Unindo Impressão 3D e CNC para Prototipagem Rápida

Fabricação Rápida com CNC

Um equívoco comum no mundo da manufatura gira em torno da crença de que você deve escolher entre impressão 3D e CNC quando se trata de prototipagem e fabricação rápida. Em outras palavras, se você está imprimindo em 3D, não pode ou não deve considerar CNC e vice-versa. Embora as tendências atuais pareçam dar alguma veracidade a essa crença, a indústria está em constante evolução, apresentando soluções que unem essas duas disciplinas com excelentes resultados.

Aqui, apresentamos uma visão geral da impressão 3D e fresamento CNC, desmistificamos alguns conceitos e demonstramos como você pode integrar ambos os processos para preencher lacunas na prototipagem, expandindo suas capacidades e versatilidade de fabricação.

Compreendendo os Méritos da Impressão 3D e Usinagem CNC

Tanto a impressão 3D quanto a usinagem CNC oferecem vantagens e aplicações mais adequadas a um projeto, dependendo do que está envolvido. A impressão 3D cria protótipos tridimensionais usando manufatura aditiva, enquanto o fresamento CNC depende da manufatura subtrativa para remover camadas de um material.

O fato é que ambas têm limitações. No entanto, essas deficiências podem ser resolvidas usando as duas tecnologias em conjunto para produzir um protótipo finalizado.

Com a impressão 3D, o processo não se adapta à velocidade necessária para produção em massa, e muitas vezes é erroneamente considerada a opção mais barata das duas.

O fresamento CNC continua sendo a escolha preferida de prototipagem para uma variedade de indústrias; no entanto, o mal-entendido generalizado de que os processos CNC exigem operadores altamente qualificados ou treinados leva alguns a assumir incorretamente que o fresamento CNC é uma proposta mais complexa e cara.

Decidir fazer um protótipo com uma máquina CNC ou impressora 3D realmente se resume a preço, tamanho da peça e materiais necessários.

Em última análise, isso reflete mais a natureza humana. As pessoas gravitam para o que gostam e com o que estão familiarizadas e confortáveis. Isso pode levar a uma lealdade ferrenha a um processo em detrimento de outro, o que não indica capacidade ou aplicação real. Estar familiarizado com um método não significa que seja o método certo para todo problema ou projeto.

Diversificar sua caixa de ferramentas agiliza seus processos, entregando melhores resultados. Adam Savage, do Mythbusters, disse: "Acredito que dentro de toda ferramenta há um martelo." Em outras palavras, a embalagem externa pode parecer diferente, mas o objetivo final ou solução é o mesmo.

Por exemplo, você poderia usar impressão 3D para criar fixação para peças que depois são fresadas em CNC. Vamos pegar uma capa de celular como exemplo. É possível fresá-la em uma mesa a vácuo DATRON, mas depois usar uma impressora 3D para refinar a geometria e criar garras macias ou usar fixadores a vácuo personalizados para manter formas 3D esculpidas. Em outras palavras, aumentar um processo com outro.

Vamos mergulhar em alguns dos mitos que perpetuam a percepção atual de impressão 3D vs. fresamento CNC.

Desmistificando #1: Custos

Avaliando isso do ponto de vista do custo total de vida útil do equipamento, aqui está o que você precisa saber.

A percepção atual posiciona a impressão 3D como a opção mais barata, comparada ao fresamento CNC. A realidade é que a acessibilidade de uma sobre a outra não é tão simples. Você pode comprar impressoras 3D baratas com capacidade questionável. A maioria das impressoras 3D, independentemente do custo inicial, não exige um grande investimento para manutenção.

Isso também depende da capacidade. Impressoras 3D de metal que usam sinterização a laser seletiva (comumente conhecida como SLS) apresentam custos consideráveis de materiais e manutenção. Além disso, há o risco adicional introduzido com o manuseio de material; o pó de impressão pode ser prejudicial à saúde humana, sem mencionar explosivo. Obviamente, isso requer manuseio preciso e experiência adicional — outro investimento.

O mesmo vale para fresadoras CNC. Possuir uma CNC pode ser tão caro quanto uma impressora 3D de ponta. Da mesma forma, uma CNC de mesa pode ser tão acessível quanto impressoras 3D de entrada.

