3 d打印技术已经渗透到几乎所有行业。从汽车到时尚,它无疑改善了企业开发产品的方式。
然而,早在3D打印革命原型之前,CNC(计算机数控)加工就主宰了制造业。如果你开发物理产品,数控加工很可能是原型制作过程的一部分。
为了打造成功的产品,重要的是要让自己了解这两种基础制造技术,了解如何在开发周期的不同阶段最好地利用每个过程。
在这篇文章中,我将分享一些关于3D打印和CNC加工的最佳用例的指导原则,以及一个快速检查表,帮助您了解哪种工具适合您的项目需求。
何时使用3D打印
3D打印为个人和企业团队提供了快速和负担得起的原型,从而不断革新硬件开发。
随着3D打印技术在开发周期中的引入,团队能够每天以很小的成本迭代设计。此外,与CNC加工相比,3D打印对零件可制造性的限制要低得多,因此团队可以专注于移动从数字迅速到实体在早期阶段,大部分设计仍在发展。
Soundfocus used 3D printing to iterate daily on designs for their unique iPhone case" data-entity-type="file" data-entity-uuid="714d949c-c114-49f4-813a-03032fc33249" srcset="https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/iphone-case-prototypes-5.jpg 1500w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/iphone-case-prototypes-5-300x200.jpg 300w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/iphone-case-prototypes-5-1024x683.jpg 1024w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/iphone-case-prototypes-5-768x512.jpg 768w" sizes="(max-width: 1500px) 100vw, 1500px">
以下是3D打印的最佳使用案例的概述,以及一些需要考虑的优缺点:
最好的使用
早期原型设计
Pre-manufacturability原型
理想容积:1 ~ 5个单位
优点
快速的生产时间
能否快速整合用户/工程反馈
能够以低成本打印复杂形状
制作外观精美的视觉模型
缺点
零件/组件功能
严格公差
不适用于高强度、功能性应用
何时使用数控加工
数控加工被认为是通过减法制造(即取出一块材料并对其进行切削)来生产零件的更传统的方法。另一方面,3D打印是一种添加式制造方法,通过层层堆叠材料来构建零件。数控加工一个零件需要更长的时间,但最终的生产质量和光洁度通常更高。
CNC machined prototype for Hykso, a startup creating boxing sensors" data-entity-type="file" data-entity-uuid="635da687-0f3f-4b9c-84ab-e2b4c8ed51b6" srcset="https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/hykso-cnc-case-study-4.jpg 950w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/hykso-cnc-case-study-4-300x200.jpg 300w, https://2l2cay2y05fl2aba9x29f5xj-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2016/06/hykso-cnc-case-study-4-768x512.jpg 768w" sizes="(max-width: 950px) 100vw, 950px">
虽然对一次性原型来说,数控加工可能非常昂贵,但当你开始批量加工时,有可能节省大量成本。此外,由于数控加工使用了坚实的材料块,部件的功能比3D打印部件更强,而3D打印部件容易在每个构建层上发生断裂。
随着设计开始成为最终定稿和零件在制造的设计中更加成熟,数控成为一个非常有吸引力的选择。
以下是CNC加工的最佳使用案例概述,以及需要考虑的优缺点:
最好的使用
中期原型设计
生产模型
理想体积:3至15个单位
优点
功能部件/组件
强度+温度公差
紧密公差(高达0.005“/0.0127mm)
缺点
在生产前需要进行可制造性检查
设置+凸轮时间成本
什么时候从3D打印切换到CNC?
关于何时从3D打印过渡到CNC,并没有单一的规则。有时,由于特定的需要,这些过程可以并行执行。
例如,许多航空航天公司需要高强度的原型,所以他们可能会做一个快速3D打印来检查尺寸和形状,下一步将是使用数控加工生产相同的零件进行测试。他们测试、记录结果、迭代设计,并重复这个循环。
然而,在大多数情况下,你可以把你的设计成熟度视为一个信号,当你应该考虑离开3D打印,并开始加工你的部件的功能和强度更接近生产材料。
这是一个快速设计成熟度清单,如果你对以下任何一个都回答“是”,那么也许是时候考虑进行过渡了。
设计成熟度检查表
你们的设计是否有足够的进展,你们可以放心地生产几个数量?
你是否停止了重大的设计更改?
你是否已经开始将设计与生产结合起来了?
你是否需要更高水平的部件一致性?
你的零件有螺纹孔吗?
3D打印部件是否不足以满足您的功能需求?
你需要在最终的生产材料中测试你的零件吗?
您是否有认证要求(如易燃性、FDA、食品安全等)?
主要收获
3D打印和CNC加工都是产品开发中的重要工具。虽然3D打印正在迅速发展,成为快速将设计从数字原型转变为物理原型的工具,但对于功能性和小批量生产模型,CNC加工是无与伦比的。
和往常一样,如果你有任何关于如何优化设计原型的问题,或者想知道如何更有效地开发,请与我们联系help@fictiv.com和我们的原型工程师交谈。要了解更多关于Fictiv的3天数控加工服务,请访问我们的数控加工服务页面。