CNC機加工和3D打印有什麼區別?

CNC機加工和3D打印有什麼區別?


最直白的答案:

3D打印是一種增材技術,

CNC機加工是一種減材技術。


CNC機加工和3D打印有什麼區別?

材料上的差異


3D打印的材料主要有液態樹脂(SLA)、尼龍粉末(SLS)、金屬粉末(SLM)、石膏粉末(全綵打印)、砂岩粉末(全綵打印)、線材(DFM)、片材(LOM)等等。


CNC機加工和3D打印有什麼區別?


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而CNC機加工用的材料全部都是一塊一塊的板材,就是板狀的材料,通過測量出零部件的長寬高+耗損,再去切割對應大小的板材用於加工。


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一.現在主流的金屬3D打印技術有五種:


激光選區燒結(SLS)、納米顆粒噴射金屬成型(NPJ)、激光選區熔化(SLM)、激光近淨成型(LENS)和電子束選區熔化(EBSM)技術。


1. 激光選區燒結(SLS)


SLS整個工藝裝置由粉末缸和成型缸組成,粉末缸活塞上升,由鋪粉車將粉末在成型缸上均勻鋪上一層,計算機根據原型的切片模型控制激光束的二維掃描軌跡,有選擇地燒結固體粉末材料以形成零件的一個層面。完成一層後,工作活塞下降一個層厚,鋪粉系統鋪上新粉,控制激光束再掃描燒結新層。如此循環往復,層層疊加,直到三維零件成型。


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2. 納米顆粒噴射金屬成型(NPJ)


眾所周知,普通金屬3D打印技術就是使用激光熔化或激光燒結金屬粉末顆粒,而納米顆粒噴射金屬成型(NPJ)技術採用的不是粉狀形態,而是液態。這些金屬以液體的形式被包裹在一個管子裡並插入3D打印機,在金屬3D打印的時候用含有金屬納米顆粒的“鐵水”噴射成型。帶來的好處是用鐵水打印金屬,整個模型會更圓潤,而且能使用普通的噴墨打印頭作為工具。當打印完成後,構建室會通過加熱將多餘的液體蒸發,只留下金屬部分。

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3. 激光選區熔化(SLM)


激光選區熔化技術的基本原理是先在計算機上利用Pro/e、UG、CATIA等三維造型軟件設計出零件的三維實體模型,然後通過切片軟件對該三維模型進行切片分層,得到各截面的輪廓數據,由輪廓數據生成填充掃描路徑,設備將按照這些填充掃描線,控制激光束選區熔化各層的金屬粉末材料,逐步堆疊成三維金屬零件。激光束開始掃描前,鋪粉裝置先把金屬粉末平推到成形缸的基板上,激光束再按當前層的填充掃描線,選區熔化基板上的粉末,加工出當前層,然後成形缸下降一個層厚的距離,粉料缸上升一定厚度的距離,鋪粉裝置再在已加工好的當前層上鋪好金屬粉末,設備調入下一層輪廓的數據進行加工,如此層層加工,直到整個零件加工完畢。


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4. 即激光熔覆成型技術(LMD)


該技術名稱繁多,不同的研究機構獨立研究並獨立命名,常用的名稱包括:LENS, DMD, DLF, LRF等,與SLM最大不同在於,其粉末通過噴嘴聚集到工作臺面,與激光匯於一點,粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體。


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5. 即電子束熔化技術(EBM)


其工藝過程與SLM非常相似,區別在於,EBM所使用的能量源為電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的激光輸出功率大一個數量級,掃描速度也遠高於SLM,因此EBM在構建過程中,需要對造型臺整體進行預熱,防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘餘應力。


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二. CNC精密加工中心:


加工中心是由基礎數控銑床發展而來,它綜合了數控銑床的所有功能以及特點,其結構相同,加工工藝也類似。不僅如此,加工中心還集中了多種機床的加工功能以及加工工序,它可以一次對工件夾裝完成多工序的加工,比如銑、鏜、鑽、攻絲和攻螺紋等多工序的加工。


加工中心分類的方法一共有六種:


① 根據結構按主軸與工作臺相對位置進行分類;

② 根據控制軸數進行分類;

③ 根據加工工序進行分類;

④ 根據工作臺的數量進行分類;

⑤ 根據加工中心刀庫換刀方式進行分類;

⑥ 根據加工中心的加工精度來進行分類。


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三.3D打印 & CNC加工的後處理


3D打印的零部件後處理選擇不多,一般都是打磨,噴油,去毛刺,染色等等。

而CNC機加工的零部件後處理選擇五花八門,除了打磨,噴油,去毛刺,還有電鍍,絲印,移印,金屬氧化,鐳雕,噴砂等等。


四.3D打印 & CNC加工兩者的加工對比:


• 編程上,3D打印自帶驅動軟件自動計算打印時間和耗材。CNC加工則需要專業的編程人員和操機人員。

• 加工個數上,3D打印只要托盤足夠,一次可打印多個零件,無需人工值守。CNC一次只能加工一個零件。

• 加工時間上:由於3D打印一次成型,所以打印時間快。CNC加工耗時比3D打印長。

• 工藝複雜度(曲面和異性結構):3D打印可以用來加工比較複雜的曲面和異形結構的零件,一次成型。CNC可以加工複雜曲面和異形結構的零件,但是需分步多次編程,拆解加工。

• 兩者的精度和成功率不同:3D打印精度高,打印成功率高。CNC加工存在人為操作失誤或者夾具不良導致加工失敗的情況。

• 兩者產品的實用性不同:3D打印成型產品存在強度不高,更不耐磨等缺點。CNC加工成型產品有強度高,耐磨等優點。


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