3D 프린팅과 CNC 가공:주요 차이점 설명

CNC 가공 및 3D 프린팅은 오늘날 여기 Xometry뿐만 아니라 전 세계적으로 매우 눈에 띄는 제조 방법입니다. 거의 모든 면에서 다르지만 견고한 부품 생성에 있어 직접적인 경쟁자이며 가장 큰 차이점 중 하나는 재료를 제거하는 방법이고 다른 방법은 재료를 층별로 추가한다는 것입니다. 더 자세히 알아보세요.

3D 프린팅의 정의와 CNC 가공과의 비교

적층 제조라고도 알려진 3D 프린팅은 실제로 유사하게 작동하는 일련의 프로세스를 의미합니다. 모델은 컴퓨터에서 디자인된 후 여러 부분으로 분할됩니다. 두께는 사용되는 기계와 설정에 따라 설정되며, 프린터는 해당 정보를 가져와 전체 부품이 완성될 때까지 각 레이어를 만듭니다. 이것이 바로 일련의 2D 단계를 3D 개체로 바꿀 수 있는 방법입니다. 각 레이어를 그 아래 레이어에 접착하고 내부에서도 결합함으로써 가능합니다. 이러한 기계는 일반적으로 압출된 폴리머 필라멘트, 감광성 수지, 레이저 용융 분말, 필라멘트 공급원료, 파동 및 생물학적 재료를 포함하여 다양한 재료로 작업할 수 있습니다.

적층 가공으로 부품을 생산하려면 프린터 그 이상이 필요합니다. 또한 디자인을 만들고 이를 STL(스테레오리소그래피) 파일로 저장하려면 CAD(컴퓨터 지원 설계) 패키지가 필요합니다. 그런 다음 슬라이서 소프트웨어 패키지는 해당 STL 파일을 사용하여 프린터에 부품 제작을 위한 일련의 2D 지침을 제공합니다. 3D 프린팅 시스템은 1980년대 후반에 처음으로 시장에 등장하기 시작했지만 현대 3D 프린터만큼 효율적이고 재료와 널리 호환되는 곳은 없었습니다. 다음 이미지는 FDM 3D 프린터의 예입니다:

자세한 내용은 3D 프린팅이란 무엇입니까?

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3D 프린팅이 인기를 끄는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. 먼저 설정이 상대적으로 빠르고 복잡한 모양을 만드는 데 막대한 비용이 들지 않는다는 점입니다. 또한 프로세스 중에 개입이 필요하지 않습니다. 완료될 때까지 작업을 수행하도록 놔두기만 하면 됩니다. 또한 많은 3D 프린터는 사무실 및 초보자에게 적합합니다. 

그러나 몇 가지 잠재적인 단점은 3D 프린팅 부품의 강도가 크게 다를 수 있다는 것입니다. 특히 원래 재료의 강도와 비교할 때 더욱 그렇습니다. 예를 들어, FFF(융합 필라멘트 제조)를 사용하여 ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 부품을 프린팅하는 경우 솔리드 ABS보다 강도가 약 10%만 높을 수 있습니다. 그러나 나일론을 사용하는 SLS(선택적 레이저 소결)와 같은 제품은 견고한 나일론보다 거의 100% 강한 강도를 얻을 수 있습니다. 또한 3D 프린팅은 치수 정확도에는 좋지만 극도로 정밀한 부품 및 기능의 경우 까다로울 수 있으며 매끄러운 표면, 특히 경사진 표면이나 곡면에서 눈에 띄는 단차를 만들 수 있는 Z 해상도(레이어 높이)의 경우 어려움을 겪습니다.

CNC 가공에 비해 3D 프린팅의 장점은 무엇인가요?

CNC 가공에 비해 3D 프린팅의 장점은 다음과 같습니다.

1. 3D 프린팅은 순형 부품을 빠르게 제작하는 반면, CNC 가공에는 개별 설정과 (일반적으로) 수동 프로그래밍과 감독이 필요합니다.
2. 3D 프린팅은 일반적으로 복잡한 그물 모양을 만드는 다른 방법보다 비용이 저렴한 방법입니다. 최소한의 설정과 운영 개입이 필요합니다. CNC 부품의 가격은 3D 프린팅 부품 가격의 10배인 것이 일반적입니다.
3. 사무실 친화적이며 설정 및 유지 관리에 보통 수준의 기술만 필요한 3D 프린터가 점점 일반화되고 있습니다. 또한 그들은 점점 더 대부분의 요구 사항을 충족할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. CNC는 여전히 작업자에게 지속적으로 새로운 기술을 요구하는 중공업 및 고도로 숙련된 프로세스입니다.

