Wraz z rozwojem technologii i maszyn coraz większą popularność zyskują maszyny sterowane numerycznie oraz drukarki 3D. Oba typy urządzeń posiadają wspólne cechy ale też różnice, które definiują obszary pracy dla danego rodzaju maszyny. Jeśli zamierzasz rozpocząć swoją przygodę w dziedzinie usług frezowania CNC lub druku 3D zobacz jakie cechy charakterystyczne posiadają oba rozwiązania.
Frezarki CNC oraz drukarki 3D posiadają cechy wspólne oraz znaczne różnice, które determinują wybrane obszary pracy maszyny pod kontem dostępności, kosztu wytworzenia wyrobu i ceny utrzymania maszyny.
Największe różnice między tymi maszynami możemy zobaczyć w dziedzinach takich jak: szybkość produkcji, możliwość wykonania zlecenia wieloseryjnego, straty materiału, dostępności materiału oraz wielkości wykonywanych elementów.
Podobieństwa między frezarką CNC a drukarką 3D – Podobieństwa między techniką ubytkową CNC a przyrostową – druk 3D
Frezowanie CNC oraz drukowanie 3D są komputerowo sterowanymi technikami wytwarzania wyrobów z dedykowanego materiału. Oba rodzaje maszyn są stworzone do długotrwałej pracy przy zachowaniu możliwie wysokiego poziomu bezpieczeństwa dla operatora.
Gdy inżynier ma potrzebę wyprodukowania prototypu, części personalizowanego wyrobu może on w ogólnym przypadku z powiedzeniem użyć obu technik. Zarówno druk 3D jaki i frezowanie CNC wykonają element zgodnie z komputerowym modelem 3D. Obie metody praktycznie całkowicie eliminują błędy ludzkie z procesu produkcyjnego.
Obie metody wytwarzania potrzebują cyfrowego pliku źródłowego. Praktycznie każdy program do projektowania 3D pozwala na wygenerowanie pliku odpowiedniego dla obu metod wytwarzania. Plik wytworzony pod druk 3D powinien być wyeksportowany do formatu .stl, natomiast pod frezarkę CNC należy stworzyć plik .step.
Frezowanie CNC jest starszą techniką wytwarzania wyrobów, co przekłada się na większą konkurencyjność i ilość firm świadczących usługi frezowania CNC. Druk 3D jeszcze kilka lat temu był mało znany natomiast ostatnio dokonała się ogromna zmiana w tej dziedzinie i obecnie obserwujemy wysyp firm oferujących usługi druku 3D.
Budowa maszyn CNC i tworzących wyroby w dziedzinie wytwarzania przyrostowego w ogólnych założeniach jest podobna. Maszyny posiadają po 3 osie, stół roboczy. Na osi Z umieszczony jest element obróbczy / dysza z materiałem. Zarówno frezarka jak i drukarka 3D rozpoczynają swoją pracę od znalezienia poprawnej pozycji w każdej osi, a więc od wykonania kalibracji maszyny. Drukarka 3D przed rozpoczęciem pracy musi znaleźć pozycje 0 stołu roboczego, podczas gdy frezarka CNC szuka pozycji bazowej materiału. Ze względów bezpieczeństwa oba urządzenia powinny posiadać osłony chroniące operatora przed uszkodzeniem ciała.
Różnice między drukiem 3D a frezowaniem CNC
Główną różnicą, którą rozpoznaje jako pierwszą każda osoba zaczynająca przygodę z metodami wytwarzania wyrobów jest sposób pracy maszyny z materiałem. W technice frezowania CNC, obróbka zaczyna się od bloku materiału, tak zwanej przygotówki, z której usuwany jest nadmiar materiału, aż do osiągnięcia docelowej bryły. Technika druku 3D działa odwrotnie, zaczynamy od pustego stołu roboczego i precyzyjnie dodajemy materiał warstwa po warstwie w celu uzyskania gotowego wyrobu.
Obie technologie różnią się również od siebie sposobem generowania ścieżki narzędzi. Większość frezarek wykonujących obróbkę skrawaniem potrzebuje zewnętrznego programu CAM, w którym programista wyznaczy ścieżkę narzędzia oraz potrzebne do jej wykonania narzędzia obróbcze. Drukarki 3D natomiast w znaczącej większości mają dedykowane programy do generacji ścieżki, które są wbudowane w drukarkę 3D lub dostarczane w pakiecie, w tym przypadku operator wgrywa jedynie plik z projektem do maszyny, a ścieżka generuje się automatycznie.
Metoda frezowania CNC posiada dużą zaletę względem druku 3D jeśli rozpatrzymy obie te technologie w kontekście produkcji seryjnej. Zaletą tą jest możliwość wykonania jakiegoś etapu obróbki i jego przerwanie. Często wykorzystuje się tą zaletę w taki sposób, że operator raz bazuje materiał w maszynie, wykonuje na nim operacje a następnie zatrzymuje obróbkę i powiela ją na kolejnym bloku materiału. Dzięki temu jesteśmy wstanie wykonać wiele identycznych wyrobów na 1 bazowaniu, a gdy cała seria jest już wykonana możemy przejść do kolejnego etapu pracy, w którym znajdziemy nowy punkt bazowy i na jego podstawie wykonany kolejne operacje frezowania na wszystkich potrzebnych blokach materiałów. W technologii druku 3D tworzymy cały detal od początku do końca i nie możemy usunąć go z pola roboczego w trakcie pracy, gdyż nie będziemy mieli możliwości jego ponownego zamocowania.
Posiadanie jednej obrabiarki CNC pozwala na wytwarzanie wyrobów z różnych materiałów, przykładowo typowy ploter CNC jest w stanie obrabiać: aluminium, mosiądz, poliamid, POM, polietylen, PCV itp. Drukarka 3D przeważnie posiada możliwość wykonywania wyrobów tylko z 1 rodzaju materiałów np. : żywicy utwardzanej światłem UV. Są też odmiany maszyn drukujących w technologii FDM z filamentu i tutaj istnieje możliwość produkcji z różnych termoplastów, ale nie aluminium i dodatkowo jakość wyrobów produkowanych przez takie drukarki 3D jest bardzo niska.