CNC-bewerking versus SLS 3D-printen

De hedendaagse maakindustrie heeft veel respect voor CNC-bewerking en SLS 3D-printen. Deze technieken zijn essentieel geworden voor de productie van onderdelen. CNC-bewerking staat bekend om zijn precisie en veelzijdigheid. Het bewerkt materialen met ultrahoge precisie en realiseert complexe ontwerpen. Deze subtractieve productiemethode is onmisbaar geworden voor de productie van hoogwaardige metalen en kunststof onderdelen in een breed scala aan industrieën.

SLS (Selective Laser Sintering) 3D-printen is een vorm van additieve productieHet bouwt objecten laag voor laag op. Dit maakt het mogelijk om onderdelen met complexe vormen te maken. Deze zijn moeilijk of onmogelijk te maken met traditionele methoden. CNC-bewerking is ideaal voor massaproductie. Het blinkt uit in duurzaamheid en precisie. Maar SLS 3D-printen is ongeëvenaard voor het maken van prototypes en het personaliseren van onderdelen. Het biedt grote flexibiliteit en efficiëntie. Samen bieden deze twee technologieën een compleet scala aan bewerkingsmogelijkheden voor de verwerking van onderdelen. De Yonglihao Machinery laat u de verschillen tussen deze twee processen zien.

Wat is CNC-bewerking?

CNC-bewerking, ook wel computergestuurde bewerking genoemd, is een subtractief productieproces. Het produceert precisieonderdelen door materiaal van plaatmateriaal te verwijderen met snijgereedschappen die nauwkeurig worden aangestuurd door een computer. CNC-bewerking staat bekend om zijn betrouwbaarheid en nauwkeurigheid. Het kan fijne onderdelen produceren met nauwe toleranties. Daarom is CNC-bewerking geschikt voor zowel prototypes als massaproductie. Wilt u meer weten over de principes en voordelen van CNC-bewerking? Bekijk dan het artikel Wat is CNC-bewerking??

Hoe CNC-bewerking werkt

CNC-bewerking kent verschillende belangrijke stappen, beginnend met het ontwerp en eindigend met het uiteindelijke onderdeel. Eerst gebruiken ingenieurs CAD-tools (Computer Aided Design) om een 2D- of 3D-model van het gewenste onderdeel te maken. Vervolgens wordt CAM-software (Computer Aided Manufacturing) gebruikt om het CAD-bestand om te zetten in instructies, ook wel G-code-machine-instructies genoemd.

Zodra de voorbereiding is voltooid, wordt de G-code naar de CNC-machine gestuurd. De CNC-machine gebruikt vervolgens verschillende snijgereedschappen om het materiaal uit het ruwe materiaal te snijden. De CNC-machine werkt op meerdere assen, meestal drie, vier of vijf. Dit helpt bij het nauwkeurig produceren van complexe vormen. Stappenmotoren of servomotoren sturen elke as aan, wat resulteert in een nauwkeurige beweging en nauwkeurig snijden.

Veelvoorkomende CNC-machines en hun functies

Er zijn verschillende soorten gereedschappen die worden gebruikt bij CNC-bewerkingElk type gereedschap is ontworpen voor een specifieke taak en doel. Hier zijn enkele van de meest gebruikte typen:

• CNC-freesmachine: Dit is een machine die een roterend gereedschap gebruikt om materialen te snijden. CNC-freesmachines zijn perfect voor het maken van fijne onderdelen met complexe vormen en worden vaak gebruikt in industrieën die hoge precisie vereisen.
• CNC-draaibankDraaibanken creëren onderdelen door materiaal te roteren en snijgereedschappen te gebruiken. CNC-draaibanken zijn perfect voor het maken van cilindrische onderdelen. Daarom zijn ze erg populair in de auto- en lucht- en ruimtevaartindustrie.
• CNC-borenCNC-boren zijn gespecialiseerd in het boren van gaten met een precieze diameter. Ze worden vaak gebruikt in combinatie met andere CNC-gereedschappen om onderdelen te produceren die een nauwkeurige plaatsing van de gaten vereisen.
• CNC-slijpmachines: CNC-slijpmachines gebruiken slijpschijven om metalen onderdelen glad te maken. Ze zijn belangrijk voor productieoppervlakken die gereinigd moeten worden, zoals medische instrumenten of auto-onderdelen.
• Plasma- en lasersnijmachinesPlasmasnijmachines gebruiken geïoniseerd gas om metaal te snijden. Lasersnijders daarentegen gebruiken een gerichte lichtbundel om zeer nauwkeurige sneden te maken. Deze gereedschappen worden doorgaans gebruikt voor het bewerken van plaatmateriaal en maken een nauwkeurig ontwerp mogelijk, terwijl de hoeveelheid materiaal wordt verminderd.

