Usinage CNC vs Impression 3D : choisir la bonne méthode de production

Usinage CNC vs impression 3D pour la production : expliqué et comparé

Stratasys Direct Manufacturing propose une gamme de solutions de fabrication pour une production efficace et des pièces parfaites. Pour les projets de production à faible volume, deux méthodes peuvent ressortir : impression 3D et usinage CNC. Toutes deux offrent matériaux plastiques et métalliques, et il peut être difficile de savoir laquelle convient le mieux. Ci-dessous, nous abordons les avantages de chacune pour vous guider.

Usinage CNC et impression 3D définis

L'usinage CNC est une méthode soustractive qui utilise des outils de coupe pour enlever de la matière d'un bloc brut selon un chemin informatisé. Stratasys Direct utilise des machines CNC 3 et 5 axes déplaçant l'outil sur trois ou cinq axes pour fraiser la matière selon la géométrie spécifiée. L'usinage CNC sert généralement au prototypage rapide, modèles maîtres et faibles volumes de pièces de production en métal et plastique.

L'impression 3D est une méthode additive qui joint la matière couche par couche depuis des données de modèle 3D, généralement par dépôt de matière par buse, durcissement UV et/ou énergie thermique. Stratasys Direct propose quatre technologies d'impression 3D pour la production : FDM®, Frittage Laser (LS), Multi Jet Fusion (MJF) et Fusion Laser Métal Direct (DMLM). L'impression 3D sert au prototypage rapide et fabrication de pièces de production à faible volume en métal et plastique.

À haut niveau, les deux adressent des défis similaires. Plongeons dans les différences inhérentes pour naviguer quand utiliser chaque processus selon application, specs et budget.

Matériaux CNC vs impression 3D comparés

Choisir une méthode peut se focaliser sur le meilleur matériau pour l'application, lié au coût ou aux exigences produit. Bien qu'on puisse généralement usiner la plupart des plastiques et métaux commerciaux, les matériaux en impression 3D sont liés aux technologies.

Par exemple, plastiques courants en moulage par injection et usinage CNC ont été développés pour les technologies thermoplastiques FDM et LS. Métaux traditionnellement usinés (acier inoxydable, titane) ont été développés pour la fabrication métal par poudre avec DMLM.

Les avancées matériaux en impression 3D ont explosé ces 5-10 dernières années. Aujourd'hui, les processus disponibles sont substantiels pour créer des pièces de production dans une large gamme de plastiques et métaux. Les avancées technologiques couplées aux évolutions matériaux ont massivement impacté la façon dont l'impression 3D est perçue et utilisée par ingénieurs, designers et fabricants.

Dans l'ensemble, les deux méthodes offrent plastiques commerciaux et alliages pour applications typiques, avec accès aux matériaux spéciaux (aérospatial, médical). Vos besoins matériaux étant couverts par les deux, quels autres facteurs influencent vos choix ?

Comparaisons design CNC vs impression 3D

Taille de pièce

Chez Stratasys Direct, le volume de construction CNC en enveloppe simple atteint 84 x 40 x 36 pouces (213 x 101 x 91 cm). Le plus grand volume impression 3D est sur imprimante FDM à 36 x 24 x 36 pouces (91 x 61 x 91 cm). Pour les deux, on peut construire plus grand en divisant le design en composants multiples et en les assemblant/soudant.

Tolérance

Une des plus grandes forces du CNC : tolérances très serrées — souvent ±0,005" (0,13 mm) ou 0,001"/pouce, le plus grand des deux. Pour pièces bien conçues, tolérances ±0,0035" (0,09 mm) ou ±0,0015" (0,038 mm) possibles avec FDM. Si la tolérance est prioritaire, le CNC est la meilleure option. Stratasys Direct propose aussi l'usinage à tolérance sur pièces imprimées 3D après construction.

Vitesse

L'impression 3D excelle en production rapide. Selon géométrie et taille, les jobs avec MJF et FDM prennent des heures. Le CNC peut être plus rapide pour géométries simples avec passes limitées. Le CNC peut demander plus d'opérateur qu'une imprimante 3D ; souvent un machiniste doit repositionner manuellement fixation ou pièces, allongeant le temps.

Complexité de design

L'impression 3D donne la liberté de concevoir des modèles maîtres complexes avec trous, formes organiques, canaux impossibles en CNC. Elle ouvre la porte à la consolidation de pièces : plusieurs composants combinés en un design unique pour réduire le nombre de moules. Les modèles usinés CNC peuvent atteindre des géométries complexes, mais plus le design est complexe, plus il dépend de fabrication manuelle et post-finition.

Même si les deux méthodes sont compétentes pour pièces de production à faible volume, les processus les plus appropriés adressent vos besoins matériaux, géométrie de pièce et calendrier projet.