Desmistificando #2 — Alta Precisão e Tolerância

Novamente, o pensamento prevalente é que a impressão 3D deveria ser a opção preferida sobre o fresamento CNC. Não acho que esse seja o pensamento predominante sobre impressão 3D vs CNC. Acredito que é mais comumente aceito que CNC é melhor que impressão 3D aqui. Diria, em vez disso:

Um aspecto onde o fresamento CNC se destaca sobre a impressão 3D é em suas capacidades de precisão.

Embora tenham sido feitas melhorias significativas na capacidade de impressão 3D no que diz respeito à alta precisão, o resultado final empalidece em comparação com peças usinadas em CNC.

Talvez seu design seja mais orientado esteticamente e não precise atender a uma tolerância dimensional específica… exceto por uma característica particular que exija um encaixe específico. Simplesmente imprima essa peça em 3D, leve-a à DATRON e finalize as características que devem atender a essas tolerâncias apertadas.

Desmistificando #3 — Facilidade de Uso

Voltando a um ponto anterior, a suposição de que o fresamento CNC requer experiência avançada e operadores altamente treinados pode fazer alguém escolher a impressão 3D. Novamente, isso é um equívoco do que envolve o fresamento CNC.

Na verdade, dada a explosão da impressão 3D na indústria nas últimas duas décadas, uma nova barra foi estabelecida para o que as pessoas esperam quando querem fazer coisas. Sim, a impressão 3D é simples e o processo de aprendizado é mais curto, com a maior parte do trabalho já feito no software.

É aqui que a DATRON entra com máquinas e controladores amigáveis que não exigem tanto conhecimento quanto uma máquina CNC típica. Nosso objetivo é fornecer uma experiência fácil e acessível para o usuário final, eliminando a experiência muitas vezes forçada comumente associada ao fresamento CNC. O que fizemos com as máquinas DATRON é torná-las mais acessíveis para as massas.

Mais uma vez, isso é um aceno para o que a impressão 3D fez pela manufatura aditiva; criar um processo acessível o suficiente para crianças usarem.

A impressão 3D nos empurrou a pensar fora da caixa, o que melhorou a facilidade de uso e tornou a colaboração entre impressão 3D e fresamento CNC mais fluida.

Esforços Colaborativos Resultam em Melhores Resultados

Ao isolar como tanto a impressão 3D quanto o fresamento CNC podem trabalhar juntos, você pode ultrapassar os limites dos materiais e, finalmente, terminar com um protótipo finalizado de melhor qualidade. Em muitos casos, você pode até produzir uma peça finalizada e passar diretamente para a fabricação.

À medida que a impressão 3D avança em direção à capacidade de imprimir na maioria dos materiais, incluindo metais, grande parte dessa versatilidade potencial está fora do alcance de usuários típicos, a menos que estejam dispostos e capazes de fazer um investimento significativo antecipado. Compreensivelmente, a maioria das pessoas não se sente confortável em atuar como cobaias para processos novos e caros.

Por essa razão e até que esses avanços sejam mais solidificados, o fresamento CNC apresenta uma alternativa mais inteligente e confiável.

Um exemplo pode ser o caso de prototipagem em plástico, mas precisando de um material mais substancial no final, como um metal rígido. Isso é comum no que diz respeito à ergonomia, especialmente em eletrônicos de consumo. Nesses casos, o peso da peça é tão importante quanto sua sensação e estética. Plástico leve pode sinalizar um produto barato comparado ao peso de um objeto de metal, que os consumidores frequentemente associam à qualidade.

Neste caso, o fresamento CNC — subtraindo uma pequena quantidade de material para chegar a um objeto pesado, comparado à impressão 3D de todo o material necessário — economiza tempo considerável.

O que os fabricantes modernos são cada vez mais encarregados é reconhecer as ferramentas disponíveis para eles por sua qualidade de "martelo", como sugerido por Savage.

Empunhar as soluções fornecidas pela impressão 3D e fresamento CNC é possível, com a DATRON preenchendo a lacuna entre os dois, permitindo que você faça ambos, o que significa fazer mais.

Sempre prontos para discutir como nossas soluções podem aprimorar seus processos de fabricação, convidamos você a entrar em contato para mais detalhes sobre como preencher lacunas de prototipagem 3D adicionando capacidades CNC com a DATRON.