Naast deze typen hebben CNC-machines verschillende asmogelijkheden. Dit heeft grote invloed op de complexiteit van de onderdelen die ze kunnen maken. Standaardconfiguraties omvatten:

• 3-assige machines: Deze machines kunnen in de X-, Y- en Z-richting bewegen. Ze zijn geschikt voor het maken van eenvoudige onderdelen.
• 4-assige machines:Deze machines hebben een extra roterend onderdeel, meestal langs de X-as, en kunnen complexere vormen maken.
• 5-assige machines:Deze machines kunnen in alle vijf assen bewegen, waardoor complexe onderdelen met hoge precisie en flexibiliteit kunnen worden bewerkt.

Wat is 3D-printen?

3D-printen staat ook bekend als een additief productieproces. Het is een methode om objecten te creëren door digitale ontwerpen laag voor laag toe te voegen. Deze technologie kan complexe vormen produceren die moeilijk te creëren zijn met standaard productiemethoden.

3D-printen begon eind jaren 80 bij MIT. Tegenwoordig heeft het zich ontwikkeld tot vele vakgebieden en de manier waarop prototypes worden gemaakt, veranderd. Daarnaast ontwikkelt 3D-printen zich snel tot op maat gemaakte ontwerpen in sectoren zoals de gezondheidszorg, de auto-industrie en de elektronica.

In tegenstelling tot CNC-bewerking, waarbij materiaal wordt verwijderd om een onderdeel te vormen, vermindert 3D-printen afval door alleen het benodigde materiaal te gebruiken. Deze mogelijkheid en de vaardigheid om complexe vormen te creëren, maken 3D-printen een belangrijk hulpmiddel voor het maken van prototypes en het produceren van kleine aantallen unieke onderdelen zonder extra werk.

Hoe 3D-printen werkt

Het 3D-printproces begint met het maken van een 3D-model, meestal met behulp van CAD-software (Computer Aided Design). Als alternatief kan een 3D-scanner worden gebruikt die het fysieke object kan omzetten in een digitaal model. Nadat het model is gemaakt, wordt het gecontroleerd op fouten zoals openingen of overlappende oppervlakken. Deze kunnen de uiteindelijke print namelijk beïnvloeden.

Vervolgens wordt het model verwerkt met een slicingprogramma. Het slicingprogramma verdeelt het model in dunne, tweedimensionale lagen, die worden geproduceerd als een G-codebestand. Dit bestand dient als leidraad voor de 3D-printer en helpt deze bij het toevoegen van materiaal, laag voor laag. Bovendien hangt de manier waarop het materiaal wordt toegevoegd bij 3D-printen af van de gebruikte technologie, zoals FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithography) of SLS (Selective Laser Sintering).

Welke verschillende soorten 3D-printtechnologie zijn er?

Er zijn verschillende soorten 3D-printtechnologieën. Elk type heeft zijn eigen methoden, materialen en toepassingen:

• Materiaal extrusie: Deze methode maakt gebruik van verwarmd kunststofmateriaal dat door een spuitmond wordt geperst om lagen te creëren. Het wordt vaak gebruikt voor de snelle productie van prototypes en werkende onderdelen, zoals in de consumentenelektronica- en auto-industrie.
• Vatpolymerisatie: Dit proces maakt gebruik van vloeibare hars die onder licht uithardt tot een vaste laag. Polymerisatie in een vat zorgt voor uitstekende details en wordt vaak gebruikt voor tandheelkundige en medische modellen, evenals voor sieraden.
• Poederbed smelten: Deze methode gebruikt een laser- of elektronenbundel om poedervormige materialen laag voor laag te combineren. Deze 3D-printtechniek is ideaal voor het bewerken van metalen en hoogwaardige materialen. Ideaal voor gebruik in de luchtvaart, de automobielindustrie en de medische sector.
• Bindmiddelspuiten: Eerst brengt deze methode een vloeibaar bindmiddel aan op een poederbed. Het poederbed hardt vervolgens uit tot het eindproduct. Binder jetting kan worden gebruikt voor metalen, keramiek en klei. Het wordt vaak gebruikt om metalen onderdelen te maken, die vervolgens verder worden bewerkt voor extra sterkte.
• Materiaalstralen: Deze techniek spuit kleine druppeltjes materiaal, net als bij inkjetprinten. Deze druppeltjes harden uit wanneer ze worden aangebracht. Het staat bekend om het creëren van gladde en hoogwaardige oppervlakken en wordt veel gebruikt bij experimentele en medische modellen.
• Directe energiedepositie (DED):Bij dit proces smelt gerichte energie, zoals een laser- of elektronenbundel, het materiaal terwijl het wordt neergeslagen. DED wordt gebruikt in sectoren zoals defensie en de lucht- en ruimtevaart om objecten op hun plaats te houden en om grote metalen onderdelen te vervaardigen.
• Lamineren van vellen: Bij deze methode worden meerdere lagen materiaal gecombineerd en in driedimensionale vormen gesneden. Het wordt vaak gebruikt om goedkope metalen of papieren onderdelen te maken, vooral wanneer de fijnheid niet belangrijk is.

Belangrijkste verschillen tussen CNC-bewerking en SLS 3D-printen

CNC-bewerking en SLS 3D-printen zijn enigszins complementair. Elk heeft unieke voordelen op basis van de benodigde precisie, het materiaal en de complexiteit.

Het belangrijkste verschil tussen CNC-bewerking en SLS 3D-printen is de onderliggende methode waarmee onderdelen worden gemaakt. CNC-bewerking is een subtractief proces dat begint met het zorgvuldig snijden van een blok materiaal om het eindproduct te onthullen. Deze methode staat bekend om zijn precisie. Het kan onderdelen maken van vele materialen, zoals metalen, kunststoffen en composieten. Het blinkt uit in het produceren van duurzame, hoogwaardige onderdelen met nauwe toleranties. SLS 3D-printen daarentegen is een additief proces waarbij poedervormige materialen worden gebruikt om onderdelen laag voor laag te creëren. Deze technologie biedt grote voordelen. Het kan complexe vormen creëren die moeilijk of onmogelijk te maken zijn door subtractie. Het heeft ook geen ondersteunende structuren nodig, wat zorgt voor meer ontwerpvrijheid.

Wat betreft materialen, CNC-bewerking en SLS 3D-printen werken met een breed scala aan stoffenCNC-bewerking richt zich voornamelijk op metalen zoals aluminium, messing en roestvrij staal, en op kunststoffen zoals ABS en polycarbonaat. SLS 3D-printen kan, hoewel het een breed scala aan kunststoffen kan verwerken, ook speciale materialen zoals nylon, thermoplastische polyurethanen en metalen superlegeringen.

CNC-bewerking is nauwkeuriger en levert gladdere onderdelen. Ze hebben een strakkere toleranties, tot op +/- 0,005 mm nauwkeurig. De subtractieve aard van CNC-bewerking zorgt voor zeer hoogwaardige oppervlakteafwerkingen, waardoor het ideaal is voor toepassingen waarbij oppervlaktegladheid cruciaal is. SLS 3D-geprinte onderdelen kunnen een licht korrelig oppervlak hebben. Dit komt door het laag-voor-laag-constructieproces. Ze hebben doorgaans een nauwkeurigheid van ongeveer ± 0,1 mm. Nabewerkingstechnieken kunnen de oppervlaktekwaliteit van 3D-geprinte onderdelen echter aanzienlijk verbeteren, waardoor de kloof tussen de twee technologieën qua afwerking wordt gedicht.

Voordelen van CNC-bewerking

CNC-bewerking staat bekend om zijn hoge precisie en nauwkeurigheid, waardoor het een onmisbare technologie is in de moderne productie. Met toleranties tot wel ±0,005 mm garandeert het dat onderdelen worden geproduceerd met exacte afmetingen en vormen volgens de ontwerpspecificaties. Deze precisie is cruciaal voor toepassingen die een perfecte pasvorm vereisen, zoals in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de medische sector, waar de betrouwbaarheid en functionaliteit van elk onderdeel van het grootste belang zijn.

