CNC 机器与 3D 打印机——您应该选择哪个？

在制造方面，CNC 机器和 3D 打印机是非常知名和公认的机器。它们为制造商提供便利，实现复杂的设计，并在不增加大量成本的情况下最大限度地提高整体效益。

然而，问题仍然存在：哪个选项是更好的选择？这个问题没有明确的答案。

这两种技术都有其优点和缺点，但我们可以通过考虑各种因素来做出最佳决定。在本文中，我们将比较 CNC 机器和 3D 打印机，并讨论在确定最适合您的需求的选项时可以考虑的最重要的考虑因素。

CNC 机器与 3D 打印机：减材制造和增材制造

在我们深入讨论 CNC 与 3D 打印机之前，您必须了解这两种机器的工作原理以及它们在制造过程中的使用方式。

CNC（计算机数字控制）机器和 3D 打印机是制造业中广泛采用的技术。 CNC 加工涉及从一块固体材料开始，然后利用计算机控制的机器选择性地去除材料，直到获得所需的形状。这种技术被称为减材制造。

另一方面，3D 打印（也称为增材制造）的运作方式不同。它通过使用计算机控制的打印机添加连续的材料层来构建零件。这种方法最大限度地减少了材料浪费，因为它是添加材料而不是去除材料。

每台机器都有其优点和缺点，为特定应用选择合适的技术取决于零件的复杂性、所需的精度水平以及所涉及材料的特性等因素。为了进一步了解增材制造和减材制造之间的区别，让我们在以下部分中探讨基础知识：

A） 什么是 3D 打印？

3D 打印，也称为增材制造，是一种得到广泛认可的多功能制造方法，可提供各种优势并在各个行业得到应用。它涉及通过逐层构建对象来创建对象，这在设计中提供了更大的灵活性和适应性。此外，3D 打印是一种更快且推荐的快速原型制作方法，特别是对于较小的生产运行，因为它提供更快的周转时间和成本节约。

需要注意的是，3D 打印包含多种类型，可以自由选择不同的材料、技术、速度、表面处理和打印成本。这种多功能性允许在考虑各种技术因素的同时进行精确定制以实现所需的项目结果。

在现代工业中，采用多种方法使用 3D 打印技术实现预期结果。在这些方法中，以下技术被广泛使用：

粘合剂喷射

材料注射

材料挤压

还原聚合

粉床融合

直接能量沉积

板材轧制

围绕 3D 打印存在一种普遍的误解，认为它主要限于热塑性塑料和类似材料。然而，今天的现实却大不相同。该技术取得了进步，使金属、生物复合材料、陶瓷和各种其他材料的 3D 打印成为可能。这种扩展功能增强了 3D 打印的整体多功能性。

关于仅使用热塑性塑料的误解的产生是因为它们仍然是 3D 打印应用中最常用的材料。一个重要的应用是快速原型制作，它涉及测试设计的可行性。热塑性塑料由于其更快的固化时间和相对较低的成本而特别适用于此目的。

尽管 3D 打印技术取得了进步，但在大规模生产方面仍然存在一定的限制。这些限制源于成本和所需时间等因素。尽管如此，3D 打印领域正在迅速发展，并在工业中有着巨大的应用前景。

二） 什么是数控加工？

数控加工 是一种复杂的技术，可以取代人工参与加工任务。它使用计算机精确计算机器切削工具的运动，从而获得高度准确的结果。该过程从 CAD 模型开始，计算机将其解释并转换为称为 G 代码或 M 代码的专用语言。这些代码使 CNC 机器能够根据给定的说明制造所需的形状。

除了其卓越的精度外，CNC 加工还具有可重复性的优势，使其在行业中备受青睐。与依赖操作员一般技能的传统加工方法相比，CNC 加工消除了全天人为表现波动造成的结果变化。使用 CNC 机器，计算机可以完全控制系统，需要最少的人为干预。

CNC 机器的使用带来了很多好处，包括提高效率、加快生产速度，以及以最小的风险降低成本。这些优势极大地增强了这项技术在企业中的实用性，并为其在全球范围内的广泛接受做出了重大贡献。

CNC 加工和 3D 打印之间的主要相似之处。

虽然 3D 打印和 CNC 加工是具有不同用途和方法的截然不同的技术，但它们确实有一些关键的相似之处。这两个过程都从计算机辅助设计 (CAD) 模型开始。在 CNC 加工中，该模型用作生成 G/M 代码的指南，而 3D 打印机直接利用它来启动连续层的生产，形成最终产品或组件。

CNC 加工与 3D 打印：哪个最好？

在制造业领域，人们普遍认为没有通用的解决方案可以应对各行业的所有生产挑战。

CNC 加工和 3D 打印都是解决各种制造问题的有效选择。然而，很难明确地宣布一个优于另一个。每种技术都有自己的一系列优点和缺点，最终决定了最适合特定需求和情况的替代方案。

让我们以 3D 打印机为例。它们提供了非凡的灵活性，可以创建高度复杂的对象。然而，无论生产多少件，每件的成本保持不变。相比之下，CNC 技术提供了从规模经济中获益的机会，从而显着降低总体成本。

