Usinagem CNC de polímero vs. impressão 3D:lista de verificação para escolher o caminho certo

Existem polímeros como ABS, PA (Nylon) ou PC que podem ser usinados em CNC e impressos em 3D, por isso é uma pergunta comum quando usar usinagem CNC de polímero e quando usar impressão 3D. Este artigo mostrará as principais diferenças entre polímeros de usinagem e impressão e sugere várias perguntas que você precisa fazer para escolher a opção certa.

Duas abordagens:manufatura subtrativa e aditiva

Embora os resultados finais possam ser semelhantes, a usinagem CNC e a impressão 3D operam de maneiras opostas.

Usinagem CNC (processo subtrativo)

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo que começa com um bloco sólido de material plástico, cortado ou moldado no produto desejado, removendo o excesso de material usando uma variedade de ferramentas rotativas ou cortadores afiados.                             

impressão 3D (processo aditivo)

A impressão 3D é uma manufatura aditiva, o que significa que o material inicial é construído camada por camada, em vez de removido como na manufatura subtrativa. A impressão 3D cria objetos tridimensionais a partir da leitura de um projeto de computador virtual e o reproduz em uma parte real e tangível usando filamentos ou pós de materiais.

Lista de verificação para escolher entre usinagem CNC e impressão 3D

Quando se trata da seleção de usinagem CNC ou impressão 3D para produzir peças de polímero, recomendamos que você responda a algumas perguntas básicas.

Quão forte minha parte deve ser?

As peças usinadas CNC são isotrópicas e geralmente exibem melhores propriedades mecânicas e térmicas em comparação com as peças impressas em 3D que são anisotrópicas, pois são construídas camada por camada e podem surgir deficiências estruturais entre essas camadas.

Conclusão :Seria melhor optar pela usinagem CNC se a resistência da sua peça for uma prioridade (por exemplo, peças funcionais de uma máquina). Se os pontos fortes podem ser comprometidos por estética ou outras qualidades, a impressão 3D é a opção ideal (por exemplo, protótipos).

Com que rapidez preciso da peça?

Considerando que a peça acima deve ser fabricada com ABS, o tempo de retorno para impressão 3D com tecnologia FDM é em média de 3 a 5 dias úteis na Xometry, enquanto que, para usinagem CNC, o tempo de retorno começaria a partir de 10 dias.

Conclusão: Use a impressão 3D se a peça for necessária rapidamente.

De quantas peças eu preciso?

O número de peças necessárias é um fator chave na decisão do processo. Para quantidades maiores, o CNC provavelmente será mais barato em comparação com peças impressas a granel. Para volumes baixos (abaixo de 10), a impressão 3D é mais adequada e mais barata. Para processos de impressão 3D simples, como FDM ou SLS, usados ​​com plásticos acessíveis como ABS, PC, Nylon, peças únicas ou pequenas quantidades (idênticas e não idênticas), a impressão 3D é, sem dúvida, a opção a ser escolhida. MJF também é outra opção viável para quantidades de médio porte e é muito comum.

Vamos verificar os preços usando o Xometry Instant Quoting Engine com este modelo de referência.

Considerando a parte de referência acima, o custo por análise de quantidade para 3 tecnologias, usinagem CNC (ABS), FDM (ABS) e MJF (PA12 Grey) é o seguinte. Demonstra como o preço por peça cai drasticamente para usinagem CNC de ABS, permanece o mesmo para FDM e diminui ligeiramente para MJF. Com grandes lotes (por exemplo, mais de 500) o preço para usinagem CNC de ABS será menor do que qualquer impressão 3D, especialmente com as peças onde há mais material para remover do que imprimir.

Conclusão :Vá com impressão 3D para pequenas séries e vá com usinagem CNC para séries médias e grandes, pois o custo diminui com a quantidade e fica muito menor. Considere a impressão 3D MJF para séries de médio porte, pois a tecnologia permite imprimir várias peças simultaneamente, o que reduz o preço por unidade.