Bovendien levert CNC-bewerking uitzonderlijke oppervlakteafwerkingen op. De geavanceerde bewerkingsprocessen kunnen extreem gladde oppervlakken produceren, die bovendien kunnen worden aangepast aan specifieke eisen. Deze uitstekende oppervlaktekwaliteit verbetert niet alleen het uiterlijk van de onderdelen, maar verbetert ook hun prestaties, zoals het verminderen van wrijving of het verhogen van de corrosiebestendigheid.

CNC-bewerking is ook zeer geschikt voor grootschalige productie. Dankzij geautomatiseerde processen kunnen CNC-machines efficiënt grote hoeveelheden onderdelen produceren met een consistente kwaliteit en precisie. Dit maakt het een ideale keuze voor industrieën die grote volumes willen produceren zonder in te leveren op nauwkeurigheid.

Als het gaat om veelzijdigheid in materialen, blinkt CNC-bewerking uit in het verwerken van een breed scala aan materialen. Het kan diverse metalen en niet-metalen bewerken, waaronder aluminium, roestvrij staal, titanium en kunststoffen. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om te voldoen aan uiteenlopende industriële behoeften, of het nu gaat om lichtgewicht ontwerpen of toepassingen met hoge sterkte.

Ten slotte is CNC-bewerking bijzonder geschikt voor componenten die sterkte en duurzaamheid vereisen. Door te werken met hoogwaardige materialen kan CNC-bewerking robuuste en duurzame onderdelen produceren die bestand zijn tegen hoge belastingen en extreme omstandigheden. Deze eigenschappen zijn met name essentieel in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de medische sector, waar veiligheid en prestaties essentieel zijn.

Als u meer wilt weten over de voordelen en beperkingen van CNC-bewerking, bekijk dan het artikel Wat zijn de voordelen en beperkingen van CNC-bewerking?.

Voordelen van SLS 3D-printen

SLS (Selective Laser Sintering) 3D-printen blinkt uit in het produceren van onderdelen met complexe geometrieën en complexe interne kenmerken. In tegenstelling tot andere additieve productiemethoden vereist SLS geen ondersteunende structuren, waardoor naadloze ontwerpen mogelijk zijn die met traditionele productietechnieken moeilijk of onmogelijk te realiseren zouden zijn. Dit maakt het een ideale keuze voor ingenieurs en ontwerpers die de grenzen van innovatie verleggen.

Een van de meest opvallende voordelen van SLS 3D-printen is de minimale materiaalverspilling, vooral in vergelijking met subtractieve methoden zoals CNC-bewerking. Bij traditionele productie wordt vaak materiaal uit een massief blok gesneden, wat resulteert in aanzienlijk afval. SLS daarentegen bouwt onderdelen laag voor laag op en gebruikt alleen het materiaal dat nodig is voor het ontwerp. Bovendien kan ongebruikt poeder uit de printkamer vaak worden gerecycled voor toekomstige prints, wat de afvalproductie verder vermindert en SLS een duurzamere en milieuvriendelijkere optie maakt.

SLS is ook zeer geschikt voor functionele prototyping en productie in kleine aantallen. De mogelijkheid om duurzame, hoogwaardige onderdelen met uitstekende mechanische eigenschappen te produceren, maakt het een ideale oplossing voor het testen en valideren van ontwerpen voordat de productie wordt opgeschaald. Deze efficiëntie bij het creëren van functionele prototypes helpt de ontwikkeltijd en -kosten te verlagen.

Een ander belangrijk voordeel van SLS 3D-printen is de mogelijkheid om onderdelen te creëren met unieke materiaaleigenschappen. Door geavanceerde materialen zoals nylon te gebruiken, kan SLS onderdelen produceren die lichtgewicht, sterk en hitte- of chemicaliënbestendig zijn. Deze veelzijdigheid maakt het een goede keuze voor sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de gezondheidszorg, waar vaak gespecialiseerde materiaalprestaties vereist zijn.

