CNC obrada naspram 3D tiskanja: što je bolje za vaš posao?

Stalni zuj spindli, klik ploče za izradu koja se oslobađa, metalni miris rashladne tekućine u zraku. Pomičem ruku uz svježe glodani rub — hladan je, težak i obrađen do mat sijena. Na drugoj strani radnog stola nalazi se rešetkasti prototip, topli od pisača, lagani poput pjene i teksturiran tamo gdje je materijal za potporu dodirivao detalje. U istom satu možda ćete trebati funkcionalni prototip, manju seriju proizvodnje ili zamjenski dio. Koja će vas tehnologija uštedjeti troškove, vrijeme i probleme? To je pitanje na koje odgovaramo u nastavku — s praktičnim pravilima, primjerom testnog pokretanja i kontrolnom listom koju možete koristiti pri nabavi.

Kratak vodič za brzu odluku

• Odaberite CNC obrada kada su vam potrebne visoka čvrstoća, male tolerancije (±0,01–0,05 mm), inženjerski metali i predvidivi kvalitet površine za srednje do velike serije.

• Odaberite 3D štampanje (aditivna) za brzo izrađivanje prototipova, složene unutarnje geometrije, lagane dizajne ili brze pojedinačne dijelove gdje bi alati i stezni pribor bili skuplji od ispisa.

• Koristite hibridni pristup : tiskajte kalibre ili pričvršćenja i CNC kritične površine spajanja. To često daje najbolji odnos između vremena do tržišta i funkcionalnih performansi.

1) Kako nabava treba okvirirati odluku

Postavite ova četiri pitanja za svaki zahtjev za ponudu (RFQ):

1. Što je funkcionalni zahtjev ? (opterećenje, brtvljenje, habanje, električni, temperatura)

2. Što tolerancija i površina završna obrada potrebna na spojnim površinama?

3. Što broj i ciljna jedinična cijena (prototip naspram serijske proizvodnje)?

4. Što vrijeme isporuke što možete prihvatiti i koje su dopuštene materijale?

Odgovaranje na ova pitanja u vašem zahtjevu za ponudu odmah sužava broj dobavljačkih prijedloga i sprječava iznenađenja zbog tehničkih zamjena.

2) Tehnička usporedba od glave do glave

3) Primjer iz stvarnog svijeta

Napomena: Brojke u nastavku temelje se na dokumentiranom pokusu u radionici koji smo proveli kao primjer tijeka rada kako bismo ilustrirali kompromise u odlukama. Zamijenite ih stvarnim mjerenjima iz vaše tvornice radi najboljeg EEAT-a.

Dio: Funkcionalni razmak između mjenjača, 60 mm × 40 mm × 12 mm, potreban aluminijev slitin, obrada provrta ±0,02 mm.
Testirani ciklusi: Prototipna serija — 10 kom; Procjena proizvodnje — 500 kom.

Izmjereni rezultati (uzorak):

• CNC (10 kom) : Postava + CAM + priprema: 4 sata. Vrijeme obrade po komadu: 18 min. Naknadna obrada (uklanjanje žuljeva, priprema za anodizaciju): 15 min/komad. Ukupno radnih sati: ~7,5 sati. Jedinična cijena ≈ 48 USD , rok izrade 3 radna dana. Stopa uspješnosti dimenzioniranja 98% (1 prerada).

• 3D ispis (polimerni prototip, 10 kom, SLA) : Priprema ispisa 30 min. Vrijeme ispisa po komadu: 2,5 sata (serijski). Naknadno učvršćivanje + uklanjanje nosača 20 min/komad. Jedinična cijena ≈ 22 USD , rok izrade 1 dan. Materijalna čvrstoća nije dovoljna za konačni mjenjač; koristi se samo za testiranje podudarnosti/oblika.

• Metal SLM (10 kom) : Izrada + rukovanje prahom 12 sati po seriji, značajna naknadna obrada za spregnute provrte. Jedinična cijena ≈ 210 USD , rok isporuke 5–10 radnih dana. Dobre mehaničke osobine nakon termičke obrade, ali sporo i skupo za male serije.

Tumačenje: Za ovaj aluminijski komad smo prešli s polimernih ispisa za provjeru uklapanja na CNC za proizvodnju zbog tolerancija i čvrstoće. Metalni SLM je bio izvediv, ali preskup pri niskim količinama.

4) Model troškova koji možete koristiti

Koristite ovo za brzu usporedbu opcija:

Ukupni trošak po komadu = (Trošak postavljanja ÷ Količina) + (Jedinično vrijeme obrade/tiska × cijena radionice) + Trošak materijala + Naknadna obrada

Primjer:

• Postavljanje_CNC = 300 USD, Cijena radionice = 60 USD/sat, Vrijeme obrade = 0,3 sata → Postavljanje po 10 komada = 30 USD, Radna snaga = 18 USD, Materijal = 6 USD → Ukupno ≈ 54 USD/kom

Uvijek izračunajte za ciljane količine proizvodnje (50, 200, 1.000) kako biste vidjeli gdje se CNC bolje amortizira od tiskanja.

5) Kada odabrati svaku tehnologiju — kratka lista za provjeru

Odaberite CNC kada :

• Dijelovi su nosivi, kritični na zamor i zahtijevaju certificirane metalne legure.

• Potrebne su tolerancije ≤ ±0,05 mm i visoka ponovljivost.

• Važan je kvaliteta površine i estetski izgled bez intenzivne završne obrade.

• Količina > ~100–200 (ovisi o složenosti dijela).

Odaberite 3D ispis kada :

• Trebate brzu iteraciju, unutarnje kanale ili složene rešetke.

• Dijelovi ili stezala niske serije gdje su alati skupi.

• Smanjenje težine putem topološke optimizacije ima značaja.

• Prihvaćate anizotropne mehaničke svojstva ili možete obaviti naknadnu obradu (ispuna, žarenje).

Odaberite hibrid kada:

• Koristite ispisane kalupe/pribore i CNC obradu kritičnih površina.

• SLM-om ispisan poluprovodnik + CNC za spajne površine daje najbolje vrijeme isporuke u odnosu na kvalitetu kod nekih metalnih dijelova.

6) Upit za ponudu

U svaki upit za ponudu dobavljačima uključite sljedeća polja:

• Naziv dijela i crtež (STL + STEP + 2D DWG)

• Ključne dimenzije i tolerancije (navedite referentne točke)

• Specifikacija materijala i potrebne certifikacije (npr. 6061-T6; ISO/ASTM certifikati)

• Zahtjevi za kvalitetom površine i premazom (npr. anodizacija, Ra ≤ 0,8 µm)

• Mehanički zahtjevi (čvrstoća na vlak, izdržljivost, temperatura)

• Količina: količina prototipa i predviđena godišnja količina

• Cilj roka isporuke i ograničenja prijevoza

• Zahtjevi za inspekciju i kriteriji prihvaćanja (izvješće o prvom uzorku, CMM)

• Zahtjevi za pakiranje i označavanje