A impressão 3D de metal substituirá a usinagem CNC?
Publicados: 2021-05-20Por muitos anos, a usinagem CNC tem sido o método de fabricação de precisão. Este processo envolve o uso de software de computador para mover ferramentas e máquinas para a criação de peças. No entanto, há um novo concorrente na imagem – impressão 3D em metal.
O boom da Indústria 4.0 faz com que mais desenvolvedores abram suas portas para a fabricação usando impressão 3D. A técnica de aditivos metálicos continua a transformar a indústria manufatureira. Numerosas aplicações desta técnica estão indo para a vanguarda da produção.
A dúvida comum na indústria hoje gira em torno de escolher entre usinagem CNC e impressão 3D. Embora a impressão 3D seja um processo eficaz, ela substituirá a usinagem CNC? Para responder a essa pergunta, precisamos primeiro considerar alguns fatores que influenciam as decisões de seleção.
Como a impressão 3D de metal se compara à usinagem CNC?
O serviço de fresagem CNC tem sido o grampo da fabricação desde sua evolução, enquanto a impressão 3D pode parecer um pouco nova. No entanto, a impressão 3D constrói objetos um por vez, ajudando a criar peças da maneira mais eficaz possível. Um dos maiores benefícios que este sistema oferece em relação aos métodos tradicionais é a velocidade de produção.
Isso não significa que os fabricantes abandonem a usinagem CNC. Ambas as abordagens de produção oferecem benefícios que as tornam adequadas para diferentes objetivos. Aqui estão alguns dos fatores que ajudam a comparar esses processos e sua eficácia:
Precisão
Ao comparar a qualidade da superfície de peças usinadas CNC com impressões 3D, você notará a diferença na qualidade. As peças produzidas por CNC podem passar da produção para o mercado assim que necessário. No entanto, as impressões 3D geralmente exigem etapas diferentes para concluir as tarefas de produção. Isso percebe o processo de impressão 3D como um processo menos eficaz do que a fresagem CNC.
As impressoras 3D não têm a precisão necessária para usos de missão crítica. Mesmo quando os engenheiros usam a tecnologia de fusão seletiva a laser para imprimir peças 3D em metal, sua precisão não pode ser comparada à das máquinas CNC. Por exemplo, a fresagem CNC de 5 eixos pode criar precisão mecânica de 1 micrômetro em cada um dos eixos. Este nível de precisão não é possível com as impressoras 3D atualmente disponíveis.
Velocidade
O processo de fresagem CNC começa com a usinagem de um bloco de material para atender às especificações do projeto. Este processo é aquele que pode trocar precisão por velocidade sempre que a velocidade se tornar um fator crucial. Isso dá aos operadores melhor controle sobre o tempo de produção. O uso de manufatura aditiva de metal leva mais tempo do que os processos subtrativos.
O processo de impressão 3D convencional envolve a criação lenta de camadas para obter o produto desejado de forma gradual. A própria impressora 3D determina a velocidade do processo. Em alguns casos, os fabricantes usam impressoras mais rápidas quando a velocidade se torna um fator importante. Mesmo assim, as impressoras 3D terão dificuldade em acompanhar as máquinas CNC.
Existem várias impressoras 3D disponíveis, tornando difícil compará-las com fresadoras CNC. Além disso, a impressão 3D requer processos de pós-produção, aumentando o tempo de fabricação dos componentes. Geralmente, a usinagem CNC oferece benefícios em velocidade em relação à impressão 3D.
Custo
As comparações entre os custos de impressão 3D e fresagem CNC geralmente vêm em termos gerais. A definição de unidades geralmente varia entre materiais, clientes e trabalhos. As considerações de preço são um dos principais fatores ao decidir entre usar um roteador CNC ou uma impressora 3D.
Quando se trata de usar máquinas CNC para criar peças, pequenas quantidades geralmente estão associadas a um custo unitário maior. No entanto, lotes grandes costumam ser mais econômicos, tornando o CNC ideal para produção em massa. O custo unitário dos produtos aqui pode aumentar com base na precisão e complexidade da saída. O custo mais alto pode ser devido aos caminhos de ferramenta maiores necessários e à quantidade de tempo necessária para a conclusão do trabalho.
A impressão 3D de metal, por outro lado, tem cada unidade de saída custando o mesmo. O preço da unidade de saída permanece constante, independentemente do tamanho do lote. Ter um custo igual para cada unidade em produções de pequeno volume representa uma vantagem. No entanto, o custo uniforme por unidade para produções de grande volume pode se tornar um problema.
Tamanho da Produção
As impressoras 3D usam processos aditivos e de camadas, tornando-as inadequadas para produções de grande volume. As tecnologias 3D atuais só podem ser dimensionadas desde a produção de pequenas peças personalizadas até objetos de tamanho médio.
Por outro lado, os roteadores CNC são capazes de dimensionar entre a criação de saídas pequenas e maiores. A escala das peças criadas geralmente depende das capacidades da máquina. Muitas vezes, a escala também depende das matérias-primas envolvidas na produção.
Embora as impressoras 3D procurem evoluir para criar produtos maiores, atualmente não têm capacidade de produção extensiva como as máquinas CNC. Além disso, o tempo necessário para a impressão 3D limita a viabilidade e escalabilidade da tecnologia. No entanto, sua flexibilidade permite alternar rapidamente entre diferentes trabalhos.
Impressão 3D, um complemento à usinagem CNC
As empresas que usam a impressão 3D em metal têm a visão de reduzir o custo por peça para fazer com que os componentes fabricados aditivados se movam para produções de grande volume. Isso moverá esse método na direção da indústria de peças de produção de alta qualidade.
As novas tecnologias estão em constante movimento nessa direção. A manufatura aditiva metálica agora ocupa um bom espaço entre a prototipagem e a produção em linha completa. Além disso, agora vemos casos em que a impressão 3D cria geometrias complexas. Assim, oferece soluções mais rápidas e econômicas nesses casos.
Apesar da natureza promissora dessas tecnologias de aditivos metálicos, elas não substituirão completamente a usinagem CNC. Pelo menos, eles não vão fazer isso tão cedo. Em vez disso, a impressão 3D permanecerá em seu próprio nicho considerável dentro da extensa gama de processos de fabricação de metal. Ao mesmo tempo, a fresagem CNC também manterá seu lugar para uma ampla gama de aplicações. Isso será especialmente verdadeiro para peças que exigem tolerâncias extremamente apertadas.
Além disso, as peças impressas em 3D geralmente precisam passar pelo acabamento de pós-produção. Estes geralmente incluem limpeza, lavagem, polimento e vários outros. Por outro lado, apenas uma pequena quantidade de usinagem CNC fornecerá peças com formato quase líquido para tolerâncias apertadas. Portanto, peças aditivas de metal e peças de fresagem CNC continuarão a coexistir por anos. Essas tecnologias se complementarão para vários fabricantes da indústria 4.0.
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