在许多其他情况下，3D 打印和 CNC 加工都可以完成手头的任务。然而，在它们之间进行选择变得具有挑战性，并且取决于时间、预算和技术考虑等因素。

CNC 机器与 3D 打印机：在做出选择之前您应该考虑什么？

在开始生产之前，产品设计师和工程师面临一个至关重要的决定：为他们的产品选择制造方法。必须在成本、速度和准确性之间取得平衡，以确保最佳性能和最大收益。如果以牺牲其他方面为代价来优先考虑一个方面，结果可能不符合要求。这就是为什么设计阶段是资源密集型的，需要仔细考虑技术因素和相关成本。

在比较 CNC 机器和 3D 打印机时，重要的是要考虑速度、时间和成本限制以外的因素。这些是企业在这两种技术之间做出决定的一些关键考虑因素：

1. 为您的 CNC 加工或 3D 打印项目选择合适的材料至关重要

最初的考虑非常重要，围绕材料选择，因为它仍然是 3D 打印机的主要技术限制。如今，3D 打印机允许使用各种材料，包括金属和陶瓷。然而，打印部件的整体机械性能仍然存在局限性。

例如，3D 打印的金属部件可能表现出较低的抗疲劳性，并且在使用之前通常需要进行大量热处理。这会显着增加总成本并使该过程对您的业务不切实际。在这种情况下，数控机床将是更合适的选择，因为它们无需热处理即可实现快速金属加工。

另一方面，对于许多材料，3D 打印机是更可取的选择。最终，选择取决于具体的项目细节，需要仔细考虑所有相关因素。

2. 预计产量是多少？

预期产量是决定适合您需求的制造机器的另一个关键因素。制造业长期以来一直依赖规模经济原则，即更高的产量会带来更高的盈利能力。如今，数控机床和 3D 打印机在批量生产中都发挥着重要作用。

CNC 机器以最少的人工干预提供零件的自动化生产，能够 24/7 连续运行。另一方面，3D 打印机通常用于创建原型甚至复杂模具以实现更大的生产量，利用铸造工艺等方法。然而，当批量生产是主要考虑因素时，由于间接成本较低且不涉及额外流程，大多数企业会选择 CNC 机器。

3. 单件的大小或尺寸是多少？

在 CNC 机器和 3D 打印机之间进行选择时，零件的尺寸是另一个需要考虑的关键因素。通常，CNC 机器因其尺寸和容量而能够处理较大的零件。另一方面，3D 打印机在相关成本方面存在局限性和更大尺寸的可行性。评估项目的具体细节以做出明智的决定非常重要。然而，作为一般原则，数控机床通常是较大零件的首选。

4. 成品质量要求

与 3D 打印机相比，CNC 机器在提供卓越的表面光洁度方面表现出色，尤其是在合适的条件下。

造成这种区别的主要因素是 3D 打印机主要是为原型制作目的而设计的，可能需要额外的后处理。相比之下，CNC 机器专门用于制造可投放市场的最终产品，从而提供更先进的表面精加工能力。

5. 切割速度

与 3D 打印机相比，CNC 机器通常具有更快的切割速度。然而，总制造时间并不仅仅取决于切割率。机器启动时间、预处理要求和其他考虑因素等因素也在决定过程的整体速度方面发挥作用。此外，所生产零件的尺寸也是一个需要考虑的因素。

作为一般准则，3D 打印机对于较小的零件通常速度更快，因为它们可以立即开始制造零件。另一方面，CNC 加工由于其处理较大工件的效率高，因此更适合加工较大的零件。

6. 后处理要求

CNC 机器以生产完全市场化的零件而闻名。相比之下，3D 打印机有不同的应用，通常用于原型制作或协助模具制作。出于这些目的，粗糙的表面光洁度通常是可以接受的。但是，如果您打算将该零件用于其他应用，则可能需要进行额外的后处理才能获得所需的光洁度。

对于 3D 打印的金属部件，还有一个额外的热处理要求。由于 3D 打印过程的性质，这些部件可能缺乏足够的抗疲劳和冲击性能。热处理有助于改善内部结构和整体性能，尽管在质量和性能方面仍无法与 CNC 零件相提并论。

7. 您的制造预算

CNC 加工和 3D 打印都会产生相关成本。对于较小的一次性零件，3D 打印通常是更具成本效益的选择。然而，当涉及到批量生产和一致操作时，CNC 加工是首选。

为了更好地理解这一点，让我们以汽车为例。该应用程序需要最高的质量和技术标准。同时，由于市场竞争和商业生存能力的基本原则，找到具有成本效益的解决方案至关重要。此外，考虑到竞争格局，拥有足够快的流程也很重要。如果您的竞争对手可以同时生产 10 个组件，而您需要生产一个，那么您的企业将因错失机会和潜在的收入损失而受到影响。

无论选择哪种方法，CNC 加工和 3D 打印都需要大量的资本和运营费用。对于较小的零件，3D 打印往往更具成本效益。然而，随着生产要求的增加或时间限制变得更紧，替代方案可能是正确的，CNC 加工成为更具成本效益的选择。

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