Usinage CNC VS impression 3D, quelle est la différence ?

Lorsque vous souhaitez créer de nouvelles pièces ou des projets de production en petits lots, vous pouvez utiliser deux méthodes de fabrication :l'usinage CNC et l'impression 3D. Ces deux options sont essentielles pour les processus de fabrication modernes. Chaque option présente une liste d'avantages par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Les deux sont des processus de fabrication informatisés, tandis que l'usinage CNC et l'impression 3D sont en cours. La capacité de production et les résultats du produit final sont assez différents.

Bien que ces deux procédés produisent parfois des résultats similaires dans des applications spécifiques, la manière dont ils obtiennent ces résultats est assez différente. Chaque processus a été développé pour répondre à des besoins différents. Il est donc important de savoir quelle méthode correspond le mieux à vos besoins. Dans ce qui suit, nous présentons les avantages de chaque produit pour vous aider à parcourir votre prochaine commande de production.

Usinage CNC :

L'usinage CNC est une technologie de fabrication soustractive courante. Le processus commence généralement par un bloc de matériau solide, puis divers outils rotatifs tranchants ou fraises sont utilisés pour retirer le matériau afin d'obtenir la forme finale souhaitée. Il peut être utilisé pour la production de petits lots uniques et la production de moyens à lots.

(Qu'est-ce que l'usinage CNC ?)

Comment ça marche

Tout d'abord, les ingénieurs utilisent des logiciels de CAO ou assistés par ordinateur pour créer des modèles 2D ou 3D. Ensuite, un programme de fabrication assistée par ordinateur (FAO) est utilisé pour convertir le fichier CAO en instructions. Une fois l'instruction créée, le programme de post-traitement la convertit en une commande spécifique, puis la transmet à la machine-outil CNC pour exécution, en découpant les composants requis du matériau en vrac. Il a une excellente répétabilité, une haute précision et une large gamme de matériaux et de finitions de surface.

Impression 3D

La fabrication additive (AM) ou le processus d'impression 3D construit des pièces en ajoutant du matériau une couche à la fois. Le processus AM ne nécessite pas d'outils ou de montages spéciaux, de sorte que le coût d'installation initial peut être minimisé.

L'impression 3D a de grandes applications dans le domaine médical, qui peut créer des organes, des prothèses et des implants. L'industrie alimentaire utilise également cette technologie pour produire des aliments en extrudant les aliments couche par couche. Les artistes l'utilisent souvent pour faire de l'art, tandis que les créateurs de mode l'utilisent pour fabriquer des vêtements et des bijoux.

Comment ça marche

Tout d'abord, les ingénieurs utilisent la CAO pour créer un modèle 3D. Les erreurs dans le modèle fini de l'analyse incluent généralement des trous et des faces qui se croisent.

Ensuite, un programme appelé slicer transforme l'imprimante 3D en une série de fines couches 2D pour préparer le modèle pour l'imprimante 3D, générant ainsi des fichiers G-code. Ce fichier contient un ensemble d'instructions à exécuter par l'imprimante.

Ensuite, une imprimante 3D lit le fichier de code G et dépose une couche de matériau à la fois pour créer un objet en trois dimensions. Selon la taille et la complexité du modèle et la méthode utilisée, le processus d'impression peut durer de quelques heures à quelques jours. Parfois, les composants doivent être nettoyés, polis ou scellés avant de pouvoir être utilisés.

Différences entre l'usinage CNC et l'impression 3D

L'usinage CNC et l'impression 3D ont des points communs :par exemple, ils sont tous basés sur des modèles 3D et faire des produits 3D conformément aux instructions sur l'ordinateur. Ils sont compatibles avec les types de fichiers STL et OBJ. En plus de ces similitudes fondamentales, l'usinage CNC et l'impression 3D peuvent également répondre à des exigences différentes et offrir des avantages différents. Mais ils ont encore de nombreuses différences.

M matériel

La CNC est principalement utilisée pour le traitement du métal. Il peut également être utilisé pour traiter les thermoplastiques, l'acrylique, le bois tendre et le bois dur, la mousse à modeler et la cire de traitement. Les pièces de précision CNC sont principalement utilisées dans les moteurs, les avions, les machines de production et d'autres environnements à haute résistance.

L'impression 3D est principalement utilisée pour les plastiques, tandis que l'utilisation du métal est relativement faible. Certaines techniques permettent de produire des pièces à partir de céramique, de cire, de sable et de matériaux composites. Les matériaux difficiles à traiter (tels que le TPU et les superalliages métalliques) peuvent être imprimés en 3D. Par rapport aux pièces CNC, elles peuvent avoir des propriétés mécaniques inférieures.

La plupart des imprimantes 3D utilisent des processus de fabrication additive pour fabriquer des produits à partir de plastiques spéciaux, de résines, de métaux et d'autres matériaux. En raison des matériaux uniques utilisés dans le processus d'impression, les pièces 3D n'ont généralement pas la résistance requise pour une utilisation dans des environnements difficiles tels que les avions, les véhicules et les machines de production.

