3D-Druck vs. CNC-Bearbeitung: 5 Überlegungen bei der Auswahl einer Fertigungslösung

CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) und 3D-Druck sind heutzutage zwei der am häufigsten verwendeten Prozesse in der Fertigung. Mit beiden Technologien können Sie viel Geld und viel Zeit sparen und gleichzeitig qualitativ hochwertige Teile herstellen. 3D-Druck vs. CNC-Bearbeitung ist für viele Hersteller ein häufiger Vergleichspunkt bei der Entscheidung für eine Fertigungslösung.

Allerdings bieten 3D-Druck und CNC-Bearbeitung unterschiedliche Möglichkeiten. Dies bedeutet, dass eines für ein bestimmtes technisches Entwurfsszenario möglicherweise die bessere Wahl ist als das andere.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, welches Verfahren für die Herstellung Ihres Produkts am besten geeignet ist, sind Sie bei uns genau richtig. Dieser Artikel hilft Ihnen dabei, die Option zu finden, die Ihren Fertigungsanforderungen am besten entspricht. Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr über die fünf Überlegungen bei der Wahl zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck als Fertigungslösung.

Inhaltsverzeichnis

Die Auswahl an Materialien für den 3D-Druck ist begrenzt, da es sich bei der Technologie um eine recht neue Innovation handelt. Die geringeren verfügbaren Materialien sind vor allem auf die Einschränkungen der 3D-Drucker selbst zurückzuführen. Außerdem befinden sich einige neue Materialien noch in der Entwicklung oder sind noch nicht vollständig kommerzialisiert.

Aus diesem Grund werden beim 3D-Druck derzeit üblicherweise Harze oder Thermoplaste verwendet. Im Falle von Kunststoffen sind sie ein ideales Material, da sie aufgrund ihres niedrigeren Schmelzpunkts leicht zu handhaben sind und zudem kostengünstig sind. Die Nachfrage nach dieser Produktionsmethode wächst, sodass davon ausgegangen werden kann, dass die Materialoptionen dafür in den kommenden Jahren zunehmen werden. Allerdings wird die Zahl der geeigneten Materialien im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren nicht so groß sein. Dies erschwert den Einsatz von 3D-Druckern für eine größere Anzahl von Anwendungen.

Andererseits können eine Präzisionsbearbeitungswerkstatt von Moseys Productions und andere Bearbeitungsunternehmen ein viel größeres Spektrum an Materialien verarbeiten. Einige mit der CNC-Bearbeitung kompatible Materialien sind Metalllegierungen, Acryl, Holz und Thermoplaste.

Einige Geometrien können nicht mit CNC-Bearbeitung erstellt werden. Denn CNC-Schneidwerkzeuge kommen von oben mit dem Werkstück in Kontakt. Es ist nicht möglich, auf alle Seiten des Teils zuzugreifen, ohne das Teil zu drehen – die erforderliche Neupositionierung führt zu einer erhöhten Bearbeitungs- und Arbeitszeit, was für viele Unternehmen ein Problem darstellen kann. Beispielsweise ist es eine Herausforderung, mit CNC-Maschinen versteckte Merkmale und Hinterschneidungen zu erzeugen.

In Szenarien, in denen Sie Teile mit komplexer Geometrie erstellen müssen, ist es möglicherweise besser, ein additives Fertigungsverfahren wie den 3D-Druck zu verwenden.

Bei der Auswahl einer Fertigungslösung ist neben der geometrischen Komplexität auch die erforderliche Präzision zu berücksichtigen. Wenn Sie hochwertige, präzise Teile benötigen, ist die CNC-Bearbeitung möglicherweise die beste Option.

Im Allgemeinen kommt bei der CNC-Bearbeitung die neueste Technologie zum Einsatz, beispielsweise das 5-Achsen-CNC-Fräsverfahren, das darauf ausgelegt ist, Ihnen die Teile zu liefern, die genau Ihren Spezifikationen entsprechen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Teile neu zu positionieren, wodurch der Bediener effizienter arbeiten kann und gleichzeitig das Risiko verringert wird, ungenauere und fehlerhafte Teile herzustellen.

Wenn Sie jedoch nur gute Ergebnisse zu erschwinglichen Kosten erzielen möchten, kann der Einsatz des 3D-Drucks für Ihre Fertigungsanforderungen sehr sinnvoll sein. Das bedeutet, dass der 3D-Druck eine perfekte Wahl sein kann, wenn Ihr Herstellungsprozess keine bestimmten Präzisionsanforderungen erfordert.

Obwohl beide gute Ergebnisse liefern können, kommt es auf die richtige Wahl an, insbesondere wenn Sie hochpräzise Teile für Ihren Fertigungsprozess herstellen müssen.

