金属3D打印会取代CNC加工吗？

已发表: 2021-05-20

多年来，CNC 加工一直是首选的精密制造方法。这个过程涉及使用计算机软件来移动工具和机器以创建零件。然而，图中还有一个新的竞争者——金属 3D 打印。

工业 4.0 的蓬勃发展让更多的开发人员打开了使用 3D 打印制造的大门。金属添加剂技术继续改变制造业。这种技术的大量应用正在走向生产的前沿。

当今行业中的常见问题围绕着在 CNC 加工和 3D 打印之间进行选择。虽然 3D 打印被证明是一种有效的工艺，但它会取代 CNC 加工吗？要回答这个问题，我们首先需要考虑一些影响选择决策的因素。

金属 3D 打印与 CNC 加工相比如何？

CNC 铣削服务自发展以来一直是制造业的主要内容，而 3D 打印可能看起来有点新奇。然而，3D 打印一次只构建一个对象，有助于尽可能有效地创建零件。与传统方法相比，该系统提供的最大好处之一是生产速度。

这并不意味着制造商放弃CNC加工。这两种生产方法都提供了一些好处，使它们中的每一种都非常适合不同的目标。以下是有助于比较这些过程及其有效性的一些因素：

当您将 CNC 加工零件的表面质量与 3D 打印件进行比较时，您会注意到质量上的差异。 CNC 生产的零件可以在需要时尽快从生产转移到市场。然而，3D 打印通常需要不同的步骤来完成生产任务。这将 3D 打印过程视为不如 CNC 铣削有效的过程。

3D 打印机不具备关键任务用途所需的精度。即使工程师使用选择性激光熔化技术在金属中打印 3D 零件，其精度也无法与 CNC 机器相媲美。例如，5 轴 CNC 铣削可以在每个轴上产生 1 微米的机械精度。目前可用的 3D 打印机无法达到这种精度水平。

CNC 铣削过程首先加工一块材料以满足设计规格。当速度成为关键因素时，这个过程可以用准确性换取速度。这使操作员可以更好地控制生产时间。使用金属增材制造比减材制造需要更长的时间。

传统的 3D 打印过程涉及缓慢创建层以逐渐获得所需的产品。 3D 打印机本身决定了该过程的速度。在某些情况下，当速度成为一个因素时，制造商会使用速度更快的打印机。即便如此，3D 打印机也很难跟上 CNC 机器的步伐。

有几种 3D 打印机可供使用，因此很难将它们与 CNC 铣床进行比较。此外，3D 打印输出需要后期制作过程，增加了制造组件的时间。通常，CNC 加工在速度方面优于 3D 打印。

3D 打印和 CNC 铣削成本之间的比较通常是笼统的。单位的定义通常因材料、客户和工作而异。在决定使用 CNC 路由器还是 3D 打印机时，价格因素是主要因素之一。

在使用 CNC 机器制造零件时，小批量通常与较高的单位成本相关。然而，大批量通常更经济，使 CNC 成为大批量生产的理想选择。此处产品的单位成本可能会根据输出的精度和复杂性而增加。较高的成本可能是由于需要较大的刀具路径和完成工作所需的时间。

另一方面，金属 3D 打印的每个输出单元的成本相同。无论批次大小如何，输出单位的价格保持不变。在小批量生产中，每个单元的成本相同是一个优势。然而，大批量生产的单位成本统一可能成为一个问题。

3D 打印机使用增材和分层工艺，使其不适合大批量生产。当前的 3D 技术只能从生产小型定制零件扩展到中型物体。

另一方面，CNC 路由器能够在创建小型和大型输出之间进行缩放。创建的零件的规模通常取决于机器的能力。很多时候，规模还取决于生产所涉及的原材料。

尽管 3D 打印机希望发展以创造更大的产品，但它们目前没有像 CNC 机器那样进行大规模生产的能力。此外，3D 打印所花费的时间限制了该技术的可行性和可扩展性。然而，它的灵活性允许在不同工作之间快速切换。

使用金属 3D 打印的公司的愿景是降低每个零件的成本，以使增材制造的组件转向大批量生产。这将使这种方法朝着高端生产零件的行业方向发展。

新技术正朝着这个方向稳步发展。金属增材制造现在在原型制作和全线生产之间占据了很好的空间。此外，我们现在看到了 3D 打印创建复杂几何图形的案例。因此，它在这种情况下提供了更快、更具成本效益的解决方案。

尽管这些金属增材技术前景广阔，但它们不会完全取代 CNC 加工。至少，他们不会很快这样做。相反，3D 打印将在广泛的金属制造工艺中保持其自身相当大的利基市场。同时，CNC 铣削也将在广泛的应用中占有一席之地。对于需要极其严格公差的零件来说尤其如此。

此外，3D 打印零件通常必须经过后期处理。这些通常包括清洁、洗涤、抛光等。另一方面，只有少量的 CNC 加工会产生接近最终形状的零件，以实现严格的公差。因此，金属增材零件和 CNC 铣削零件将继续共存多年。对于 4.0 行业的多家制造商而言，这些技术将相互补充。

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