CNC x impressão 3D:qual é a diferença?

Quando você deseja criar uma nova peça, há dois métodos de fabricação aos quais você pode recorrer: Usinagem CNC e impressão 3D g . Embora ambos os processos sejam padrão hoje, cada um evoluiu para atender a diferentes demandas, por isso é importante saber qual método atenderá melhor às suas necessidades.

Visão geral da usinagem CNC

O controle numérico computadorizado (CNC) é um tipo comum de fabricação subtrativa , o que significa que cria os componentes necessários  de grandes blocos de material. MIT introduziu esta tecnologia na década de 1950 s , e desde então tornou-se um grampo da indústria manufatureira. Por esse motivo, você também ouvirá as pessoas chamarem isso de manufatura tradicional.



Usinagem CNC pode produzir peças fortes e com dimensões precisas. Ele tende a ser melhor para motores, maquinário de avião e outros campos onde são necessárias peças robustas. É comum em indústrias como marcenaria, lettering e gravura.

Como funciona

Primeiro, um engenheiro cria um modelo 2D ou 3D usando CAD ou software auxiliado por computador e . O arquivo CAD é então traduzido em instruções usando um programa de fabricação assistida por computador (CAM). Uma vez criadas as instruções, um programa de pós-processamento as converte em comandos específicos e as transfere para a máquina CNC para execução.

Esse processo geralmente começa com um bloco de material, que uma série de ferramentas rotativas e lâminas afiadas cortam. Algumas das máquinas mais básicas se movem ao longo de três eixos, enquanto as máquinas mais avançadas têm quatro ou cinco eixos . Motores de passo ou servomotores  garantir que os movimentos sejam precisos.

Alguns tipos comuns de máquinas CNC são:

• Moinhos  , que usam ferramentas de corte rotativas para esculpir componentes.
• Tornos , que giram o material em um eixo.
• Moedores , que corta com uma roda abrasiva.
• Perfurações , que usam uma broca giratória para esculpir material estacionário.
• Roteadores , que corta componentes em grande escala de madeira, plástico e chapas metálicas.
• Cortadores de plasma , que usam uma tocha de plasma para cortar formas bidimensionais em chapas de metal.
• Cortadores a laser , que são ferramentas de corte poderosas bom para cortar metal, plástico e madeira

As máquinas CNC geralmente envolvem o uso de várias ferramentas, como brocas e serras, para fazer os cortes necessários. As máquinas CNC podem combinar várias ferramentas em “células” únicas para maximizar a eficiência.  A maioria das novas máquinas CNC são completamente eletrônicas.

Visão geral da impressão 3D

Impressão 3D é o nome popular para fabricação aditiva , que se refere à construção de produtos de baixo para cima, adicionando uma camada por vez. Inventado no MIT no final dos anos 80, encontrou seus primeiros usos na prototipagem , mas suas aplicações desde então se expandiram para uma variedade de campos.



A impressão 3D e a manufatura aditiva são de grande utilidade na área médica, onde podem criar órgãos, próteses e implantes . A indústria alimentícia também fez uso dessa tecnologia, produzindo alimentos espremendo-os camada por camada . Artistas o usam regularmente para produzir obras de arte e designers de moda o usam para criar suas roupas e joias.

A impressão 3D também tem algumas aplicações exóticas. As pessoas podem usá-lo para fazer selfies em 3D e criar estruturas em forma de coral para ajudar a reparar recifes danificados . A NASA até desenvolveu uma impressora 3D de gravidade zero para fabricar peças em suas naves espaciais pés .

Como funciona

Primeiro, um engenheiro faz um modelo 3D usando CAD. Outra opção é usar um scanner 3D, que é um dispositivo que analisa a forma e a aparência de um objeto 3D real e cria um modelo digital a partir dele. Uma terceira opção é usar a fotogrametria  software, que ajuda a construir objetos 3D apenas analisando fotografias.

