Usinage CNC vs impression 3D :voici ce que les concepteurs de produits doivent savoir

Êtes-vous un concepteur de produits cherchant à créer des prototypes ou à entreprendre une production de masse ? Si tel est le cas, vous serez probablement à la croisée des chemins lorsque vous choisirez entre l'usinage CNC et l'impression 3D pour fabriquer vos produits.

Usinage CNC et impression 3D ㅡ deux des méthodes de fabrication les plus populaires aujourd'hui ㅡ peuvent fabriquer presque toutes les conceptions de produits que vous proposez. Cependant, chaque méthode a son mode de fonctionnement, ses avantages et ses capacités uniques, ce qui les rend idéales pour différents scénarios de conception technique.

Cet article couvrira certains domaines clés que vous devez évaluer avant de choisir l'usinage CNC ou l'impression 3D pour votre projet de développement de produit. En outre, nous fournirons des informations utiles sur chaque processus, les caractéristiques de fabrication, l'adéquation des matériaux et les options de post-traitement.

Comparaison des processus :usinage CNC et impression 3D

L'usinage CNC et l'impression 3D ont un fonctionnement assez similaire :ils convertissent un modèle CAO 3D (conception assistée par ordinateur) en un ensemble d'instructions informatiques pour fabriquer des pièces de manière autonome. Cependant, ces processus de fabrication diffèrent dans la façon dont ils fabriquent les pièces.

Usinage CNC

L'usinage CNC est une fabrication soustractive méthode. Il s'agit d'enlever des portions de matière d'un bloc (ou d'une pièce) pour créer la pièce souhaitée à l'aide d'outils de coupe. La technologie de commande numérique par ordinateur (CNC) contrôle la séquence de mouvement de l'outil de coupe (et de la pièce) pour créer la pièce souhaitée.

Figure 1 :Processus d'usinage CNC

Impression 3D

L'impression 3D est une fabrication additive méthode. Il s'agit d'ajouter des matériaux couche par couche pour former le produit souhaité. Le processus ne nécessite aucun outillage ou montage spécial.

Figure 2 :Processus d'impression 3D

Géométrie, taille minimale des fonctionnalités et différences de coût

La nature soustractive de l'usinage CNC permet de créer une large gamme de géométries complexes avec une taille d'élément minimale de 1 mm. Par exemple, les fraiseuses CNC sont idéales pour créer des trous, des coupes angulaires et des cavités, tandis que les tours CNC sont mieux adaptés aux formes cylindriques complexes.

Figure 3 :Rendu d'une pièce usinée CNC

Cependant, vous pourriez trouver difficile de créer des fonctions cachées et des contre-dépouilles à l'aide de machines CNC.

Les imprimantes 3D éliminent le défi de la géométrie et la limitation de l'usinage CNC, vous permettant de fabriquer des géométries complexes. Cependant, la plupart des imprimantes 3D ont des tailles minimales comprises entre 0,25 mm et 0,8 mm et entraînent des coûts de fabrication et des délais de livraison importants, en particulier pour les pièces volumineuses.

De plus, de légères variations dans la taille de votre produit peuvent augmenter considérablement vos coûts de fabrication d'impression 3D.

Par exemple, considérons le modèle CAO 3D d'un cube de 100x100x100 mm illustré à la figure 4. Vous seriez surpris de savoir que ce cube a le double du volume d'un cube de 80x80x80 mm. Par conséquent, si vous décidez d'imprimer en 3D cette pièce de grand volume, vous pouvez vous attendre à utiliser plus de matières premières et à payer deux fois plus que pour le cube plus petit.

Figure 4 :La variation de la taille du produit peut augmenter considérablement vos coûts de fabrication d'impression 3D.

Options matérielles disponibles

Les machines CNC sont compatibles avec une large gamme de matériaux, y compris les métaux, les plastiques, le bois et les composites, tant que ces matériaux sont disponibles en blocs. Par exemple, les matériaux couramment utilisés pour l'usinage CNC comprennent l'aluminium, l'acier inoxydable, le laiton, le titane, l'alliage de zinc, le polycarbonate acrylique, le polypropylène et le PEEK.

Figure 5 :Rendu d'une pièce en aluminium usinée CNC

Les imprimantes 3D sont également compatibles avec divers matériaux, mais sont plus couramment utilisées pour les plastiques (comme l'ABS, le nylon, le PLA, l'ULTEM et le PEEK), la céramique et les photopolymères. Vous pouvez également imprimer en 3D des métaux comme l'aluminium, le titane et les superalliages, mais gardez à l'esprit que les métaux imprimés en 3D ne sont pas bon marché.

Figure 6 :Rendu d'un plastique imprimé en 3D

Différences de finition de surface

Les machines CNC et les imprimantes 3D peuvent produire des pièces avec des surfaces extrêmement lisses. Cependant, si vos pièces nécessitent une douceur exceptionnelle pour s'accoupler avec d'autres pièces, vous devriez envisager d'utiliser des machines CNC pour les fabriquer. Les machines CNC ont une large gamme de contrôle, vous permettant d'atteindre des tolérances serrées et un degré de qualité de surface plus élevé.

Néanmoins, l'usinage CNC et l'impression 3D offrent un large éventail d'options de finition de surface. Par exemple, avec des pièces usinées CNC, vous pouvez les anodiser, les enduire de poudre, les projeter et les passiver. De même, les options de finition de surface pour les pièces imprimées en 3D incluent le placage, le grenaillage et les traitements thermiques pour renforcer le produit.

Figure 7 :Rendu d'une pièce en aluminium anodisé

Figure 8 :Rendu d'une pièce usinée CNC avec finition thermolaquée

En savoir plus :état de surface et tableau de rugosité de surface

Impression 3D vs usinage CNC :comment choisir la méthode idéale

Comme nous en avons discuté, l'usinage CNC et l'impression 3D peuvent tous deux fabriquer de nombreux types de pièces.

Cependant, comme nous le disons toujours à nos clients chez Gensun, il n'y a pas de méthode de fabrication parfaite et unique. La méthode idéale dépend principalement de la conception de votre produit, de la géométrie, des tolérances et des exigences de finition de surface. Nous vous recommandons de travailler avec un atelier d'usinage de premier plan avec des ingénieurs capables de discuter avec vous des besoins de votre application.

Gensun Precision Machining est l'un des principaux fournisseurs de services d'usinage CNC et d'impression 3D en Asie. Nous avons une équipe d'ingénieurs et de machinistes hautement expérimentés et des technologies de fabrication de pointe pour que votre produit soit bien fait.

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Remarque :Cet article a été initialement publié en juin 2021 et mis à jour en mai 2022