Pemesinan CNC vs 3D Printing: Perbedaan Utama Dijelaskan
Ketika Anda ingin membuat bagian baru, ada dua metode manufaktur yang dapat Anda pilih: pemesinan CNC dan 3D printing. Meskipun kedua proses ini standar saat ini, masing-masing telah berkembang untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda — jadi penting untuk mengetahui metode mana yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda.
Ringkasan Pemesinan CNC
Numerical control komputer (CNC) adalah jenis umum dari manufaktur subtractive, yang berarti ia mengukir komponen yang dibutuhkan dari blok material besar. MIT memperkenalkan teknologi ini pada tahun 1950-an, dan sejak itu menjadi bagian penting dari industri manufaktur. Karena alasan ini, Anda juga akan mendengar orang menyebutnya manufaktur tradisional.
Pemesinan CNC dapat menghasilkan bagian yang kuat dan memiliki dimensi yang presisi. Cenderung paling baik untuk mesin, mesin pesawat terbang, dan bidang lain yang membutuhkan bagian yang kuat. Umum di industri seperti kerajinan kayu, penulisan, dan ukiran.
Cara Kerja
Pertama, seorang insinyur membuat model 2D atau 3D menggunakan CAD, atau perangkat lunak computer-aided design. Berkas CAD kemudian diterjemahkan menjadi instruksi menggunakan program computer-aided manufacturing (CAM). Setelah instruksi dibuat, program post-processing mengonversinya menjadi perintah spesifik dan mentransfernya ke mesin CNC untuk dieksekusi.
Proses ini biasanya dimulai dengan blok material, yang dipotong oleh serangkaian alat berputar dan bilah tajam. Beberapa mesin yang lebih dasar bergerak sepanjang tiga sumbu, sementara mesin yang lebih canggih memiliki empat atau lima sumbu. Motor stepper atau servo memastikan gerakan akan presisi.
Beberapa jenis umum mesin CNC adalah:
- Mills, yang menggunakan alat pemotong berputar untuk membentuk komponen.
- Lathes, yang memutar material pada spindle.
- Grinders, yang memotong menggunakan roda abrasif.
- Drills, yang menggunakan bor berputar untuk mengukir material stasioner.
- Routers, yang memotong komponen skala besar dari kayu, plastik, dan logam tipis.
- Plasma cutters, yang menggunakan obor plasma untuk memotong bentuk dua dimensi ke dalam logam tipis.
- Laser cutters, yang adalah alat pemotong canggih yang baik untuk memotong logam, plastik dan kayu
Mesin CNC sering melibatkan penggunaan banyak alat, seperti bor dan gergaji, untuk membuat potongan yang diperlukan. Mesin CNC dapat menggabungkan berbagai alat ke dalam satu “sel” untuk memaksimalkan efisiensi. Sebagian besar mesin CNC baru sepenuhnya elektronik.
Ringkasan 3D Printing
3D printing adalah nama populer dari manufaktur additive, yang merujuk pada pembuatan produk dari bawah ke atas, menambahkan satu lapisan pada satu waktu. Ditemukan di MIT pada akhir tahun 1980-an, menemukan penggunaan pertama dalam prototipan, tetapi aplikasinya telah meluas ke berbagai bidang.
3D printing dan manufaktur additive sangat berguna di bidang medis, di mana mereka dapat membuat organ, prosesa, dan implan. Industri makanan juga telah menggunakan teknologi ini, menghasilkan makanan dengan mencicilnya lapis demi lapis. Seniman secara teratur menggunakannya untuk menghasilkan karya seni, dan desainer fesyen menggunakannya untuk menciptakan pakaian dan perhiasan mereka.
3D printing juga memiliki aplikasi ekskotis. Orang dapat menggunakannya untuk membuat 3D selfie dan menciptakan struktur bentuk terumbu karang untuk membantu memperbaiki terumbu karang yang rusak. NASA bahkan telah mengembangkan printer 3D nol gravitasi untuk memproduksi bagian di pesawat antarik mereka.
Cara Kerja
Pertama, seorang insinyur membuat model 3D menggunakan CAD. Opsi lain adalah menggunakan scanner 3D, yang merupakan alat yang menganalisis bentuk dan penampilan objek 3D nyata dan membuat model digital darinya. Pilihan ketiga adalah menggunakan perangkat lunak fotogrammetri yang membantu membangun objek 3D dengan hanya menganalisis fotografi.