Beperkingen van CNC-bewerking

Hoewel CNC-bewerking een zeer precieze en veelzijdige productiemethode is, kent het wel enkele beperkingen, met name bij complexe geometrieën en complexe interne kenmerken. De subtractieve aard van het proces maakt het minder efficiënt voor het maken van ontwerpen met complexe details of interne holtes, omdat deze vaak extra instellingen of speciaal gereedschap vereisen.

Een andere overweging is de aanzienlijke materiaalverspilling die gepaard gaat met CNC-bewerking. In tegenstelling tot additieve productieprocessen snijdt CNC-bewerking onderdelen uit massieve blokken materiaal, wat resulteert in een aanzienlijke hoeveelheid restafval. Dit kan het minder milieuvriendelijk en minder kosteneffectief maken voor bepaalde toepassingen.

Bovendien kunnen de gereedschapskosten voor complexe onderdelen hoog oplopen. Het produceren van ingewikkelde ontwerpen vereist vaak speciaal gereedschap of meerdere bewerkingen, wat zowel de initiële instelkosten als de productietijd kan opdrijven. Dit maakt CNC-bewerking geschikter voor eenvoudigere ontwerpen of productieseries met een hoog volume, waarbij de initiële investering kan worden terugverdiend over een groter aantal onderdelen.

Beperkingen van SLS 3D-printen

Hoewel SLS 3D-printen veel voordelen biedt, kent het ook bepaalde beperkingen. Een opvallend nadeel is dat de oppervlakteafwerking mogelijk niet zo glad is als die van CNC-gefreesde onderdelen. SLS-onderdelen hebben vaak een licht ruwe of korrelige textuur vanwege het poedergebaseerde proces, wat nabewerking kan vereisen voor toepassingen waar een gepolijste afwerking essentieel is.

Een andere beperking is het beperkte aanbod aan materialen in vergelijking met CNC-bewerking. Terwijl SLS voornamelijk materialen zoals nylon en bepaalde composieten gebruikt, kan CNC-bewerking met een veel breder scala aan metalen, kunststoffen en andere materialen werken, waardoor het veelzijdiger is voor specifieke toepassingen.

SLS 3D-printen kan ook langzamer zijn bij productie in grote volumes. Het laag-voor-laag additieve proces is weliswaar efficiënt voor prototyping en kleine oplages, maar kan mogelijk niet tippen aan de snelheid en schaalbaarheid van CNC-bewerking of andere traditionele productiemethoden bij de productie van grote aantallen onderdelen.

Ten slotte, hoewel SLS over het algemeen geen ondersteunende structuren nodig heeft voor de meeste ontwerpen, kunnen bepaalde geometrieën toch extra ondersteuning nodig hebben tijdens het printproces. Dit kan de complexiteit van het ontwerp en de nabewerking vergroten, met name bij onderdelen met overhangende delen of complexe kenmerken.

Toepassingen van CNC-bewerking en SLS 3D-printen in verschillende industrieën

CNC-bewerkings- en SLS 3D-printtechnologieën worden in uiteenlopende sectoren gebruikt, waarbij elk zijn eigen unieke voordelen benut om complexe productie-uitdagingen op te lossen.

Lucht- en ruimtevaart: CNC-bewerking is nauwkeurig en betrouwbaar. Het is ideaal voor het maken van kritische onderdelen zoals de motor en het landingsgestel. Deze onderdelen vereisen een hoge sterkte en nauwe toleranties. De technologie kan vele materialen bewerken, waaronder hoogwaardige legeringen. Deze mogelijkheid is cruciaal om te voldoen aan de strenge eisen van lucht- en ruimtevaart Toepassingen. Tegelijkertijd maakt SLS 3D-printen lichtgewicht onderdelen met complexe vormen. Dit kan het vliegtuiggewicht aanzienlijk verlagen en de brandstofefficiëntie en prestaties verbeteren. De mogelijkheden voor rapid prototyping van de technologie versnellen ook het ontwikkelingsproces van concept tot vlucht.