O modelo concluído é analisado em busca de erros, que geralmente incluem buracos e faces que se cruzam .

Em seguida, um programa chamado slicer prepara o modelo para a impressora 3D, transformando-o em uma série de camadas 2D finas, produzindo um arquivo de código G. Este arquivo inclui um conjunto de instruções para a impressora executar.

Em seguida, uma impressora 3D lê o arquivo de código G e estabelece o material, uma camada por vez, para produzir um objeto tridimensional. A forma como a impressora deposita essas camadas varia, mas aqui estão alguns métodos comuns:

• Modelagem de deposição fundida  , que utiliza um filamento de plástico para produzir o produto.
• Sinterização seletiva a laser , que funde pós metálicos aquecendo-os.
• Fusão seletiva a laser , que funde pós metálicos derretendo totalmente os materiais.
• Estereolitografia , que usa a luz para fazer com que cadeias de moléculas se liguem e formem polímeros.

Dependendo do tamanho e complexidade do modelo e do método utilizado, o processo de impressão pode durar de algumas horas a alguns dias.

Às vezes, o pós-processamento é necessário como etapa final. O componente pode precisar ser lavado, polido ou selado antes que alguém possa usá-lo.

Semelhanças-chave da impressão 3D versus usinagem CNC

A usinagem CNC e a impressão 3D têm algumas coisas básicas em comum:

• Eles fazem produtos 3D baseados em modelos 3D.
• Eles fazem isso seguindo as instruções de um computador.
• Eles são compatíveis com os tipos de arquivo STL e OBJ .
• Eles estão na vanguarda da tecnologia.
• Eles são comuns hoje.

Além dessas semelhanças básicas, no entanto, a usinagem CNC e a impressão 3D atendem a demandas muito diferentes e oferecem benefícios diferentes.

Principais diferenças entre impressão 3D e fresagem CNC

Existem também vários fatores importantes que diferenciam os dois processos.

1. Desperdício

Uma das principais diferenças na manufatura aditiva versus a manufatura subtrativa é a quantidade de resíduos que eles produzem. Como a usinagem CNC retira material, acaba produzindo muito lixo que é impossível de reciclar. Como você pode imaginar, a limpeza tende a ser confusa. As impressoras 3D, no entanto, usam apenas a quantidade exata de material necessária para produzir a peça, portanto, nenhuma limpeza é necessária depois. As impressoras 3D também produzem menos ruído, pois não vibram durante a produção.

2. Tipos de arquivo

Com exceção dos dois formatos de arquivo mencionados acima, a usinagem CNC e a impressão 3D usam tipos de arquivo que não são compatíveis entre si.

3. Tamanho das peças

Com o fresamento CNC, você pode fazer uma ampla variedade de peças de tamanhos diferentes. Na impressão 3D, por outro lado, as peças que você faz não podem ser maiores que a mesa de impressão. Você pode  produzir grandes componentes com uma impressora 3D, mas envolveria quebrar o componente em partes menores, imprimir essas partes separadamente e depois montá-las. Escusado será dizer que isso adiciona uma grande quantidade de tempo ao processo de produção.

4. Disponibilidade de materiais

A fabricação CNC pode funcionar com uma ampla variedade de materiais , como ligas metálicas, madeiras, acrílicos, espumas de modelagem e termoplásticos. As impressoras 3D, por outro lado, trabalham com um número mais limitado de materiais, usando principalmente plásticos, metais e polímeros. Eles não podem trabalhar com metais com altos pontos de fusão. Além de acomodar muitos materiais, as máquinas CNC também são fáceis de adaptar para usar novos materiais. Uma impressora 3D, por outro lado, só pode trabalhar com um material.

5. Velocidade

Outra diferença importante entre CNC e manufatura aditiva é a velocidade. Quando se trata de produzir um produto em massa, a usinagem CNC é mais rápida porque envolve uma linha de montagem de máquinas produzindo cada peça. Uma única impressora 3D faz todo o produto do início ao fim, o que o torna menos adequado para produção em larga escala.

