Comparando Impressoras 3D e Fresadoras CNC 3D: Qual é Melhor para Seu Projeto?

Nos últimos anos, a popularização e barateamento da tecnologia CNC tornaram fresadoras CNC, tornos CNC e até centros de usinagem de 5 eixos, que processam materiais em produtos facilmente, aceitos e adotados por entusiastas. Fresadoras CNC DIY também estão disponíveis. Ao longo dos anos, a fresadora CNC 3D tornou-se um tópico popular. Recentemente, porém, o baixo custo das impressoras 3D e o código aberto de hardware e software tornaram as impressoras 3D um tópico popular.

Fresadora CNC 3D

CNC é abreviação de Controle Numérico Computadorizado, referindo-se a equipamentos de usinagem controlados por computador. Esta tecnologia realiza a transmissão de dados de usinagem para equipamentos mecânicos via computador. Pode realizar fresamento, torneamento, retificação, furação e outros processos com alta precisão. Também pode realizar múltiplos processos em um único equipamento. Existem muitos tipos, com funções diferentes. Comuns são centros de usinagem CNC, tornos CNC e fresadoras CNC. Seus sistemas de controle processam programas com códigos de controle ou outras instruções simbólicas, traduzindo-os por computador em código, para que a máquina-ferramenta execute as ações prescritas, e o bruto seja processado em semi-acabados ou peças acabadas por corte com a ferramenta.

A maioria dos entusiastas DIY possui fresadoras CNC 3D, geralmente com 2 a 5 eixos, sendo a mais comum a fresadora CNC de 3 eixos, composta principalmente por estrutura, motor, peças de transmissão mecânica, fuso e sistema de controle. O princípio básico: o sistema de controle traduz e processa os dados, convertendo-os em sinal elétrico para acionar o motor. O motor aciona as peças de transmissão, movendo a ferramenta ou peça no fuso nas direções X, Y, Z. A ferramenta de alta velocidade remove o material desnecessário da peça (ver Figura 1). A fresadora de 3 eixos é geralmente usada para furação, fresamento e corte de materiais em bloco. A ferramenta pode ser convencional de liga ou laser. Pode-se dizer que a tecnologia CNC tradicional é uma tecnologia subtrativa, obtendo o produto final subtraindo material do bruto pouco a pouco.

Impressora 3D

Se a tecnologia CNC tradicional é subtrativa, a impressora 3D usa tecnologia aditiva. A tecnologia de impressão 3D surgiu no final do século XX; equipamentos de prototipagem rápida desenvolvidos posteriormente eram extremamente caros. Até recentemente, a tecnologia CNC tornou-se open source, patentes de prototipagem rápida expiraram, impressoras 3D baratas surgiram no exterior e começaram a entrar no país, e várias impressoras 3D simples entraram no radar dos entusiastas.

A impressora 3D é um equipamento de prototipagem rápida. Seu princípio básico pode ser considerado a combinação de CNC tradicional e impressora. A tecnologia CNC converte o arquivo do modelo no deslocamento espacial da estrutura, para que o bico de impressão 3D possa ligar pó de metal ou plástico, construindo objetos por impressão camada por camada. Ao imprimir com impressora a jato de tinta, arquivos digitais são transferidos para a impressora; após interpretação, uma camada de tinta é pulverizada sobre a superfície do papel, formando imagem 2D. Na impressão 3D, o software completa uma série de fatias digitais via tecnologia CAD e transmite essas informações para a impressora 3D. A impressora empilha camadas finas consecutivas para formar um objeto sólido. A maior diferença entre impressora 3D e impressora tradicional é que a "tinta" usada é matéria-prima real.

Existem várias formas de empilhamento de camadas finas. Três métodos comuns:

1. Método "Jato de Tinta": o bico ejeta camada finíssima de plástico líquido, que é solidificada sob UV ou laser; então a bandeja desce mínima distância para a próxima camada. Empilhamento contínuo até conclusão (Figura 2).
2. Método "Modelagem por Fusão": não requer cura adicional; o plástico é fundido diretamente no bico, extrudado sob pressão, depositado e empilhado, resfriando e solidificando no ar (Figura 3).
3. Método "Sinterização de Pó": partículas de pó são pulverizadas na bandeja formando camada finíssima; então aglutinante líquido é pulverizado para solidificar, ou camada de pó é fundida, sinterizada e solidificada por laser, feixe de elétrons, camada por camada. Ao imprimir estruturas complexas como furos e balanços, géis ou outras substâncias são adicionados durante a impressão para suporte ou ocupação de espaço, removidos após impressão. Meios de impressão variados: plásticos, metais, cerâmicas, borrachas, alimentos, até órgãos com células humanas.

Comparação

Pela comparação dos princípios de funcionamento, vê-se que ambas têm vantagens e desvantagens. A fresadora CNC processa perfis ou semi-acabados existentes; requisitos de material não são altos; materiais processados são facilmente disponíveis e baratos: metal, madeira, pedra, plástico, etc., e podem ser de tamanho grande. Impressoras 3D requerem consumíveis especiais de impressão, caros e difíceis de atingir grandes tamanhos. Fresadora CNC adequada para produção industrial, fabricação de moldes, artesanato, publicidade, peças amadoras, etc. Impressoras 3D limitadas por materiais; produtos feitos são relativamente frágeis; como máquinas de "modelagem por fusão", consumíveis principalmente plásticos; produto não tão duro quanto metal, geralmente adequado para modelos artesanais, artesanato personalizado, amostras de produtos, restauração de fósseis antigos, etc. Fresadora CNC precisa preparar perfis ou semi-acabados adequados durante o trabalho; impressora 3D não. Itens impressos "saem do nada", muito popular entre designers. Em estrutura, não há grande diferença; ambas aplicam estrutura de quadro com três eixos X, Y, Z. Principal diferença: fresadora usa fuso e ferramenta para fresar material; impressora 3D usa bicos para acumular material.