Usinagem CNC vs. Impressão 3D:Aqui está o que os designers de produtos devem saber

Você é um designer de produto que deseja criar protótipos ou passar por produção em massa? Nesse caso, você provavelmente estará em uma encruzilhada ao escolher entre usinagem CNC e impressão 3D para fazer seus produtos.

Usinagem CNC e impressão 3Dㅡdois dos métodos de fabricação mais populares hojeㅡpodem fabricar quase qualquer projeto de produto que você criar. No entanto, cada método tem seu modo de operação, vantagens e capacidade exclusivos, tornando-os ideais para diferentes cenários de projeto de engenharia.

Este artigo abordará algumas áreas-chave que você precisa avaliar antes de escolher a usinagem CNC ou a impressão 3D para o seu projeto de desenvolvimento de produtos. Além disso, forneceremos informações úteis sobre cada processo, recursos fabricáveis, adequação do material e opções de pós-processamento.

Comparando os Processos:Usinagem CNC vs. Impressão 3D

A usinagem CNC e a impressão 3D são bastante semelhantes em operação:convertem um modelo CAD 3D (computer-aided design) em um conjunto de instruções de computador para fabricar peças de forma autônoma. No entanto, esses processos de fabricação diferem na forma como fabricam as peças.

Usinagem CNC

A usinagem CNC é uma fabricação subtrativa método. Envolve a remoção de porções de material de um bloco (ou peça de trabalho) para criar a peça desejada usando ferramentas de corte. A tecnologia de controle numérico computadorizado (CNC) controla a sequência de movimento da ferramenta de corte (e da peça de trabalho) para criar a peça desejada.

Figura 1:Processo de Usinagem CNC

Impressão 3D

A impressão 3D é uma fabricação aditiva método. Envolve a adição de materiais camada por camada para formar o produto desejado. O processo não requer ferramentas ou acessórios especiais.

Figura 2:Processo de impressão 3D

Geometria, tamanho mínimo do recurso e diferenças de custo

A natureza subtrativa da usinagem CNC torna possível criar uma ampla gama de geometrias complexas com um tamanho mínimo de recurso de 1 mm. Por exemplo, as fresadoras CNC são ideais para criar furos, cortes angulares e cavidades, enquanto os tornos CNC são mais adequados para formas cilíndricas complexas.

Figura 3:Renderização de uma peça fresada CNC



No entanto, você pode achar difícil criar recursos ocultos e rebaixos usando máquinas CNC.

As impressoras 3D eliminam o desafio e a limitação da geometria na usinagem CNC, permitindo que você fabrique geometrias complexas. No entanto, a maioria das impressoras 3D tem tamanhos mínimos de recursos que variam entre 0,25 mm e 0,8 mm e incorrem em custos de fabricação e prazos de entrega substanciais, especialmente para peças de grande volume.

Além disso, pequenas variações no tamanho do seu produto podem aumentar significativamente seus custos de fabricação de impressão 3D.

Por exemplo, considere o modelo CAD 3D de um cubo de 100x100x100 mm mostrado na Figura 4. Você ficaria surpreso ao saber que esse cubo tem o dobro do volume de um cubo de 80x80x80 mm. Como resultado, se você decidir imprimir em 3D essa peça de grande volume, pode esperar usar mais matérias-primas e pagar o dobro do que pagaria pelo cubo menor.

Figura 4:A variação no tamanho do produto pode aumentar significativamente seus custos de fabricação de impressão 3D.

Opções de materiais disponíveis

As máquinas CNC são compatíveis com uma ampla gama de materiais, incluindo metais, plásticos, madeira e compósitos, desde que esses materiais estejam disponíveis em blocos. Por exemplo, os materiais comumente usados ​​para usinagem CNC incluem alumínio, aço inoxidável, latão, titânio, liga de zinco, policarbonato acrílico, polipropileno e PEEK.

Figura 5:Renderização de uma peça de alumínio usinada em CNC



As impressoras 3D também são compatíveis com vários materiais, mas são mais comumente usadas para plásticos (como ABS, nylon, PLA, ULTEM e PEEK), cerâmica e fotopolímeros. Você também pode imprimir em 3D metais como alumínio, titânio e superligas, mas lembre-se de que os metais impressos em 3D não são baratos.

Figura 6:Renderização de um plástico impresso em 3D

Diferenças no acabamento da superfície

Máquinas CNC e impressoras 3D podem produzir peças com superfícies extremamente lisas. No entanto, se suas peças exigirem uma suavidade excepcional para combinar com outras peças, você deve considerar o uso de máquinas CNC para fabricá-las. As máquinas CNC têm uma grande variedade de controle, permitindo alcançar tolerâncias apertadas e um maior grau de qualidade da superfície.

No entanto, a usinagem CNC e a impressão 3D oferecem uma ampla gama de opções de acabamento de superfície. Por exemplo, com peças usinadas em CNC, você pode anodizar, pintar com pó, jatear e passivar. Da mesma forma, as opções de acabamento de superfície para peças impressas em 3D incluem chapeamento, jateamento e tratamentos térmicos para fortalecer o produto.

Figura 7:Renderização de uma peça de alumínio anodizado



Figura 8:Renderização de uma peça usinada em CNC com acabamento revestido a pó

Saiba mais:Acabamento de superfície e o gráfico de rugosidade da superfície

Impressão 3D x Usinagem CNC:como escolher o método ideal

Como discutimos, a usinagem CNC e a impressão 3D podem fabricar muitos tipos de peças.

No entanto, como sempre dizemos aos nossos clientes na Gensun, não existe um método de fabricação perfeito e de tamanho único. O método ideal depende principalmente do design do produto, geometria, tolerâncias e requisitos de acabamento da superfície. Recomendamos que você trabalhe com uma oficina de máquinas de ponta com engenheiros capazes de discutir suas necessidades de aplicação com você.

A Gensun Precision Machining é uma fornecedora líder de serviços de usinagem CNC e impressão 3D na Ásia. Temos uma equipe de engenheiros e maquinistas altamente experientes e tecnologias de fabricação de última geração para fazer o seu produto da maneira certa.

Saiba mais sobre nossos serviços de usinagem CNC e impressão 3D.

---

Observação:este artigo foi publicado originalmente em junho de 2021 e atualizado em maio de 2022