Model yang selesai kemudian dianalisis untuk kesalahan, yang biasanya meliputi lubang dan wajah yang berpotongan.
Kemudian, program yang disebut slicer menyiapkan model untuk printer 3D dengan mengubahnya menjadi serangkaian lapisan 2D tipis, menghasilkan berkas G-code. Berkas ini berisi serangkaian instruksi untuk printer untuk dilakukan.
Selanjutnya, printer 3D membaca berkas G-code dan menaruh material, satu lapisan pada satu waktu, untuk menghasilkan objek tiga dimensi. Cara printer menempatkan lapisan ini bervariasi, tetapi berikut adalah beberapa metode umum:
- Fused deposition modeling, yang menggunakan filamen plastik untuk menghasilkan produk.
- Selective laser sintering, yang menggabungkan bubuk logam dengan memanaskannya.
- Selective laser melting, yang menggabungkan bubuk logam dengan melelehkan material sepenuhnya.
- Stereolithography, yang menggunakan cahaya untuk menyebabkan rantai molekula terhubung dan membentuk polimer.
Bergantung pada ukuran dan kompleksitas model dan metode yang digunakan, proses pencetakan dapat berlangsung dari beberapa jam hingga beberapa hari.
Kadang-kadang post-processing diperlukan sebagai langkah akhir. Komponen mungkin perlu dicuci, dipolir, atau dilapisi sebelum siap digunakan.
Kesamaan Utama 3D Printing vs. Pemesinan CNC
Pemesinan CNC dan 3D printing memiliki beberapa hal dasar yang sama:
- Mereka membuat produk 3D berdasarkan model 3D.
- Mereka melakukannya dengan mengikuti instruksi dari komputer.
- Mereka kompatibel dengan jenis berkas STL dan OBJ.
- Mereka di garis depan teknologi.
- Mereka umum saat ini.
Di luar kesamaan dasar ini, namun, pemesinan CNC dan 3D printing memenuhi permintaan yang besarnya berbeda dan menawarkan manfaat yang berbeda.
Perbedaan Utama Antara 3D Printing dan Pemesinan CNC
Ada juga beberapa faktor utama yang membedakan kedua proses ini.
1. Limbah
Salah satu perbedaan utama dalam manufaktur additive vs. subtractive adalah jumlah limbah yang dihasilkan. Karena pemesinan CNC mengeluarkan material, akhirnya menghasilkan banyak limbah yang tidak dapat didaur ulang. Seperti yang Anda bayangkan, pembersihan cenderung acak. 3D printer, di sisi lain, hanya menggunakan jumlah material yang tepat yang diperlukan untuk menghasilkan bagian sehingga tidak perlu pembersihan setelahnya. 3D printer juga menghasilkan lebih sedikit kebisingan, karena mereka tidak bergetar selama produksi.
2. Jenis Berkas
Kecuali dua format berkas yang disebutkan di atas, pemesinan CNC dan 3D printing menggunakan jenis berkas yang tidak kompatibel satu sama lain.
3. Ukuran Bagian
Dengan pemesinan CNC, Anda dapat membuat berbagai ukuran bagian. Di 3D printing, di sisi lain, bagian yang Anda buat tidak boleh lebih besar dari tempat cetak printer. Anda dapat membuat komponen besar dengan printer 3D, tetapi akan melibatkan memecah komponen menjadi bagian yang lebih kecil, mencetak bagian-bagian tersebut secara terpisah, lalu merakitnya. Tidak perlu dikatakan, ini menambahkan banyak waktu ke proses produksi.
4. Ketersediaan Material
Manufaktur CNC dapat bekerja dengan rentang material yang luas, seperti logam alloy, kayu, akrilik, busa pemodelan, dan termoplastik. 3D printer, sebaliknya, bekerja dengan jumlah material yang lebih terbatas, menggunakan terutama plastik, logam, dan polimer. Mereka tidak dapat bekerja dengan logam dengan titik leleh tinggi. Selain mengakomodasi banyak material, mesin CNC juga mudah disesuaikan untuk menggunakan material baru. Printer 3D, di sisi lain, hanya dapat bekerja dengan satu material.
5. Kecepatan
Perbedaan kunci lain antara CNC dan manufaktur additive adalah kecepatan. Ketika berbicara tentang produksi massal produk, pemesinan CNC lebih cepat karena melibatkan garis montir mesin yang menghasilkan setiap bagian. Printer 3D tunggal membuat seluruh produk dari awal hingga akhir, yang membuatnya kurang cocok untuk produksi skala besar.
