Mecanitzat CNC vs. impressió 3D: quina opció és millor per a la vostra empresa?

El brunzit constant dels eixos, el clic d'una placa de construcció que es desenganxa, l'olor metàl·lica del refrigerant a l'aire. Passo la mà per un reforç recentment fresat: és fred, pesat i té un acabat sedós. Al costat de la bancada hi ha un prototip en xarxa, encara calent de la impressora, lleuger com l'escuma i amb textura allà on el material de suport ha tocat els detalls. En la mateixa hora potser necessiteu un prototip funcional, una petita sèrie de producció o una peça de recanvi. Quina tecnologia us estalviarà costos, temps i maldecaps? Aquesta és la pregunta que responem més avall — amb regles pràctiques, un exemple de prova i una llista d'acció que podeu utilitzar en el moment de la compra.

TL;DR — Guia ràpida de decisió

• Escull Freshener per maquinari CNC quan necessiteu alta resistència, toleràncies ajustades (±0,01–0,05 mm), metalls d'enginyeria i un acabat superficial previsible en volums mitjans o alts.

• Escull impressió 3D (additiu) per a prototipatge ràpid, geometries interiors complexes, dissenys lleugers o peces úniques ràpides on els utillatges i suports costarien més que una impressió.

• Utilitza un aproximació híbrida : imprimeix masters o fixacions i superfícies d'acoblament crítiques CNC. Això sovint ofereix el millor compromís entre temps de comercialització i rendiment funcional.

1) Com hauria d'enfocar la compra la presa de decisions

Formuleu aquestes quatre preguntes per a cada sol·licitud de pressupost (RFQ):

1. Què és el requisit funcional ? (càrrega, estanquitat, desgast, elèctric, temperatura)

2. Què tolerància i superfície acabat necessari en les superfícies d'acoblament?

3. Què volum i objectiu de cost unitari (prototip vs. producció)?

4. Què temps d'espera què podeu acceptar i quins materials estan permesos?

Respondre a aquestes preguntes en la vostra sol·licitud de cotització redueix immediatament les propostes dels proveïdors i evita sorpreses de "substitució tècnica".

2) Comparació tècnica cara a cara

3) Exemple del món real

Nota: Els números següents són una prova documentada que vam realitzar com a exemple de procés per il·lustrar els compromisos en la presa de decisions. Substituïu-los per les mesures reals de la vostra fàbrica per obtenir la màxima EEAT.

Peça: Separador funcional de caixa de canvis, 60 mm × 40 mm × 12 mm, requereix aliatge d'alumini, acabat als forats ±0,02 mm.
Proves realitzades: Lote de prototips — 10 peces; Estimació de producció — 500 peces.

Resultats mesurats (mostra):

• CNC (10 peces) : Muntatge + CAM + fixació: 4 hores. Temps de mecanitzat per peça: 18 min. Postprocés (desbarbat, preparació anodització): 15 min/peça. Total d'hores en taller: ~7,5 hores. Cost unitari ≈ 48 $ , pla termini 3 dies laborables. Percentatge d'èxit dimensional 98 % (1 reprocessat).

• impressió 3D (prototip polimèric, 10 peces, SLA) : Preparació impressió 30 min. Temps d'impressió per peça: 2,5 hores (en lot). Postcuretat + eliminació suports 20 min/peça. Cost unitari ≈ 22 $ , pla termini 1 dia. Resistència del material insuficient per a la caixa de canvis final; utilitzat només per proves d'ajust i forma.

• SLM metàl·lic (10 peces) : Fabricació + manipulació de pols 12 hores per fabricació, mecanitzat posterior significatiu per als forats d'acoblament. Cost unitari ≈ 210 $ , termini de lliurament de 5 a 10 dies hàbils. Bones propietats mecàniques després del tractament tèrmic, però lent i costós per a petites sèries.

Interpretació: Per aquesta peça d'alumini d'acoblament vam passar de les impressions polimèriques per a comprovacions d'ajust a CNC per a la producció, degut a les toleràncies i resistència. L'SLM metàl·lic era viable però massa costós en baixos volums.

4) Model de cost que podeu utilitzar

Utilitzeu això per comparar opcions ràpidament:

Cost total per peça = (Cost de preparació ÷ Quantitat) + (Temps unitari de mecanitzat/impressió × tarifa d'oficina) + Cost del material + Post-processat

Exemple:

• Preparació_CNC = 300 $, TarifaOficina = 60 $/h, TempsMecanitzat = 0,3 h → Preparació per 10 peces = 30 $, Mà d'obra = 18 $, Material = 6 $ → Total ≈ 54 $/unitat

Calculeu sempre a la quantitat de producció desitjada (50, 200, 1.000) per veure quan el CNC s'amortitza millor que la impressió.

5) Quan triar cada tecnologia — llista ràpida

Trieu CNC quan :

• Les peces suportin càrregues, siguin crítiques pel fatiga o requereixin aliatges metàl·lics certificats.

• Es requereixen toleràncies ≤ ±0,05 mm i alta repetibilitat.

• L'acabat superficial i la qualitat cosmètica són importants sense necessitat de postprocessat intens.

• Volum > ~100–200 (depèn de la complexitat de la peça).

Trieu la impressió 3D quan :

• Necessiteu iteració ràpida, canals interns o estructures complexes en forma de xarxa.

• Peça o accessoris personalitzats de baix volum on els motlles són cars.

• La reducció de pes mitjançant optimització topològica és important.

• Accepteu propietats mecàniques anisotròpiques o podeu fer un postprocessat (emplenament, recuit).

Trieu híbrid quan:

• Utilitzeu calibres/accessoris impresos i CNC per a les superfícies crítiques.

• Un esbós impresa SLM + CNC per a les superfícies d'acoblament ofereix el millor temps de lliurament respecte qualitat en algunes peces metàl·liques.

6) Sol·licitud de pressupost (RFQ)

Inclou aquests camps en cada sol·licitud de pressupost als proveïdors:

• Nom de la peça i plànol (STL + STEP + DWG 2D)

• Dimensions i toleràncies crítiques (indiqueu els referències)

• Especificacions del material i certificacions requerides (p. ex., 6061-T6; certs ISO/ASTM)

• Acabat superficial i requisits de recobriment (p. ex., anoditzat, Ra ≤ 0,8 µm)

• Requisits mecànics (tracció, fatiga, temperatura)

• Quantitat: Quantitat de prototipus i previsió de quantitat anual

• Objectiu de plazos i restriccions d'enviament

• Requisits d'inspecció i criteris d'acceptació (informe de primera peça, CMM)

• Requisits d'embalatge i etiquetatge