Die minimale Merkmalsgröße ist die kleinste Größe eines Werkstückmerkmals, die von Bearbeitungsmaschinen erzeugt werden kann.

Beim 3D-Druck können Sie Teile mit einer minimalen Strukturgröße zwischen 0,25 mm und 0,88 mm erstellen. Allerdings können 3D-Drucker keine Teile drucken, die größer als das Druckbett sind. Es ist möglich, einige größere Teile zu drucken, aber Sie müssen sie zuerst in kleinere Komponenten zerlegen. Da die Komponenten separat gedruckt werden, müssen Sie sie anschließend zusammenbauen, was die Produktionszeit verlängert.

Andererseits haben CNC-Maschinen eine minimale Strukturgröße zwischen einem und drei mm. Das ist etwa das Vierfache der minimalen Strukturgröße eines 3D-Druckers. Mit der CNC-Bearbeitung können auch große Objekte wie Kühlschränke hergestellt werden.

Materialkompatibilität, Geometrie und minimale Strukturgröße – nichts davon ist für Unternehmen so wichtig wie die Vorlaufzeit.

Was hat also eine bessere Vorlaufzeit: 3D-Drucker oder CNC-Maschinen? Im Allgemeinen ist der 3D-Druck die bessere Option, wenn eines Ihrer Ziele eine schnelle Durchlaufzeit ist. 3D-gedruckte Teile können in wenigen Tagen hergestellt werden. Mit solchen Druckern ist außerdem kein Werkzeugwechsel bei der Erstellung der nächsten Version eines Designs oder eines anderen Artikels erforderlich, was die Vorlaufzeit noch weiter verkürzt.

Allerdings kann die CNC-Bearbeitung bei der Herstellung größerer Losgrößen insgesamt ein schnellerer Prozess sein. Denn anders als beim 3D-Druck ist beim Einsatz von CNC-Maschinen keine Nachbearbeitung erforderlich. Die kürzere Durchlaufzeit bei der CNC-Bearbeitung gilt insbesondere dann, wenn Sie mehr als hundert Einheiten identischer Teile herstellen. Einmal eingerichtet, können CNC-Maschinen auch ohne Aufsicht im Dauerbetrieb laufen. Somit kann die CNC-Bearbeitung bei identischen Teilen von über 100 Einheiten deutlich schneller sein als der 3D-Druck.

Neben kurzen Lieferzeiten ist auch eine kostengünstige Fertigungstechnologie der Traum eines jeden Produktdesigners. Die günstigere Option zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung hängt stark von der Losgröße ab.

Im Allgemeinen ist der 3D-Druck für kleine Auflagen oder die Herstellung nur eines einzigen Prototyps günstiger. Andererseits erhöhen die für die CNC-Bearbeitung erforderliche Werkzeugeinrichtung und -programmierung die Kosten einer Kleinserie oder eines einzelnen Teils. Allerdings bietet es wahrscheinlich ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis, wenn Sie zwischen 50 und 100 Prototypen oder größere Auflagen herstellen.

Bei der Wartung von CNC-Maschinen und 3D-Druckern gibt es einige Unterschiede. Diese Unterschiede können entscheidend dafür sein, dass man sich für das eine gegenüber dem anderen entscheidet.

Bei CNCs dreht sich bei der Wartung alles um bewegliche Teile und die sie unterstützenden Maschinen. Dazu gehört die Pflege von Flüssigkeiten wie Kühlmitteln und Ölen, die Schmierung, die Filter und die Reinigung der Oberflächen von Werkstattschmutz.

3D-Drucker sind komplexe Geräte, die Pflege und Aufmerksamkeit erfordern – von Desktop-Modellen bis hin zu Fabrikanlagen. Sie verfügen über mehr bewegliche Teile und ihre Wartung ist für die OEE von entscheidender Bedeutung. Sie müssen Teile wie Düsen, Extruder, Lampen, Druckköpfe, Bauplatten usw. reparieren, reinigen und/oder ersetzen.

3D-Druck und CNC-Bearbeitung verfügen über Stärken, die sie für verschiedene Anwendungen geeignet machen. Allerdings gibt es keine einheitliche Fertigungstechnologie, die für alle passt. Der richtige Prozess für Sie hängt von dem Produkt ab, das Sie herstellen möchten. Hoffentlich können Ihnen die verschiedenen oben genannten und diskutierten Faktoren dabei helfen, die richtige Wahl zu treffen. Wenn Sie mehr über den CNC-Prozess erfahren möchten, finden Sie hier einige Tipps zur CNC-Bearbeitung.

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