S faire pipi

Une autre différence majeure entre la CNC et la fabrication additive est la vitesse. Lors de la production de masse de produits, le traitement CNC est plus rapide car il implique la chaîne de montage de la machine qui produit chaque pièce. Une imprimante 3D fabrique l'ensemble du produit du début à la fin, elle n'est donc pas adaptée à la production de masse. Le processus additif d'impression 3D à partir de rien prend plus de temps que le processus soustractif consistant à retirer du matériau des blocs de matériau existants.

Précision

L'usinage CNC a des tolérances strictes et une excellente répétabilité. Les pièces de grande à petite taille peuvent être usinées CNC avec précision. Différents systèmes d'impression 3D offrent une précision dimensionnelle différente. Les machines industrielles peuvent produire des pièces avec de très bonnes tolérances. Si des écarts étroits sont nécessaires, les dimensions clés de l'impression 3D peuvent être surdimensionnées puis traitées en post-traitement. Les matériaux traités sur les laminoirs CNC (comme l'aluminium) sont plus précis que le FDM utilisé dans de nombreuses imprimantes 3D, et le FDM a tendance à se déformer lorsqu'il est exposé à une chaleur excessive.

Complexité des pièces

Lors de la conception de pièces usinées CNC, de nombreuses restrictions doivent être prises en compte. Les machines-outils à commande numérique ne peuvent pas utiliser certaines géométries (même avec des systèmes CNC à 5 axes) car l'outil ne peut pas accéder à toutes les surfaces de la pièce. La plupart des formes géométriques nécessitent des pièces rotatives pour accéder aux différents côtés. Le repositionnement augmentera le temps de traitement et de main-d'œuvre, et peut nécessiter des accessoires et des accessoires personnalisés, ce qui affectera le prix final.

Par rapport à la CNC, l'impression 3D n'a presque aucune restriction géométrique. La plupart des technologies (telles que FDM ou SLM/DMLS) nécessitent des structures de support, et elles sont supprimées lors du post-traitement.

Puisqu'aucun support n'est requis, les formes géométriques organiques organiques de forme libre peuvent être facilement fabriquées grâce à un procédé de fusion sur lit de poudre à base de polymère. La capacité à produire des formes géométriques très complexes est l'un des principaux avantages de l'impression 3D. Cela ouvre également la porte à la fusion de pièces, dans laquelle plusieurs composants peuvent être combinés dans une conception de pièce pour réduire le nombre de moules.

W goût

L'une des principales différences entre la fabrication additive et la fabrication soustractive est la quantité de déchets qu'elles génèrent. Étant donné que le traitement CNC enlèvera des matériaux, il finira par produire une grande quantité de déchets non recyclables. Le nettoyage est un peu brouillon. Cependant, il y a moins de déchets dans l'impression 3D car la technologie ne nécessite que les matériaux nécessaires pour construire la pièce. L'imprimante 3D n'utilise que la quantité exacte de matériau nécessaire pour fabriquer la pièce, il n'est donc pas nécessaire de nettoyer par la suite. Les imprimantes 3D produisent également moins de bruit car elles ne vibrent pas pendant la production.

Champ de candidature

Lorsque la fabrication nécessite des pièces très solides, précises et/ou résistantes à la chaleur, le fraisage CNC est une meilleure solution. L'impression 3D a des domaines d'application plus particuliers :elle peut être utilisée pour la bio-impression, l'impression alimentaire, la construction et peut être utilisée dans l'espace.

C ost

Lorsque vous utilisez une machine CNC pour fabriquer une pièce, une petite quantité entraîne généralement un coût unitaire plus élevé, mais la production en série devient de plus en plus économique. Cela fait de la CNC un choix idéal pour la production de masse.

Lors de l'utilisation de l'impression 3D, le coût de sortie par unité est le même quelle que soit la taille du lot. Lors de la production d'un petit nombre d'articles, le coût équivalent par unité produite est un avantage, mais lorsqu'il est produit en masse, la cohérence du produit peut devenir un problème.

En utilisant des machines CNC, le coût unitaire du produit augmentera en fonction de la complexité et de la précision de la sortie. Le coût plus élevé d'une sortie CNC complexe est généralement dû au plus grand nombre de trajectoires d'outils nécessaires, au plus petit nombre d'outils utilisés et au temps nécessaire pour accomplir ces tâches. Quelle que soit la complexité de l'unité produite, le coût d'un travail d'impression 3D est le même.

C conclusion

Dans une certaine mesure, la technologie CNC et l'impression 3D se chevauchent, mais leurs avantages respectifs les rendent adaptées à des applications spéciales. C'est comme un crayon et un stylo à bille. Pour certains travaux, vous avez besoin d'un crayon, mais pour d'autres travaux, un stylo à bille est un meilleur outil. L'usinage CNC est généralement mieux adapté aux projets qui nécessitent des produits précis et de haute précision fabriqués à partir de matériaux facilement disponibles. Les caractéristiques des imprimantes 3D les rendent très adaptées à la création de prototypes, de bases visuelles et de produits conçus sur mesure.

En résumé, il y a beaucoup de place pour les imprimantes 3D et les machines CNC dans le monde.