Medisch: Omdat de precisie van CNC-bewerking cruciaal is, is het essentieel voor het maken van op maat gemaakte chirurgische instrumenten, orthopedische implantaten en medisch Apparaatonderdelen. Bovendien hebben deze onderdelen nauwkeurige specificaties nodig om de veiligheid en effectiviteit van de patiënt te garanderen. SLS 3D-printen heeft een voordeel: het kan protheses en tandheelkundige implantaten op maat voor de patiënt maken. Deze personalisatiemogelijkheden zijn van onschatbare waarde voor het comfort van de patiënt en de revalidatieresultaten. Het biedt specialistische revalidatieoplossingen.

Automobiel: CNC-bewerking is robuust en nauwkeurig. Het maakt het mogelijk om: duurzame onderdelen cruciaal voor auto Prestaties en veiligheid. Deze onderdelen omvatten motorblokken en chassiscomponenten. SLS 3D-printen is essentieel voor prototyping. Het maakt het snel testen van nieuwe ontwerpen mogelijk. Bovendien helpt de mogelijkheid om complexe, lichtgewicht onderdelen te creëren bij het optimaliseren van voertuigontwerpen.

Kosten-, volume- en tijdvergelijking

Bij het vergelijken van de opstartkosten, materiaalkosten en productietijden van CNC-bewerking en SLS 3D-printen, moet de vergelijking worden afgestemd op de specifieke vereisten van het project. Beide processen hebben unieke voordelen en factoren om rekening mee te houden. CNC-bewerking heeft hogere initiële instelkosten. Dit komt door de noodzaak van nauwkeurige gereedschappen en programmering. Dit maakt het minder kosteneffectief voor productie in zeer kleine series. Voor sommige projecten, met name projecten waarbij metalen onderdelen nodig zijn, kunnen de materiaalkosten echter lager uitvallen. De kosten voor bulkmateriaal kunnen lager zijn dan die van speciale poeders voor SLS 3D-printen. CNC-bewerking kan sneller zijn voor het maken van enkele onderdelen vanwege de snellere materiaalverwijdering. Het is echter langzamer voor complexe onderdelen.

Kies de juiste verwerkingstechnologie!

Daarom is de sleutel tot het kiezen tussen CNC-bewerking en SLS 3D-printen in de moderne productie het begrijpen van de voordelen van elke technologie. Yonglihao Machinery biedt CNC-bewerkingsdienstenWe staan bekend om hun precisie en uitstekende oppervlakteafwerking. Dit maakt ze de ideale keuze voor de productie van grote series metalen componenten en precisieonderdelen.

Aan de andere kant blinkt SLS 3D-printen uit in toepassingen die complexe geometrieën en rapid prototyping vereisen. Het is met name voordelig voor het creëren van complexe vormen die moeilijk of onbetaalbaar zouden zijn om te realiseren met traditionele subtractieve methoden. rapid prototyping-bedrijven vertrouwen op SLS 3D-printen vanwege de mogelijkheid om snel gedetailleerde prototypes te produceren en ontwerpen te valideren voordat ze overgaan tot grootschalige productie.

Uiteindelijk moeten bedrijven verschillende factoren afwegen bij het selecteren van het juiste proces, waaronder productievolume, materiaalvereisten en de complexiteit van de onderdelen. In sommige gevallen kan de combinatie van beide technologieën een strategische keuze zijn: SLS wordt gebruikt voor snelle prototyping en ontwerpvalidatie, gevolgd door CNC-bewerking voor de uiteindelijke productie met verbeterde precisie en oppervlaktekwaliteit.

Veelgestelde vragen

Welke methode is het meest kosteneffectief voor de productie van kleine aantallen?

SLS 3D-printen is vaak goedkoper voor kleine productieseries. Dit komt door de lagere instelkosten en de mogelijkheid om complexe vormen te maken zonder speciaal gereedschap of hulpstukken.

Kunnen CNC-bewerking en SLS 3D-printen samen worden gebruikt?

Ja, CNC-bewerking en SLS 3D-printen kunnen elkaar aanvullen en de voordelen van beide processen optimaal benutten. Zo kan SLS 3D-printen bijvoorbeeld worden gebruikt om snel een prototype van een onderdeel te maken om de pasvorm en functie te testen. Zodra het ontwerp definitief is, kunnen we CNC-bewerking gebruiken om het definitieve onderdeel te maken. Bovendien gebruiken we materialen die beter geschikt zijn voor de toepassing of om het 3D-geprinte onderdeel te verfijnen.