impressao 3D é uma tecnologia em rápido crescimento com muitas vantagens sobre os métodos de fabricação tradicionais. No entanto, tem seus problemas, incluindo que a impressão 3D não pode ser usada efetivamente para produção em massa e é limitada em velocidade e acessibilidade. Outra técnica de fabricação para produção de baixo a médio porte é a usinagem CNC (controle numérico computadorizado), uma técnica subtrativa bastante comum para a criação de peças. Decidimos comparar as vantagens e desvantagens de cada método para estabelecer onde essas tecnologias são mais apropriadas.

Manufatura subtrativa x manufatura aditiva

A principal diferença entre a impressão 3D e a usinagem CNC é que a impressão 3D é uma forma de manufatura aditiva, enquanto a usinagem CNC é subtrativa. Isso significa que a usinagem CNC começa com um bloco de material (chamado de espaço em branco) e corta o material para criar a peça acabada. Para fazer isso, cortadores e ferramentas giratórias são usadas para moldar a peça. Algumas vantagens da usinagem CNC incluem grande precisão dimensional, bem como muitos materiais compatíveis, incluindo madeira, metais e plásticos. A impressão 3D, ou manufatura aditiva, envolve a criação de peças camada por camada usando materiais como filamentos de plástico (FDM), resinas (SLA/DLP), plástico ou pós de metal (SLS/DMLS/SLM). Usando uma fonte de energia como um laser ou extrusora aquecida, as camadas desses materiais são solidificadas para formar a peça acabada. As vantagens da impressão 3D incluem sua liberdade de forma, aplicações em vários setores, precisão, velocidade e capacidade de reduzir custos e peso nas peças.

Principais semelhanças entre impressão 3D e usinagem CNC

A usinagem CNC e a impressão 3D têm algumas coisas básicas em comum:

Eles fazem produtos 3D baseados em modelos 3D.

Eles fazem isso seguindo as instruções de um computador.

Eles são compatíveis com os tipos de arquivo STL e OBJ.

Eles estão na vanguarda da tecnologia.

Eles são comuns hoje.

Além dessas semelhanças básicas, no entanto, a usinagem CNC e a impressão 3D atendem a demandas muito diferentes e oferecem benefícios diferentes.

Principais diferenças entre impressão 3D e fresagem CNC

Há também vários fatores importantes que diferenciam os dois processos.

1. Desperdício

Uma das principais diferenças entre manufatura aditiva e subtrativa é a quantidade de resíduos que produzem. Como a usinagem CNC retira material, acaba gerando muitos resíduos impossíveis de reciclar. Como você pode imaginar, a limpeza tende a ser confusa. As impressoras 3D, no entanto, usam apenas a quantidade exata de material necessária para produzir a peça, portanto, nenhuma limpeza é necessária posteriormente. As impressoras 3D também produzem menos ruído, pois não vibram durante a produção.

2. Tipos de arquivo

Exceto pelos dois formatos de arquivo mencionados acima, a usinagem CNC e a impressão 3D usam tipos de arquivo que não são compatíveis entre si.

3. Tamanho das peças

Com fresagem CNC, você pode fazer uma ampla gama de peças de tamanhos diferentes. Na impressão 3D, por outro lado, as peças que você faz não podem ser maiores do que a mesa de impressão. Você pode produzir grandes componentes com uma impressora 3D, mas isso envolveria quebrar o componente em partes menores, imprimi-las separadamente e depois montá-las. Desnecessário dizer que isso adiciona uma grande quantidade de tempo ao processo de produção.

4. Disponibilidade de Material

A fabricação CNC pode trabalhar com uma ampla gama de materiais, como ligas metálicas, madeira, acrílicos, espuma de modelagem e termoplásticos. Já as impressoras 3D trabalham com um número mais limitado de materiais, utilizando principalmente plásticos, metais e polímeros. Eles não podem trabalhar com metais com pontos de fusão elevados. Além de acomodar muitos materiais, as máquinas CNC também são fáceis de adaptar para usar novos materiais. Uma impressora 3D, por outro lado, só pode trabalhar com um material.