Meu projeto pode ser usinado via subtrativa?

As geometrias orgânicas de forma livre de plástico podem ser facilmente fabricadas com processos de fusão em leito de pó à base de polímeros, como SLS ou MJF, pois não requerem suporte. Embora FDM ou SLA usem estruturas de suporte, eles podem ser removidos posteriormente durante o pós-processamento. A capacidade de produzir geometrias altamente complexas é um dos principais pontos fortes da impressão 3D. Na usinagem CNC, algumas geometrias complexas (por exemplo, projetos de estrutura treliçada) são impossíveis, pois a ferramenta não pode acessar todas as superfícies dos componentes.

Conclusão :Use a impressão 3D se o seu design tiver recursos que não podem ser produzidos com usinagem CNC

Quais tamanhos e tolerâncias são necessários?

A usinagem CNC, em última análise, fornece propriedades de melhor desempenho e maior precisão dimensional do que a impressão 3D. Se o seu produto requer um design exclusivo com tolerâncias apertadas, a impressão 3D pode não ser a melhor opção para componentes mecanicamente críticos.

	Tolerância	Mín. Espessura da camada	Máx. volume de compilação
CNC	± 0,025 – 0,125 mm	profundidade de corte 0,01 mm	Até 2.000 x 800 x 1.000 mm
SLS	± 0,3 mm	0,1-1,5 mm	Até 340 x 340 x 605 mm
FDM	± 0,3 mm	0,2-0,8 mm	até 914 x 610 x 914 mm
MJF	± 0,3 mm	0,08 mm	até 380 x 284 x 380 mm

Em comparação, a usinagem CNC está claramente muito à frente da impressão 3D em termos de propriedades mecânicas que confere ao material. Considerando a exigência de componentes de precisão em áreas como medicina e aeroespacial, o CNC é a melhor opção, pois oferece quase nenhuma margem de erro.

A usinagem CNC também pode fabricar peças maiores do que as tecnologias comuns de impressão 3D, como FDM, SLS ou MJF.

Conclusão: Use a usinagem CNC se precisar de tolerâncias e dimensões apertadas, bem como componentes de grande porte

De qual material eu preciso?

Existem polímeros que podem ser usinados e impressos (por exemplo, ABS, PA, PC), mas a impressão 3D tem uma seleção muito maior de polímeros com propriedades avançadas. Por exemplo, existem r resinas especiais como as resinas CLIP usadas em Carbon DLS e plásticos flexíveis (TPU) que oferecem alto desempenho e flexibilidade, a usinagem CNC não é uma opção.

Conclusão :Se você precisar de plásticos rígidos como ABS, PC ou PA, tanto a usinagem CNC quanto a impressão 3D podem ser usadas, enquanto que, para plásticos flexíveis e semelhantes a resina, a impressão 3D é a única opção.

Verificação rápida

Não existe uma solução clara, pois ambas as tecnologias são muito competentes e úteis, a mais adequada dependerá do material, complexidade geométrica, volume de fabricação e orçamento, conforme discutido acima. Aqui estão as informações resumidas para uma verificação rápida

	Usinagem CNC de polímero	3DP
Propriedades mecânicas	⭐⭐⭐	⭐
Prototipagem	⭐	⭐⭐⭐
Custo	Mais barato para séries de médio e grande porte	Mais barato para pequenas séries
Tempo de resposta	⭐	⭐⭐⭐
Seleção de polímero	⭐⭐	⭐⭐⭐
Complexidade do projeto	⭐⭐	⭐⭐⭐
Precisão dimensional	⭐⭐⭐	⭐
Detalhes e resolução	⭐⭐⭐	⭐⭐
Tamanho de peça grande	⭐⭐⭐	⭐

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Para descobrir qual é o melhor para o seu trabalho específico e comparar os preços, confira o Instant Quoting Engine da Xometry.