Cetak 3D Logam vs. Pemprosesan CNC - Siapakah yang Akan Memimpin Industri Pembuatan Masa Depan?

9 Mei 2025 | Kebiasaan Teknologi Pembuatan

Dalam arena pembuatan, pencetakan 3D logam dan mesin CNC seperti dua pemain teratas, masing-masing dengan "kotak kemahiran" unik untuk bersaing memperebutkan kekuasaan. Beberapa orang berkata bahawa pencetakan 3D adalah bintang masa depan yang menentang tradisi, manakala yang lain percaya bahawa mesin CNC masih merupakan "abang besar" yang tidak dapat digoyahkan. Siapakah yang akan menang dalam permainan teknikal ini? Atau, jawapannya mungkin lebih kompleks daripada yang kita fikirkan.

1. Perbandingan status semasa: Apabila "penambahan" bertemu "penolakan"

Perbezaan utama di antara pencetakan 3D logam (pengeluaran tambah) dan pemotongan CNC (pengeluaran tolak) terletak pada "tumpukan bahan" atau "memotong bahan".

• pencetakan 3D: menumpuk serbuk logam atau wayar lapis demi lapis seperti blok pembinaan, sesuai untuk struktur kompleks (seperti rongga dalaman, permukaan bentuk khas) dan penyesuaian peribadi, dengan kadar penggunaan bahan lebih daripada 95%. Sebagai contoh, senduan alium titanium Honor Magic V2 dicetak 3D, yang menyelamatkan bahan dan mencapai ke ringan.
• Pemprosesan CNC: "mengukir" cebisan daripada sepotong bahan bulat melalui proses pemotongan, pengilangan dan sebagainya, dengan ketepatan tahap nanometer dan kelulusan permukaan hampir kesan cermin, yang sangat sesuai untuk pengeluaran besar. Bingkai alium titanium Apple iPhone 15 Pro adalah karya perwakilan teknologi CNC.

Perbandingan data utama:

2. Kelebihan dan titik kesakitan: "belati dan perisai" teknologi

Kod rahsia kepada peningkatan pencetakan 3D logam:

• Kebebasan reka bentuk: Ia boleh menghasilkan bentuk geometri yang kompleks yang tidak dapat dicapai oleh proses tradisional, seperti komponen ringan enjin penerbangan.
• Iterasi pantas: Tidak perlu membuka cetakan, terus menghasilkan prototaip melalui model digital, memendekkan kitaran R&D dengan sangat besar.
• Inovasi bahan: Menyokong bahan yang sukar diproses seperti kelisa dan aloi berdasarkan nikel, tetapi pilihan bahan masih terhad (seperti jenis serbuk logam yang terhad).

Ketidakbolehantikan mesin CNC:

• Kejituan ekstrem: CNC masih menjadi pilihan pertama dalam bidang yang memerlukan kejituan mikron tahap ketat, seperti implan perubatan atau komponen semikonduktor.
• Kos skala: Dalam pengeluaran besar, kos unit CNC jauh lebih rendah daripada pencetakan 3D, dan ia lebih stabil.
• Kebiasaan bahan: Menyokong hampir semua bahan logam dan bukan logam, dari aloi aluminium hingga plastik kejuruteraan.

Cabaran biasa:

• pencetakan 3D: Kasar permukaan yang tinggi (memerlukan pengendalian pasca-proses), kos beli peralatan mahal, dan kelajuan lambat.
• Mesin CNC: Struktur kompleks memerlukan banyak proses, terdapat banyak pembaziran bahan, dan kerugian alat besar apabila memotong bahan keras seperti kelasi titanium.

3. Pembahagian aplikasi: Yang manakah lebih sesuai untuk keperluan anda?

Senario untuk memilih pencetakan 3D:

• Penyesuaian perubatan: seperti implan ortopedik, yang secara sempurna menyuaikan dengan struktur tulang pesakit.
• Aerospace: Komponen ringan dan reka bentuk terpadu (seperti bilah turbin dengan saluran penyejukan dalaman).
• Pengeluaran percubaan dalam jumlah kecil: Elakkan kos cetakan dan pantas verifikasi rekabentuk.

Senario untuk memilih pemprosesan CNC:

• Elektronik pengguna: Produk dalam jumlah besar yang memerlukan kualiti permukaan tinggi, seperti bingkai tengah telefon bimbit dan cangkang laptop.
• Pembuatan kereta: Komponen piawai seperti blok silinder enjin dan bahagian kotak gear.
• Alatan presisi tinggi: cetakan presisi, bahagian alatan optik, dll.

4. Tren masa depan: Penyatuan atau penggantian?

Dalam jangka pendek, keduanya akan wujud bersamaan dan melengkapkan satu sama lain, tetapi kemajuan teknologi mungkin akan menulis semula peraturan permainan:

Arah evolusi pencetakan 3D:

• Terobosan kelajuan dan kos: Sebagai contoh, teknologi pencetakan regional Seurat melebur kawasan luas serbuk pada masa yang sama melalui laser berdenyut, meningkatkan kelajuan lebih daripada 3 kali.
• Pengeluaran hibrida: Gabungkan pemprosesan pasca-CNC untuk membaiki kehalusan permukaan. Sebagai contoh, teknologi EHLA 3D Institut Fraunhofer menggabungkan kecekapan tinggi penyusunan laser dengan ketepatan pengecaman serbuk.

Laluan penyempurnaan CNC:

• Kecerdasan dan Automasi: Optimalkan laluan alat melalui AI, kurangkan campur tangan manual, dan kurangkan kos dengan lebih jauh.
• Penyambungan multiaxial: Alatan mesin lima-axys dan tujuh-axys memenuhi keperluan struktur yang lebih kompleks.

Ramalan industri: Pada tahun 2030, saiz pasaran pencetakan 3D logam mungkin melebihi US$30 bilion, tetapi CNC masih akan menjadikan lebih daripada 60% pangsa pembuatan kejituan.

Tiada pemenang, hanya gabungan terbaik

Raja bagi industri pembuatan masa depan mungkin bukan satu teknologi tunggal, tetapi satu ekosistem kolaboratif bagi "pencetakan 3D + CNC". Pencetakan 3D bertanggungjawab untuk melanggar had-had reka bentuk, CNC memastikan ketepatan dan kecekapan, dan penggabungan keduanya (seperti peralatan hibrid tambah-tolak) akan menjadi piawai baru bagi pembuatan tinggi. Sebagaimana yang dikatakan oleh seorang jurutera: "Gunakan pencetakan 3D untuk mencipta bentuk mustahil, dan kemudian gunakan CNC untuk menyempurnakan permukaan sempurna ini adalah jawapan akhir kepada pembuatan."