CNC 가공에 비해 3D 프린팅의 단점은 무엇인가요?

CNC 가공에 비해 3D 프린팅의 단점은 다음과 같습니다.

1. 다양한 3D 프린팅 공정은 재료의 '기본' 특성에 비해 다양한 강도를 제공합니다. 예를 들어, ABS의 FFF 재료 UTS는 10%까지 보고되고, 나일론 SLS는 100%까지 보고됩니다. CNC 가공은 중단되지 않은 천연 재료로 부품을 생산하므로 일반적으로 강도가 높습니다.
2. 3D 프린팅은 우수한 치수 정확도를 달성할 수 있지만 높은 정밀도가 요구되는 경우에는 어려울 수 있습니다. CNC 가공은 정밀도가 높으며 처리 속도를 늦춰 정확도를 높일 수 있습니다.
3. 3D 프린팅은 일반적으로 표면 마감과 관련된 공정 메커니즘의 영향을 받습니다. 특히 Z 해상도는 계단식 표면과 시각적 혼란을 가져옵니다. CNC 표면 마감은 가공된 것과 같습니다. 매끄러운 마무리를 위해 커터 경로를 프로그래밍하면 매우 균일하고 정밀도가 높아질 수 있습니다.

CNC 가공의 정의와 3D 프린팅과의 비교

컴퓨터화된 제조 공정인 CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공은 미리 프로그래밍된 소프트웨어와 코드를 사용하여 선반, 밀, 연삭기와 같은 여러 절단 및 성형 도구의 움직임을 제어하고 다양한 CNC 가공 부품을 만듭니다. 이 아이디어는 헬리콥터와 항공기 블레이드를 만드는 더 나은 방법을 찾으려고 노력한 James Parson의 공로입니다. 1958년 Richard Kegg는 MIT 엔지니어와 함께 최초의 CNC 밀링 머신을 만들었습니다. 비록 프로세스가 다소 비용이 많이 들고 설정이 복잡할 수 있지만, 표면이 매끄럽고 내구성이 뛰어난 고품질 부품을 만들고 싶다면 그만한 가치가 있습니다. 당사의 관련 기사를 읽으면 CNC 가공에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. CNC 기계의 모습은 다음과 같습니다.

3D 프린팅은 부품 제작에 드는 비용과 시간 측면에서 이점을 제공합니다. 반면에 CNC 가공은 부품의 정밀도가 중요한 요소인 경우 대량 생산 특성과 밀접한 상관관계를 제공할 수 있습니다.

3D 프린팅과 CNC 가공:리드 비용 비교

CNC 가공에는 모든 프로그래밍 및 설정 비용이 소요되며 3D 프린팅에 비해 비용이 많이 들며 종종 5~10배 정도 비쌉니다. 그러나 약간의 조정이 포함된 일련의 프로토타입이 필요할 때마다 수정된 CNC 절단 부품의 설정 비용은 훨씬 낮은 반면, 두 번째 3D 프린팅 부품의 비용은 첫 번째 부품과 동일합니다.

3D 프린팅과 CNC 가공:속도 비교

3D 구성 요소 프린팅을 준비하려면 프린팅을 시작하기 전에 설정하는 데 약간의 시간이 필요합니다. 인쇄 속도는 일부 측면에서 느리지만 대부분의 인쇄는 몇 시간 내에 완료되어 바로 사용할 수 있습니다. 반면에 CNC 가공에는 커터 선택 및 커터 경로에 대한 프로그래밍에 대한 숙련된 준비가 필요합니다. 가공 중에 부품을 유지하려면(부품 재배치 포함) 맞춤형 또는 수정된 지그가 필요한 경우가 많습니다. 첫 번째 절단 전에 상당한 시간이 소요될 수 있습니다. 그러나 절단은 일반적으로 빠르며 복잡한 부품은 일반적으로 실제 가공에서 1시간 이내에 완료될 수 있습니다. 준비 및 가공에 소요되는 총 시간은 복잡성에 따라 하루 이상 걸릴 수 있습니다.

