场上最小的足迹机器最高的RPM。

典型的，具有工业功能的数控铣床的特点是大型电机产生大量的热量，这需要油来冷却和润滑机器部件。处理石油是必要的，但会对环境造成风险。

Datron已经开发出了紧凑、高效、安静的机器。这就降低了热系数，减少了对油的需求。机器磨酒精，在切割过程中蒸发，保持所有零件和部件的干燥和清洁。因为这些机器不需要等量的热量、油或冷却剂，它们还能节省能源。

结论:3D打印vs. CNC加工

专业原型实验室的需求最好由它将生产的特定产品来决定。3D打印和数控加工都可以工作，甚至互补，根据制造需求。

事实上,正如Fabbaloo的这篇文章所显示的，有几个结合3D打印和数控加工的案例，主要是由于公差、时间和/或工件的显著尺寸。此外，“将这两个过程结合起来并不需要您所设想的复杂工作流。”

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