5. Velocidade

Outra diferença fundamental entre CNC e manufatura aditiva é a velocidade. Quando se trata de produzir um produto em massa, a usinagem CNC é mais rápida porque envolve uma linha de montagem de máquinas produzindo cada peça. Uma única impressora 3D faz todo o produto do início ao fim, o que o torna menos adequado para produção em larga escala.

6. Produção

A usinagem CNC é mais precisa, fornecendo precisão ao micrômetro mais próximo. Isso ocorre porque as máquinas CNC têm uma capacidade de tolerância maior. A impressão 3D ainda está longe de atingir esse nível de precisão.

7. Repetibilidade

As máquinas CNC podem produzir consistentemente um produto da mesma maneira todas as vezes.

8. Qualidade

Devido à sua maior tolerância, as máquinas CNC podem produzir produtos com aparência mais polida. Os materiais não ficam deformados durante a fabricação. As peças feitas por impressoras 3D, no entanto, tendem a dobrar e deformar, e as linhas de camada podem ser visíveis, especialmente em curvas. Embora algumas impressoras 3D prometam um alto grau de precisão, elas ainda falham às vezes. Ambos os métodos de fabricação têm limitações geométricas. O CNC, por exemplo, pode produzir paredes muito finas, mas a impressão 3D tem limitações a esse respeito, e o tamanho de seu efetuador geralmente determina sua capacidade.

Qual é a melhor maneira de fabricar complexospeças?

A complexidade da peça é um fator importante a ser considerado ao escolher entre impressão 3D e usinagem CNC. Ambas as tecnologias têm suas limitações de projeto, embora as máquinas CNC possam produzir muito menos geometrias.

A usinagem CNC envolve várias limitações importantes de projeto, incluindo acesso e folgas da ferramenta, pontos de retenção ou montagem, bem como a incapacidade de usinar cantos retos devido à geometria da ferramenta. Algumas geometrias são até impossíveis de fabricar com CNC, pois as ferramentas não conseguem acessar todas as superfícies da sua peça. Isso também vale para sistemas de 5 eixos.

A maioria das geometrias exige que o operador gire a peça para que as ferramentas possam acessar diferentes lados e ângulos. O reposicionamento aumenta o tempo de processamento e mão-de-obra e, em alguns casos, são necessários gabaritos e acessórios. Todos esses fatores irão elevar o preço final da peça.

Comparada ao CNC, a impressão 3D pode produzir peças com muito poucas limitações geométricas. Estruturas de suporte podem ser necessárias para processos como FDM, mas um pouco mais de pós-processamento não diminui a vasta liberdade de design e a capacidade de complexidade que você obtém com a impressão 3D.

Além disso, os processos de fusão em leito de pó à base de polímero, como SLS e MJF, podem produzir geometrias orgânicas de forma livre sem a necessidade de estruturas de suporte. A capacidade de produzir geometrias altamente complexas com relativa facilidade é um dos principais pontos fortes da impressão 3D.

Principais dicas e truques para escolher entre impressão 3D e usinagem CNC

Selecionar a tecnologia de fabricação certa para suas peças personalizadas pode parecer um desafio intransponível, mas não precisa ser. Reunimos algumas regras básicas essenciais a serem seguidas se você estiver enfrentando essa decisão.

Escolha a usinagem CNC se estiver produzindo peças em quantidades médias a altas (250 a 500 peças) com geometrias relativamente simples

Escolha a impressão 3D para quantidades menores de peças - ou protótipos únicos - e se seus projetos tiverem geometrias complexas

Ao considerar metais, o CNC pode ter um preço competitivo mesmo para pequenas quantidades, mas as limitações de geometria ainda se aplicam

Se você estiver imprimindo mais de 500 peças, talvez considere outras tecnologias, como moldagem por injeção (ou uma mistura de 3DP ou CNC e um processo de conformação)

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