폴리머 CNC 머시닝 대 3D 프린팅:올바른 것을 선택하기 위한 체크리스트

ABS, PA(나일론) 또는 PC와 같이 CNC 가공과 3D 프린팅이 모두 가능한 폴리머가 있으므로 폴리머 CNC 머시닝을 언제 사용하고 3D 프린팅을 사용해야 하는 것이 일반적인 질문입니다. 이 기사에서는 폴리머 가공과 인쇄 폴리머 간의 주요 차이점을 안내하고 올바른 옵션을 선택하기 위해 스스로에게 물어봐야 할 몇 가지 질문을 제안합니다.

두 가지 접근 방식:감산 및 적층 제조

최종 결과는 비슷할 수 있지만 CNC 가공과 3D 프린팅은 서로 반대 방향으로 작동합니다.

CNC 가공(빼기 공정)

CNC 머시닝은 플라스틱 재료의 단단한 블록으로 시작하여 다양한 날카로운 회전 도구 또는 커터를 사용하여 과도한 재료를 제거하여 원하는 제품으로 자르거나 모양을 만드는 절삭 가공 공정입니다.                            

3D 프린팅(적층 공정)

3D 프린팅은 적층 제조로, 초기 재료가 감산 제조에서처럼 제거되지 않고 레이어별로 만들어지는 것을 의미합니다. 3D 프린팅은 가상 컴퓨터 디자인을 읽어서 3차원 물체를 만들고 재료 필라멘트 또는 분말을 사용하여 실제적이고 유형적인 부분으로 재현합니다.

CNC 가공과 3D 인쇄 중에서 선택하기 위한 체크리스트

폴리머 부품을 생산하기 위해 CNC 머시닝 또는 3D 프린팅을 선택할 때 몇 가지 기본 질문에 답하는 것이 좋습니다.

내 역할은 얼마나 강해야 하나요?

CNC 가공 부품은 등방성이며 일반적으로 이방성인 3D 인쇄 부품과 비교하여 더 나은 기계적 및 열적 특성을 나타냅니다. 이 부품은 레이어별로 만들어지고 이러한 레이어 사이에 구조적 약점이 발생할 수 있기 때문입니다.

결론 :부품의 강도가 우선인 경우(예:기계의 기능 부품) CNC 가공을 하는 것이 좋습니다. 미적 측면이나 기타 품질 측면에서 강점이 손상될 수 있는 경우 3D 프린팅이 선택 사항입니다(예:프로토타입).

부품이 얼마나 빨리 필요합니까?

위 부품을 ABS로 제작해야 하는 점을 감안할 때 FDM 기술을 사용한 3D 프린팅의 소요 시간은 Xometry에서 평균 3~5일 정도 소요되는 반면 CNC 가공의 경우 평균 10일 정도 소요됩니다.

결론: 부품이 빨리 필요한 경우 3D 프린팅을 사용하십시오.

몇 개의 부품이 필요합니까?

필요한 부품의 수는 프로세스를 결정하는 핵심 요소입니다. 대량의 경우 CNC가 대량으로 인쇄된 부품에 비해 저렴할 수 있습니다. 소량(10개 미만)의 경우 3D 프린팅이 더 적절하고 저렴합니다. ABS, PC, 나일론, 단일 부품 또는 소량(동일 및 비동일)과 같은 저렴한 플라스틱과 함께 사용되는 FDM 또는 SLS와 같은 간단한 3D 인쇄 프로세스의 경우 3D 인쇄는 의심할 여지 없이 선택할 수 있는 옵션입니다. MJF는 중간 규모의 또 다른 실행 가능한 옵션이며 매우 일반적입니다.

이 참조 모델과 함께 Xometry Instant Quoting Engine을 사용하여 가격을 확인합시다.

위의 참고 부분을 고려하여 CNC 머시닝(ABS), FDM(ABS), MJF(PA12 Grey)의 3가지 기술에 대한 수량별 원가분석은 다음과 같다. ABS의 CNC 머시닝의 경우 개당 가격이 얼마나 극적으로 하락하고 FDM의 경우 동일하게 유지되고 MJF의 경우 약간 하락하는지를 보여줍니다. 대량 배치(예:500개 이상)의 경우 ABS의 CNC 가공 가격은 3D 프린팅보다 저렴합니다. 특히 프린팅보다 제거할 재료가 더 많은 부품의 경우

결론 :소량 시리즈의 경우 3D 프린팅으로 이동하고 중대형 시리즈의 경우 CNC 가공으로 이동합니다. 수량에 따라 비용이 감소하고 훨씬 저렴하기 때문입니다. 여러 부품을 동시에 인쇄할 수 있는 기술로 단위당 가격을 낮추기 때문에 중형 시리즈용 MJF 3D 인쇄를 고려하십시오.

