金屬3D打印會取代CNC加工嗎？

已發表: 2021-05-20

多年來，CNC 加工一直是首選的精密製造方法。這個過程涉及使用計算機軟件來移動工具和機器以創建零件。然而，圖中還有一個新的競爭者——金屬 3D 打印。

工業 4.0 的蓬勃發展讓更多的開發人員打開了使用 3D 打印製造的大門。金屬添加劑技術繼續改變製造業。這種技術的大量應用正在走向生產的前沿。

當今行業中的常見問題圍繞著在 CNC 加工和 3D 打印之間進行選擇。雖然 3D 打印被證明是一種有效的工藝，但它會取代 CNC 加工嗎？要回答這個問題，我們首先需要考慮一些影響選擇決策的因素。

金屬 3D 打印與 CNC 加工相比如何？

CNC 銑削服務自發展以來一直是製造業的主要內容，而 3D 打印可能看起來有點新奇。然而，3D 打印一次只構建一個對象，有助於盡可能有效地創建零件。與傳統方法相比，該系統提供的最大好處之一是生產速度。

這並不意味著製造商放棄CNC加工。這兩種生產方法都提供了一些好處，使它們中的每一種都非常適合不同的目標。以下是有助於比較這些過程及其有效性的一些因素：

當您將 CNC 加工零件的表面質量與 3D 打印件進行比較時，您會注意到質量上的差異。 CNC 生產的零件可以在需要時盡快從生產轉移到市場。然而，3D 打印通常需要不同的步驟來完成生產任務。這將 3D 打印過程視為不如 CNC 銑削有效的過程。

3D 打印機不具備關鍵任務用途所需的精度。即使工程師使用選擇性激光熔化技術在金屬中打印 3D 零件，其精度也無法與 CNC 機器相媲美。例如，5 軸 CNC 銑削可以在每個軸上產生 1 微米的機械精度。目前可用的 3D 打印機無法達到這種精度水平。

CNC 銑削過程首先加工一塊材料以滿足設計規格。當速度成為關鍵因素時，這個過程可以用準確性換取速度。這使操作員可以更好地控制生產時間。使用金屬增材製造比減材製造需要更長的時間。

傳統的 3D 打印過程涉及緩慢創建層以逐漸獲得所需的產品。 3D 打印機本身決定了該過程的速度。在某些情況下，當速度成為一個因素時，製造商會使用速度更快的打印機。即便如此，3D 打印機也很難跟上 CNC 機器的步伐。

有幾種 3D 打印機可供使用，因此很難將它們與 CNC 銑床進行比較。此外，3D 打印輸出需要後期製作過程，增加了製造組件的時間。通常，CNC 加工在速度方面優於 3D 打印。

3D 打印和 CNC 銑削成本之間的比較通常是籠統的。單位的定義通常因材料、客戶和工作而異。在決定使用 CNC 路由器還是 3D 打印機時，價格因素是主要因素之一。

在使用 CNC 機器製造零件時，小批量通常與較高的單位成本相關。然而，大批量通常更經濟，使 CNC 成為大批量生產的理想選擇。此處產品的單位成本可能會根據輸出的精度和復雜性而增加。較高的成本可能是由於需要較大的刀具路徑和完成工作所需的時間。

另一方面，金屬 3D 打印的每個輸出單元的成本相同。無論批次大小如何，輸出單位的價格保持不變。在小批量生產中，每個單元的成本相同是一個優勢。然而，大批量生產的單位成本統一可能成為一個問題。

3D 打印機使用增材和分層工藝，使其不適合大批量生產。當前的 3D 技術只能從生產小型定制零件擴展到中型物體。

另一方面，CNC 路由器能夠在創建小型和大型輸出之間進行縮放。創建的零件的規模通常取決於機器的能力。很多時候，規模還取決於生產所涉及的原材料。

儘管 3D 打印機希望發展以創造更大的產品，但它們目前沒有像 CNC 機器那樣大規模生產的能力。此外，3D 打印所花費的時間限制了該技術的可行性和可擴展性。然而，它的靈活性允許在不同工作之間快速切換。

使用金屬 3D 打印的公司的願景是降低每個零件的成本，以使增材製造組件轉向大批量生產。這將使這種方法朝著高端生產零件的行業方向發展。

新技術正朝著這個方向穩步發展。金屬增材製造現在在原型製作和全線生產之間佔據了很好的空間。此外，我們現在看到了 3D 打印創建複雜幾何圖形的案例。因此，它在這種情況下提供了更快、更具成本效益的解決方案。

儘管這些金屬增材技術前景廣闊，但它們不會完全取代 CNC 加工。至少，他們不會很快這樣做。相反，3D 打印將在廣泛的金屬製造工藝中保持其自身相當大的利基市場。同時，CNC 銑削也將在廣泛的應用中佔有一席之地。對於需要極其嚴格公差的零件來說尤其如此。

此外，3D 打印零件通常必須經過後期處理。這些通常包括清潔、洗滌、拋光等。另一方面，只有少量的 CNC 加工會產生接近最終形狀的零件，以實現嚴格的公差。因此，金屬增材零件和 CNC 銑削零件將繼續共存多年。對於 4.0 行業的多家製造商而言，這些技術將相互補充。

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