3D 프린팅과 CNC 가공:볼륨 비교

광범위한 설정 작업을 여러 부품에 걸쳐 공유할 수 있는 경우 CNC 가공은 3D 프린팅에 비해 더 비용 효율적인 부품을 생산할 수 있습니다. 3D 프린팅은 수량에 관계없이 각 부품이 동일한 재료와 기계 비용을 사용하므로 수량상의 이점이 적습니다.

3D 프린팅과 CNC 가공:재료 비교

재료 선택(및 재료 특성의 성공적인 전달)에서 CNC는 더 나은 옵션을 제공합니다. 기본적으로 재료 선택은 사전 경화된 공구강의 스파크 침식 CNC 가공을 포함한 모든 엔지니어링 재료에 열려 있습니다. CNC 가공 부품은 가공 특성에 크게 영향을 받지 않고 빌렛 재료의 본래 특성을 전달합니다.

3D 프린팅 부품은 특정 프로세스에서 지원되는 부품으로 제한됩니다. 특정 3D 프린트 기술의 구성 방법은 속성 전달에 심각한 제한을 부과합니다. 인쇄물은 구성 방법의 이방성 "결", 다공성, 열악한 레이어 접착, 인쇄 가능하지만 엔지니어링이 아닌 재료의 대체 등으로 인해 약화되는 경우가 많습니다.

3D 프린팅 및 CNC 가공에 관해 자주 묻는 질문

3D 프린팅과 CNC 가공의 상호 대안은 무엇인가요?

네, 물론이죠. 이 두 가지 모두에 잠재적으로 적합할 수 있는 대안은 사출 성형입니다. 이는 3D 파일과 동일한 부품을 생산할 수 있는 단일 작업 프로세스라는 점입니다. 하지만 이를 위한 금형을 만드는 것은 비용과 시간이 많이 소요될 수 있으므로, 엄청난 양의 부품을 만드는 경우에만 그만한 가치가 있습니다. 따라서 궁극적으로 특히 일상적인 3D 프린팅 작업과 비교할 때 사출 성형은 그다지 실용적이지 않습니다.

3D 프린팅과 CNC 가공의 유사점은 무엇인가요?

3D 프린팅과 CNC 가공은 두 공정 모두 기능성 제품을 생산할 수 있다는 점에서 유사합니다. 그러나 공정상 3D 프린팅과 CNC 가공은 공통점이 없습니다.

CNC 가공 외에 3D 프린팅에 대한 다른 비교는 무엇입니까?

SLS(선택적 레이저 소결), DMLS(직접 금속 레이저 소결), SLM(선택적 레이저 용융)과 같은 일부 유형의 3D 프린팅은 레이저를 사용하며, 레이저 절단과 마찬가지로 많은 산업에서 사용되며 다양한 금속과 함께 작동합니다. 그러나 레이저 절단에서는 동일한 레이저를 사용하여 재료를 쌓는 대신 작업물에서 재료를 조각하거나 잘라냅니다. 3D 프린팅과 레이저 절단에 관한 기사에서 자세한 내용을 읽어보실 수 있습니다.

3D 프린팅 외에 CNC 가공에 대한 다른 비교는 무엇입니까?

CNC 가공과 마찬가지로 다이캐스팅은 복잡한 금속 부품을 만드는 또 다른 좋은 방법입니다. 그러나 다이캐스팅은 특히 툴링 비용과 관련하여 실제로 저렴하지 않습니다. 하지만 대규모 생산에 관심이 있다면 비용이 낮아져 더 비슷한 옵션이 됩니다.

캣 드 나오움

Kat de Naoum은 20년 이상의 글쓰기 경험을 보유한 영국 출신의 작가, 작가, 편집자 및 콘텐츠 전문가입니다. Kat은 다양한 제조 및 기술 조직에서 글을 쓴 경험이 있으며 엔지니어링 세계를 좋아합니다. 글쓰기 외에도 Kat은 거의 10년 동안 법률 보조원으로 일했으며 그 중 7년은 선박 금융 분야에 종사했습니다. 그녀는 인쇄본과 온라인을 통해 많은 출판물에 글을 썼습니다. Kat은 킹스턴 대학교에서 영문학과 철학 학사 학위를 취득했으며 문예 창작 석사 학위를 취득했습니다.

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