내 디자인을 빼기를 통해 가공할 수 있습니까?

플라스틱 자유형, 유기 형상은 지지대가 필요 없기 때문에 SLS 또는 MJF와 같은 폴리머 기반 분말 베드 융합 공정으로 쉽게 제조할 수 있습니다. FDM 또는 SLA가 지원 구조를 사용하더라도 나중에 사후 처리 중에 제거할 수 있습니다. 매우 복잡한 형상을 생성하는 능력은 3D 프린팅의 핵심 강점 중 하나입니다. CNC 가공에서는 도구가 구성 요소의 모든 표면에 액세스할 수 없기 때문에 일부 복잡한 형상(예:격자 구조 설계)은 불가능합니다.

결론 :디자인에 CNC 가공으로 만들 수 없는 기능이 있는 경우 3D 프린팅으로 이동

어떤 크기와 허용 오차가 필요합니까?

CNC 가공은 궁극적으로 3D 프린팅보다 더 나은 성능과 치수 정확도를 제공합니다. 제품에 엄격한 허용 오차가 있는 고유한 디자인이 필요한 경우 3D 프린팅은 기계적으로 중요한 구성 요소에 가장 적합한 옵션이 아닐 수 있습니다.

	내성	최소 레이어 두께	최대 빌드 볼륨
CNC	± 0.025 – 0.125mm	절단 깊이 0.01mm	최대 2000 x 800 x 1000mm
SLS	± 0.3mm	0.1-1.5mm	최대 340 x 340 x 605mm
FDM	± 0.3mm	0.2-0.8mm	최대 914 x 610 x 914mm
MJF	± 0.3mm	0.08mm	최대 380 x 284 x 380mm

이에 비해 CNC 가공은 재료에 부여하는 기계적 특성 측면에서 3D 프린팅보다 훨씬 앞서 있습니다. 의학 및 항공 우주와 같은 분야에서 정밀 부품의 요구 사항을 고려할 때 CNC는 오류 여유가 거의 없기 때문에 최상의 옵션입니다.

CNC 가공은 FDM, SLS 또는 MJF와 같은 일반적인 3D 프린팅 기술보다 더 큰 부품을 제조할 수도 있습니다.

결론: 엄격한 공차, 치수 및 대형 부품이 필요한 경우 CNC 가공을 사용하십시오.

어떤 자료가 필요합니까?

기계로 가공하고 인쇄할 수 있는 폴리머(예:ABS, PA, PC)가 있지만 3D 프린팅에는 고급 속성을 가진 훨씬 더 많은 폴리머가 있습니다. 예를 들어, 탄소 DLS에 사용되는 CLIP 수지와 고성능 및 유연성을 제공하는 유연한 플라스틱(TPU)과 같은 특수 수지가 있지만 CNC 가공은 전혀 선택 사항이 아닙니다.

결론 :ABS, PC, PA와 같은 경질 플라스틱이 필요한 경우 CNC 머시닝과 3D 프린팅을 모두 사용할 수 있지만, 유연 및 수지 유사 플라스틱의 경우 3D 프린팅이 유일한 옵션입니다.

빠른 확인

두 기술 모두 매우 유능하고 유용하기 때문에 명확한 솔루션은 없으며, 가장 적합한 솔루션은 위에서 논의한 바와 같이 재료, 기하학적 복잡성, 제조 볼륨 및 예산에 따라 달라집니다. 다음은 빠른 확인을 위한 요약 정보입니다.

	폴리머 CNC 가공	3DP
기계적 특성	⭐⭐⭐	⭐
프로토타이핑	⭐	⭐⭐⭐
비용	중대형 시리즈의 경우 더 저렴	작은 시리즈의 경우 더 저렴
처리 시간	⭐	⭐⭐⭐
폴리머 선택	⭐⭐	⭐⭐⭐
디자인 복잡성	⭐⭐	⭐⭐⭐
치수 정확도	⭐⭐⭐	⭐
세부 사항 및 해결 방법	⭐⭐⭐	⭐⭐
큰 부품 크기	⭐⭐⭐	⭐

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