6. Produksi
Pemesinan CNC lebih presisi, menyediakan akurasi hingga mikrometer terdekat. Itu karena mesin CNC memiliki kemampuan toleransi yang lebih tinggi. 3D printing masih jauh dari mencapai tingkat presisi ini.
7. Repeatabilitas
Mesin CNC dapat secara konsisten menghasilkan produk dengan cara yang sama setiap kali.
8. Kualitas
Karena toleransi yang lebih tinggi, mesin CNC dapat menghasilkan produk dengan penampilan yang lebih rapi. Material tidak bereformasi selama manufaktur. Bagian yang dibuat oleh printer 3D, sebaliknya, cenderung melengkung dan meredam, dan garis lapisan dapat terlihat, terutama di sekitar kurva. Meskipun beberapa printer 3D menjanjikan tingkat akurasi yang tinggi, mereka masih terkadang gagal. Kedua metode manufaktur memiliki keterbatasan geometris. CNC, misalnya, dapat membuat dinding yang sangat tipis, tetapi 3D printing memiliki keterbatasan dalam hal ini, dan ukuran end-effector sering kali menentukan kemampuannya.
Manufaktur Subtractive vs. Additive
Perbedaan signifikan lain antara 3D printing dan pemesinan CNC adalah bahwa satu adalah jenis manufaktur subtractive, dan yang lain adalah jenis manufaktur additive. Bentuk manufaktur satu membentuk bagian dengan menghapus material, sementara yang lain membuat bagian dengan menambahkan material.
Manufaktur Subtractive
Pemesinan CNC adalah bentuk manufaktur subtractive. Seorang tukang mesin memulai dengan blok material, disebut blank. Mereka kemudian menggunakan alat berputar, bor, dan pemotong untuk membentuk blank, menghapus material darinya. Blank dapat terbuat dari plastik, kayu, atau logam.
Manufaktur subtractive menghasilkan banyak limbah dalam bentuk material yang dihapus dari blank. Keuntungannya adalah biasanya memungkinkan presisi yang lebih besar saat memotong dan membentuk bagian.
Manufaktur Additive
3D printing menggunakan pendekatan additive terhadap manufaktur. Alih-alih memotong material dari blank, ia menambahkan material ke objek, satu lapisan pada satu waktu. Lapisan terikat bersama, dan printer terus menambahkannya sampai bagian selesai. Material yang digunakan dalam manufaktur additive seringkali termasuk resin, bubuk logam, dan filamen plastik.
Manufaktur additive menghasilkan lebih sedikit limbah daripada subtractive. Ini juga memberikan lebih banyak kebebasan dan fleksibilitas mengenai bentuk bagian.
Faktor Keputusan Utama Saat Memilih Jenis Manufaktur
Sedangkan Anda mempertimbangkan keuntungan dan kerugian pemesinan CNC vs. 3D printing, Anda harus menimbang faktor lain, juga.
1. Kompleksitas Komponen
3D printing, karena metode manufaktur additivenya, sering kali lebih baik untuk bagian dengan geometri kompleks. Namun, ia hanya dapat membuat komponen dari satu material, jadi membuat bagian dari beberapa material akan memerlukan penggunaan satu printer 3D untuk setiap material.
2. Kustomisasi
Printer 3D juga lebih baik dalam menciptakan produk yang lebih kustom dan unik. Seniman sering menggunakannya untuk menciptakan karya seni, dan industri medis seperti gigi memanfaatkan teknologi ini untuk menciptakan item unik yang cocok untuk pasien tertentu.
3. Waktu Putaran
CNC jauh lebih cepat dari 3D printing, terutama dalam produksi skala besar. Ini karena biasanya memakan waktu lebih sedikit untuk menciptakan sesuatu dengan mengukir dari material yang lebih besar daripada menciptakan sesuatu dari nol. Faktor lain membuat printer 3D lebih lambat: Saat bekerja, mereka sering harus melambat untuk melakukannya dengan benar. Dan setelah printer 3D selesai membuat produk, pekerjaan masih belum selesai — Anda mungkin harus mencuci atau memol komponen. Bentuk komponen dapat mempengaruhi kecepatan kedua metode manufaktur. Luas permukaan komponen menentukan kecepatan di mana mesin frais CNC menyelesaikan produk, sedangkan total volume komponen adalah kunci waktu yang dibutuhkan oleh 3D printing.