6. Produção

A usinagem CNC é mais precisa, fornecendo precisão até o micrômetro mais próximo . Isso ocorre porque as máquinas CNC têm uma capacidade de tolerância maior. A impressão 3D ainda está longe de atingir esse nível de precisão.

7. Repetibilidade

As máquinas CNC podem produzir consistentemente um produto da mesma maneira todas as vezes.

8. Qualidade

Devido à sua maior tolerância, as máquinas CNC podem produzir produtos com uma aparência mais polida. Os materiais não se deformam durante a fabricação. Peças feitas por impressoras 3D, no entanto, tendem a dobrar e deformar, e as linhas de camada podem ser visíveis, especialmente ao redor das curvas. Embora algumas impressoras 3D prometam um alto grau de precisão, elas ainda conseguem falhar na hora es . Ambos os métodos de fabricação têm limitações geométricas. O CNC, por exemplo, pode produzir paredes muito finas, mas a impressão 3D tem limitações a esse respeito, e o tamanho de seu efetuador geralmente determina sua capacidade.

Manufatura Subtrativa vs. Aditiva

Outra diferença significativa entre a impressão 3D e a usinagem CNC é que uma é um tipo de manufatura subtrativa e a outra é um tipo de manufatura aditiva. Uma forma de fabricação molda as peças removendo materiais, enquanto a outra cria peças adicionando materiais.

Fabricação Subtrativa

A usinagem CNC é uma forma de fabricação subtrativa. Um maquinista começa com um bloco de material, chamado de blank. Eles então usam ferramentas de fiação, brocas e cortadores para moldar o blank, removendo o material dele. O blank pode ser feito de plástico, madeira ou metal.

A fabricação subtrativa produz uma quantidade considerável de resíduos na forma do material removido do blank. Uma vantagem é que geralmente permite maior precisão ao cortar e moldar uma peça.

Manufatura Aditiva

A impressão 3D adota uma abordagem aditiva para a fabricação. Em vez de cortar materiais de um espaço em branco, ele adiciona materiais ao objeto, uma camada de cada vez. As camadas se unem e a impressora continua a adicioná-las até que a peça seja concluída. Os materiais usados ​​na manufatura aditiva geralmente incluem resinas, pós metálicos e filamentos plásticos.

A manufatura aditiva produz menos resíduos do que a subtrativa. Também permite mais liberdade e flexibilidade em relação à forma de uma peça.

Principais fatores de decisão ao escolher um tipo de fabricação

Como você está considerando os prós e contras da usinagem CNC em comparação com a impressão 3D, você também deve pesar outros fatores.

1. Complexidade do componente

A impressão 3D, devido ao seu método aditivo de fabricação, geralmente é melhor para peças com geometrias complexas. Ele só pode fazer componentes de um único material, portanto, fazer uma parte de vários materiais exigiria o uso de uma impressora 3D para cada material.

2. Personalização

As impressoras 3D também são melhores na criação de produtos mais personalizados e exclusivos. Os artistas costumam usá-los para fazer uma obra de arte, e indústrias médicas, como a odontológica, aproveitam essa tecnologia para criar um item exclusivo que se adapta a um paciente específico .

3. Tempo de resposta

O CNC é muito mais rápido que a impressão 3D, especialmente na produção em larga escala. Isso ocorre porque geralmente leva menos tempo para criar algo esculpindo um material maior do que para criar algo do nada. Outros fatores tornam as impressoras 3D mais lentas:ao trabalhar, elas geralmente precisam desacelerar para acertar. E uma vez que as impressoras 3D terminam de fazer um produto, o trabalho ainda não está feito – você pode ter que lavar ou polir o componente. A forma do componente pode afetar a velocidade de ambos os métodos de fabricação. A área de superfície do componente determina a velocidade com que as fresadoras CNC terminam um produto, enquanto o volume total do componente é a chave para o tempo de impressão 3D.

