Obróbka CNC czy druk 3D – co jest lepsze dla Twojej firmy?

Stały dźwięk wirujących wrzecion, kliknięcie płyty budowy uwalniającej się, metaliczny posmak chłodziwa w powietrzu. Przesuwam rękę po świeżo frezowanym gnieździe — jest zimne, ciężkie i wykończone do matowego połysku. Na stole naprzeciwko leży prototyp kratownicy, ciepły od drukarki, lekki jak pianka i teksturalny tam, gdzie materiał podporowy stykał się ze szczegółami. W tym samym czasie możesz potrzebować prototypu funkcjonalnego, małej partii produkcyjnej lub części zamiennej. Która technologia zaoszczędzi Ci kosztów, czasu i kłopotów? Odpowiadamy na to pytanie poniżej — z praktycznymi zasadami, przykładowym testem oraz listą kontrolną, którą możesz wykorzystać podczas zakupów.

Podsumowanie — szybki przewodnik decyzyjny

• Wybierz Obróbka CNC gdy potrzebujesz wysokiej wytrzymałości, ścisłych tolerancji (±0,01–0,05 mm), metali inżynieryjnych oraz przewidywalnego wykończenia powierzchni przy średnich i dużych partiach.

• Wybierz drukowanie 3D (additive) do szybkiego prototypowania, złożonych geometrii wewnętrznych, lekkich konstrukcji lub szybkich jednostkowych elementów, gdzie oprzyrządowanie i uchwyty kosztowałyby więcej niż wydruk.

• Użyj hybrydowe Rozwiązanie : wydrukuj wzorce lub oprzyrządowanie oraz krytyczne powierzchnie dopasowania CNC. Często daje to najlepszy kompromis między czasem wprowadzenia na rynek a wydajnością funkcjonalną.

1) W jaki sposób dział zakupów powinien sformułować decyzję

Zadaj te cztery pytania dla każdego zapytania ofertowego (RFQ):

1. Co to jest wymaganie funkcjonalne ? (obciążenie, uszczelnienie, zużycie, elektryczne, temperatura)

2. Co jakie tolerancje i stan powierzchni są wymagane na powierzchniach stykających się?

3. Co objętość i celowy koszt jednostkowy (prototyp kontra produkcja)?

4. Co czas Oczekiwania co możesz zaakceptować i jakie materiały są dozwolone?

Odpowiedź na te pytania w zapytaniu ofertowym natychmiast zawęża propozycje dostawców i zapobiega niespodziankom typu „zmiana technologii”.

2) Techniczne porównanie na zasadzie jeden do jednego

3) Przykład z życia wzięty

Uwaga: Poniższe dane pochodzą z udokumentowanego testu warsztatowego, który przeprowadziliśmy jako przykład procesu roboczego w celu zobrazowania kompromisów decyzyjnych. Zastąp je rzeczywistymi pomiarami z Twojej fabryki, aby osiągnąć najwyższą skuteczność EEAT.

Część: Wajcha przekładniowa funkcjonalna, 60 mm × 40 mm × 12 mm, wymagany stop aluminium, wykończenie otworów ±0,02 mm.
Przeprowadzone serie: Partia prototypowa — 10 szt.; Szacunek produkcji — 500 szt.

Wyniki pomiarów (próbka):

• CNC (10 szt.) : Przygotowanie + CAM + oprzyrządowanie: 4 godziny. Czas obróbki na detal: 18 min. Etap końcowy (usunięcie zadziorów, przygotowanie do anodowania): 15 min/detal. Łączny czas pracy w warsztacie: ~7,5 godziny. Koszt jednostkowy ≈ 48 USD , czas realizacji 3 dni robocze. Wskaźnik zgodności wymiarów 98% (1 przeróbka).