4. Akurasi
Untuk CNC, Anda dapat meningkatkan kecepatan produksi dengan menyerahkan akurasi — yang baik untuk dimanfaatkan di tempat waktu singkat dan Anda tidak memerlukan tingkat presisi tinggi, seperti saat menguji prototipe. Printer 3D, di sisi lain, tidak dapat meningkatkan kecepatan produksinya. Satu-satunya cara untuk melakukannya adalah membeli printer yang lebih cepat.
5. Fleksibilitas
Meskipun umumnya lebih lambat dalam memproduksi komponen, printer 3D fleksibel dan dapat dengan cepat beralih antara pekerjaan. Jadi jika Anda membuat jumlah kecil dari beberapa item berbeda, 3D printing mungkin merupakan opsi yang lebih baik.
6. Biaya
Biaya CNC vs. 3D printing seringkali tergantung pada jumlah item yang Anda inginkan. Jika Anda ingin membuat jumlah besar dari sesuatu, CNC adalah opsi yang lebih baik karena biaya per unit menurun. Untuk 3D printing, biaya per unit sama tidak ada banyaknya yang Anda buat, jadi biasanya lebih hemat untuk kuantitas kecil. Bahkan demikian, pemesinan CNC dapat lebih hemat biaya dengan produk yang melibatkan logam. Harga produk CNC meningkat seiring produk menjadi lebih kompleks dan membutuhkan tingkat presisi yang lebih tinggi. Harga produk 3D printing tetap sama, terlepas dari kompleksitas proyek.
7. Volume Produk
CNC cocok dengan produksi massal, jadi dapat menghasilkan output yang jauh lebih tinggi sekaligus. Sebuah mesin CNC dapat menghasilkan ratusan bagian dalam waktu yang dibutuhkan oleh printer 3D untuk membuat satu bagian saja.
8. Material Komponen
CNC dan printer 3D bekerja dengan sebagian besar material yang berbeda, jadi material yang Anda butuhkan kadang-kadang akan menentukan teknologi mana yang harus Anda gunakan. CNC dapat bekerja dengan rentang material yang lebih luas, termasuk logam padat tinggi, kayu, lilin, dan plastik. Karena dapat bekerja dengan logam berat, lebih cocok untuk membangun komponen untuk mesin, pesawat terbang, dan lingkungan yang menuntut lainnya yang memerlukan bagian yang sangat kuat dan tahan panas. Printer 3D bekerja dengan lebih sedikit jenis material, seperti plastik dan resin tertentu, dan material ini biasanya tidak cukup kuat untuk berfungsi sebagai bagian untuk mesin atau peralatan lain. Printer 3D lebih cocok untuk menciptakan produk untuk penggunaan pribadi di rumah.
Manfaat Pemesinan CNC Atas 3D Printing
3D printing adalah teknologi yang lebih muda, dan meskipun kemajuan pasti akan terjadi di masa depan, masih relatif terbatas dalam material dan manfaat yang ditawarkannya. Berikut adalah beberapa keuntungan pemesinan CNC.
1. Biaya
Pemesinan CNC lebih hemat biaya pada sebagian besar kuantitas. Sementara biaya per unit tetap sama dengan printer 3D, ia menjadi lebih murah dengan pemesinan CNC.
2. Kecepatan
Jika Anda membutuhkan produk Anda lebih cepat dan tingkat kualitas tinggi tidak diperlukan, mesin CNC dapat bekerja dengan kecepatan yang lebih cepat.
3. Variasi
CNC dapat membuat produk dengan hampir semua material yang Anda inginkan — dan dalam praktis semua ukuran yang Anda inginkan.
4. Kekuatan
Mesin CNC dapat membuat bagian yang cukup kuat untuk mesin dan pesawat terbang.
5. Kualitas
Mereka dapat membuat produk dengan kualitas dan presisi tinggi yang 3D printing saat ini tidak dapat cocokkan.
6. Konsistensi
Karena tingkat presisi yang tinggi, mereka akan membuat bagian Anda dengan cara yang sama setiap kali.
Minta Penawaran untuk Bagian Anda
Meskipun CNC dan 3D printing memenuhi permintaan yang berbeda, American Micro Industries percaya, dalam sebagian besar kasus, CNC adalah metode yang lebih murah, lebih cepat, dan berkualitas lebih tinggi untuk memproduksi bagian Anda. Periksa berbagai material yang kami sediakan, dan minta penawaran pemesinan CNC untuk bagian Anda hari ini.