4. Precisão

Para CNC, você pode aumentar a velocidade de produção sacrificando a precisão – o que é bom para aproveitar onde o tempo é curto e você não precisa de um alto nível de precisão, como ao testar protótipos. As impressoras 3D, por outro lado, não podem aumentar sua velocidade de produção. A única maneira de fazer isso é comprar uma impressora mais rápida.

5. Flexibilidade

Embora geralmente mais lentas na produção de um componente, as impressoras 3D são flexíveis e podem alternar rapidamente entre os trabalhos. Portanto, se você estiver fazendo uma pequena quantidade de vários itens diferentes, a impressão 3D pode ser a melhor opção.

6. Custo

O custo de impressão CNC vs. 3D geralmente depende do número de itens que você deseja. Se você deseja fazer uma grande quantidade de algo, o CNC é a melhor opção porque o custo por unidade diminui . Para impressão 3D, o custo por unidade é o mesmo, não importa quantas você faça, por isso geralmente é mais econômico para pequenas quantidades. Mesmo assim, no entanto, a usinagem CNC pode ser mais econômica com produtos que envolvem metais. O preço dos produtos CNC aumenta à medida que o produto se torna mais complexo e requer um maior grau de precisão. O preço dos produtos impressos em 3D permanece o mesmo, independentemente da complexidade do projeto.

7. Volume do produto

O CNC se adapta à produção em massa, para que possa produzir uma saída muito maior de cada vez. Uma máquina CNC pode produzir centenas de peças no tempo que uma impressora 3D leva para fazer apenas uma.

8. Material do Componente

As impressoras CNC e 3D trabalham principalmente com materiais diferentes, portanto, os materiais necessários às vezes determinarão qual tecnologia você deve usar. O CNC pode trabalhar com uma ampla gama de materiais, incluindo metais de alta densidade, madeira, cera e plástico. Como pode trabalhar com metais pesados, é mais adequado para a construção de componentes para motores, aviões e outros ambientes exigentes que exigem peças particularmente fortes e resistentes ao calor. As impressoras 3D trabalham com menos tipos de materiais, como plásticos e resinas específicos, e esses materiais geralmente não são fortes o suficiente para servir como peças para motores ou outras máquinas. As impressoras 3D são mais adequadas para criar produtos para uso pessoal em casa.

Benefícios da usinagem CNC sobre a impressão 3D

A impressão 3D é uma tecnologia mais jovem e, embora os avanços certamente ocorram no futuro, ainda é relativamente limitado nos materiais e benefícios que oferece. Aqui estão algumas das vantagens da usinagem CNC.

1. Custo

A usinagem CNC é mais econômica na maioria das quantidades. Enquanto o custo por unidade permanece o mesmo com impressoras 3D, torna-se mais barato com usinagem CNC.

2. Velocidade

Se você precisa do seu produto mais rápido e um alto nível de qualidade não é necessário, as máquinas CNC podem trabalhar em velocidades mais rápidas.

3. Variedade

A CNC pode fazer um produto com praticamente qualquer material que você desejar – e em praticamente qualquer tamanho que você desejar.

4. Força

Máquinas CNC podem fazer peças fortes o suficiente para motores e aviões.

5. Qualidade

Eles podem fazer produtos de alta qualidade e precisão que as impressoras 3D de hoje não podem igualar.

6. Consistência

Devido ao seu alto grau de precisão, eles farão sua parte da mesma maneira todas as vezes.

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Embora a impressão CNC e 3D atendam a demandas diferentes, a American Micro Industries acredita que, na grande maioria dos casos, o CNC é o método mais barato, rápido e de maior qualidade para fabricar suas peças. Confira a grande variedade de materiais que temos disponíveis e solicite uma cotação de usinagem CNC para sua peça hoje.