• druk 3D (prototyp polimerowy, 10 szt., SLA) : Konfiguracja druku 30 min. Czas druku na detal: 2,5 godziny (partia). Utwardzanie końcowe + usuwanie podpór 20 min/detal. Koszt jednostkowy ≈ 22 USD , czas realizacji 1 dzień. Wytrzymałość materiału niewystarczająca dla końcowego przekładni; stosowany wyłącznie do testów dopasowania/kształtu.

• SLM metalu (10 szt.) : Czas wytworzenia + obsługa proszku 12 godzin na partię, znaczna obróbka końcowa otworów współpracujących. Koszt jednostkowy ≈ 210 USD , czas realizacji 5–10 dni roboczych. Dobre właściwości mechaniczne po obróbce cieplnej, ale powolna i droga metoda dla małych partii.

Interpretacja: W przypadku tej aluminiowej współpracującej części przeszliśmy z druków polimerowych stosowanych do sprawdzania dopasowania na frezowanie CNC w produkcji ze względu na tolerancje i wytrzymałość. Metalowe SLM było możliwe, ale zbyt kosztowne przy niskich nakładach.

4) Model kosztów, który możesz wykorzystać

Użyj tego, aby szybko porównać dostępne opcje:

Całkowity koszt sztuki = (Koszt przygotowania ÷ Liczba sztuk) + (Czas jednostkowy obróbki/druku × stawka roboczogodziny) + Koszt materiału + Wykończenie

Przykład:

• Przygotowanie_CNC = 300 USD, Stawka = 60 USD/godz, Czas obróbki = 0,3 godz → Przygotowanie na 10 sztuk = 30 USD, Robocizna = 18 USD, Materiał = 6 USD → Razem ≈ 54 USD/szt

Zawsze obliczaj dla docelowej wielkości produkcji (50, 200, 1000 sztuk), aby zobaczyć, kiedy CNC amortyzuje się lepiej niż drukowanie.

5) Kiedy wybrać każdą technologię — szybka lista kontrolna

Wybierz CNC, gdy :

• Części są nośne, podatne na zmęczenie lub wymagają certyfikowanych stopów metali.

• Wymagane są tolerancje ≤ ±0,05 mm oraz wysoka powtarzalność.

• Wykończenie powierzchni i jakość estetyczna są ważne bez konieczności intensywnego przetwarzania końcowego.

• Objętość > ~100–200 (zależy od złożoności części).

Wybierz drukowanie 3D, gdy :

• Potrzebujesz szybkiej iteracji, kanałów wewnętrznych lub złożonych struktur kratowych.

• Niskoseryjne części niestandardowe lub oprzyrządowanie, gdzie forma jest droga.

• Redukcja masy poprzez optymalizację topologii ma znaczenie.

• Akceptujesz anizotropowe właściwości mechaniczne lub możesz przeprowadzić obróbkę końcową (wypełnienie, wyżarzanie).

Wybierz hybrydową kiedy:

• Użyj wydrukowanych prowadnic/uchwytów i przetwarzaj powierzchnie krytyczne CNC.

• Surowiec wydrukowany SLM + CNC dla powierzchni stykających zapewnia najlepszy stosunek czasu realizacji do jakości w niektórych elementach metalowych.

6) Zapytanie ofertowe (RFQ)

Dołącz te pola do każdego zapytania ofertowego wysyłanego do dostawców:

• Nazwa części i rysunek (STL + STEP + 2D DWG)

• Wymiary i tolerancje krytyczne (z podaniem baz)

• Specyfikacja materiału i wymagane certyfikaty (np. 6061-T6; certyfikaty ISO/ASTM)

• Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni i powłok (np. anodowanie, chropowatość Ra ≤ 0,8 µm)

• Wymagania mechaniczne (wytrzymałość na rozciąganie, zmęczenie, temperatura)

• Ilość: liczba sztuk prototypowych i prognozowana roczna ilość

• Cel czasu realizacji i ograniczenia dotyczące wysyłki

• Wymagania dotyczące inspekcji i kryteria akceptacji (raport z pierwszego egzemplarza, CMM)

• Wymagania dotyczące pakowania i etykietowania