Vergleich von zwei gängigen Alternativen zur schnellen Herstellung von Prototypen

3d-versus-cnc

Autor: Mohamed Wissem LANDOLSI

In der Entwicklungsphase eines Produkts gibt es viele verschiedene Prozessoptionen, um Modelle, Prototypen oder Formen zu erstellen. Die Auswahl des Fertigungsverfahren erfordert eine Einschätzung der Projektanforderungen, ein Verständnis für die jeweiligen Produktionsprozesse und eine Beurteilung hinsichtlich der Zeit, der Kosten und der notwendigen Qualität aufgrund des geplanten Einsatzgebietes. Ohne diesen Produktionsrahmen ist es schwierig, die optimalen Produktionsmethode auszuloten.

Wenn man hinsichtlich der Designauswahl flexibel ist und sich die Produktspezifikationen noch ändern können, bietet sind oft die gängigsten Herstellungsmethoden von Prototypen der 3D-Druck und das CNC-Fräsen. Beide können die Anforderungen der ersten Konzeptmodelle durch funktionale Prototypen erfüllen, ohne Herstellung von Formen, Werkzeugen oder Matrizen. Mit beiden Verfahren können Teile aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Mit beiden Technologien lassen sich geringe Mengen an Teilen, die für die Produktentwicklung benötigt werden, kostengünstig herstellen. Je nach Einsatzgebiet kann auch die Ätztechnik für die Prototypenherstellung genutzt werden.

Materialauswahl für die Prototypenherstellung

Bei der Materialauswahl unterscheiden sich das CNC-Fräsen und der 3D-Druck. In vielerlei Hinsicht ist der 3D-Druck das Gegenteil von CNC-Fräsen.

Mit CNC-Fräsen kann eine Vielzahl von Materialien bearbeitet werden

CNC-Fräsmaschinen können eine Vielzahl von Materialien verarbeiten:

  • Metalllegierungen (Aluminium, Stahllegierungen, Messing, Kupfer …)
  • Nadel- und Laubhölzer
  • Thermoplaste
  • Acrylate
  • Modellierschäume,
  • Bearbeitungswachse.

In der Regel wird das CNC-Fräsen verwendet, um Prototypen aus demselben Material herzustellen, das auch für das Endprodukt verwendet wird.

Der 3D-Druck ist hinsichtlich der verwendeten Materialien begrenzt

3D-Drucker sind in der Regel auf wenige Materialien beschränkt, meist Thermoplaste (PLA, ABS, manchmal Nylon) oder Harze. Thermoplaste können mit anderen Materialien wie Keramik, Holz oder Metall gemischt werden, aber die mit einem 3D-Drucker hergestellten Teile sind oft nicht so robust wie Teile, die aus einem Metall- oder Holzblock ausgeschnitten wurden.

Tipp: In unserer Kategorie 3D-Druck finden Sie mehrere 3D-Druck Informationen aus der Praxis z.B. hinsichtlich 19 unterschiedlicher 3D-Druckverfahren

Vergleich der Genauigkeit von 3D-Druck und CNC-Fräsen

CNC-Fräsen bietet eine höhere Oberflächenqualität im Vergleich zu vielen 3D-Druckverfahren. CNC-gefertigte Teile können direkt an ihren Bestimmungsort gehen, während die Ergebnisse von 3D-Druckern in der Regel separate Schritte erfordern, um z.B. den Prototypen fertigzustellen.

Viele 3D-Druckverfahren verfügen nicht über die Genauigkeit, die für strategische Anwendungen erforderlich ist. Selbst mit der SLM-Technologie (Selective Laser Melting), bei der 3D-Ausgaben in Metall gedruckt werden, kann der 3D-Druck nicht die Präzision von CNC-Maschinen nachahmen.

Zur Veranschaulichung: CNC-Fräsen kann eine mechanische Genauigkeit von einem Mikrometer auf jeder Achse liefern, ein Genauigkeitsgrad.

Geschwindigkeit der 3D- und CNC-Maschinen

Ein Vergleich der Geschwindigkeit ist schwierig, da CNC-Fräsen und 3D-Drucker in der Regel für unterschiedliche Teile und Materialien verwendet werden. Allerdings dauert es oft Stunden, bis 3D-Druckarbeiten abgeschlossen sind, während CNC-Fräsarbeiten von vergleichbarer Größe und Komplexität normalerweise nicht länger als eine Stunde dauern.

CNC-Fräsen sind in der Regel schneller, wenn sie Material aus einem festen Block schneiden, als 3D-Drucker, die Objekte Schicht für Schicht aufbauen und manchmal langsamer werden müssen, um Probleme beim Drucken zu vermeiden.

Bis zu einem gewissen Grad überschneiden sich die CNC-Technologie und der 3D-Druck in ihrer Leistungsfähigkeit, aber sie haben jeweils ihre eigenen Stärken, die sie für spezielle Anwendungen geeignet machen. CNC-Fräsen funktionieren in der Regel am besten bei Projekten, die anspruchsvolle und hochpräzise Produkte aus leicht verfügbaren Materialien erfordern. Die Eigenschaften von 3D-Druckern machen sie ideal für die Erstellung von Prototypen, visuellen Begründungen und kundenspezifischen Produkten. Alles in allem gibt es auf der Welt viele Einsatzgebiete und Projekte, sowohl für 3D-Drucker als auch CNC-Maschinen.

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