CNC 머시닝 대 3D 프린팅:제품 디자이너가 알아야 할 사항

프로토타입을 만들거나 대량 생산을 원하는 제품 디자이너입니까? 그렇다면 제품을 만들기 위해 CNC 머시닝과 3D 프린팅 사이에서 선택해야 할 기로에 서게 될 것입니다.

오늘날 가장 인기 있는 두 가지 제조 방법인 CNC 머시닝과 3D 프린팅은 당신이 생각하는 거의 모든 제품 디자인을 제작할 수 있습니다. 그러나 각 방법에는 고유한 작동 모드, 장점 및 기능이 있으므로 다양한 엔지니어링 설계 시나리오에 이상적입니다.

이 기사에서는 제품 개발 프로젝트를 위해 CNC 머시닝 또는 3D 프린팅을 선택하기 전에 평가해야 하는 몇 가지 주요 영역을 다룹니다. 또한 각 공정, 제조 가능한 기능, 재료 적합성 및 후처리 옵션에 대한 유용한 정보를 제공합니다.

공정 비교:CNC 머시닝 대 3D 프린팅

CNC 머시닝과 3D 프린팅은 작동 방식이 매우 유사합니다. 3D CAD(computer-aided design) 모델을 일련의 컴퓨터 지침으로 변환하여 부품을 자율적으로 제작합니다. 그러나 이러한 제조 공정은 부품을 제조하는 방식이 다릅니다.

CNC 가공

CNC 가공은 감산 가공입니다. 방법. 절단 도구를 사용하여 원하는 부품을 만들기 위해 블록(또는 공작물)에서 재료의 일부를 제거하는 작업이 포함됩니다. CNC(Computer Numerical Control) 기술은 절삭 공구(및 공작물)의 동작 순서를 제어하여 원하는 부품을 생성합니다.

그림 1:CNC 가공 공정

3D 프린팅

3D 프린팅은 적층 제조입니다. 방법. 원하는 제품을 만들기 위해 층별로 재료를 추가하는 작업이 포함됩니다. 이 과정에는 특별한 도구나 고정 장치가 필요하지 않습니다.

그림 2:3D 프린팅 프로세스

기하학, 최소 기능 크기 및 비용 차이

CNC 가공의 빼기 특성으로 인해 최소 형상 크기가 1mm인 광범위한 복잡한 형상을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, CNC 밀링 머신은 구멍, 각진 컷 및 캐비티를 만드는 데 이상적이며 CNC 선반은 복잡한 원통형 모양에 더 적합합니다.

그림 3:CNC 밀링 부품의 렌더링

그러나 CNC 기계를 사용하여 숨겨진 기능과 언더컷을 만드는 것은 어려울 수 있습니다.

3D 프린터는 CNC 가공의 기하학적 문제와 한계를 제거하여 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다. 그러나 대부분의 3D 프린터는 0.25mm에서 0.8mm 사이의 최소 기능 크기를 가지며 특히 대량 부품의 경우 상당한 제조 비용과 리드 타임이 발생합니다.

또한 제품 크기가 약간만 변경되어도 3D 프린팅 제조 비용이 크게 증가할 수 있습니다.

예를 들어, 그림 4에 표시된 100x100x100mm 큐브의 3D CAD 모델을 고려하십시오. 이 큐브의 부피가 80x80x80mm 큐브의 두 배라는 사실을 알고 놀랄 것입니다. 결과적으로 이 대용량 부품을 3D 프린팅하기로 결정하면 더 많은 원자재를 사용하고 더 작은 큐브에 대해 두 배의 비용을 지불할 것으로 기대할 수 있습니다.

그림 4:제품 크기가 다양하면 3D 프린팅 제조 비용이 크게 증가할 수 있습니다.

재료 옵션 사용 가능

CNC 기계는 금속, 플라스틱, 목재 및 복합 재료를 포함한 다양한 재료와 호환됩니다. 이러한 재료는 블록으로 제공됩니다. 예를 들어, CNC 가공에 일반적으로 사용되는 재료에는 알루미늄, 스테인리스강, 황동, 티타늄, 아연 합금, 폴리카보네이트 아크릴, 폴리프로필렌 및 ​​PEEK가 있습니다.

그림 5:CNC 가공 알루미늄 부품의 렌더링

3D 프린터는 다양한 재료와도 호환되지만 플라스틱(예:ABS, 나일론, PLA, ULTEM 및 PEEK), 세라믹 및 포토폴리머에 더 일반적으로 사용됩니다. 알루미늄, 티타늄, 초합금과 같은 금속을 3D 프린팅할 수도 있지만 3D 프린팅된 금속은 저렴하게 나오지 않는다는 점을 명심하십시오.

그림 6:3D 인쇄된 플라스틱의 렌더링

표면 마감의 차이점

CNC 기계와 3D 프린터는 표면이 매우 매끄러운 부품을 생산할 수 있습니다. 그러나 부품이 다른 부품과 결합하기 위해 탁월한 부드러움이 필요한 경우 CNC 기계를 사용하여 부품을 제작하는 것을 고려해야 합니다. CNC 기계는 제어 범위가 넓기 때문에 엄격한 공차와 더 높은 수준의 표면 품질을 얻을 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 CNC 가공 및 3D 프린팅은 광범위한 표면 마감 옵션을 제공합니다. 예를 들어, CNC 가공 부품을 사용하여 양극 산화, 분말 코팅, 비드 분사 및 부동태화를 수행할 수 있습니다. 마찬가지로 3D 인쇄 부품의 표면 마감 옵션에는 도금, 비드 블라스팅 및 제품 강화를 위한 열처리가 포함됩니다.

그림 7:양극 산화 처리된 알루미늄 부품의 렌더링

그림 8:분말 코팅 마감 처리된 CNC 가공 부품의 렌더링

자세히 알아보기:표면 마감 및 표면 거칠기 차트

3D 프린팅 대 CNC 가공:이상적인 방법을 선택하는 방법

논의한 바와 같이 CNC 가공과 3D 프린팅은 모두 다양한 유형의 부품을 제작할 수 있습니다.

그러나 Gensun에서 우리가 항상 고객에게 말하듯이, 완벽하고 획일적인 제조 방법은 없습니다. 이상적인 방법은 주로 제품 설계, 형상, 공차 및 표면 마감 요구 사항에 따라 다릅니다. 애플리케이션 요구 사항에 대해 논의할 수 있는 엔지니어가 있는 최고의 기계 공장과 협력하는 것이 좋습니다.

Gensun Precision Machining은 아시아에서 CNC 머시닝 및 3D 프린팅 서비스를 제공하는 선두 업체입니다. 우리는 고도로 숙련된 엔지니어와 기계공, 그리고 귀하의 제품을 올바르게 완성하기 위한 최첨단 제조 기술로 구성된 팀을 보유하고 있습니다.

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참고:이 기사는 원래 2021년 6월에 게시되었으며 2022년 5월에 업데이트되었습니다.