Pemesinan CNC vs 3D Printing: Perbedaan Utama Dijelaskan

Saat Anda ingin membuat bagian baru atau proyek produksi batch kecil, Anda dapat menggunakan dua metode manufaktur: pemesinan CNC dan 3D printing. Kedua opsi ini penting untuk proses manufaktur modern. Setiap opsi memiliki daftar keuntungan atas metode manufaktur tradisional. Keduanya adalah proses manufaktur komputerisasi, sementara pemesinan CNC dan 3D printing berada dalam proses. Kapasitas produksi dan hasil produk akhir cukup berbeda.

Meskipun kedua proses ini terkadang menghasilkan hasil yang sama dalam aplikasi spesifik, cara mereka memperoleh hasil ini cukup berbeda. Setiap proses telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda—jadi penting untuk mengetahui metode mana yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda. Di bawah ini, kami memperkenalkan keuntungan setiap produk untuk membantu Anda menavigasi pesanan produksi Anda berikutnya.

Pemesinan CNC:

Pemesinan CNC adalah teknologi manufaktur subtractive yang umum. Proses biasanya dimulai dengan sebuah blok material padat, kemudian berbagai alat pemutar tajam atau cutter digunakan untuk menghilangkan materi untuk mencapai bentuk akhir yang diinginkan. Ia dapat digunakan untuk produksi batch kecil satu kali dan produksi batch menengah.

(What is CNC Machining?)

Cara Kerja

Pertama, insinyur menggunakan CAD atau software computer-aided untuk membuat model 2D atau 3D. Kemudian, program computer-aided manufacturing (CAM) digunakan untuk mengonversi file CAD menjadi instruksi. Setelah instruksi dibuat, program post-processing mengonversinya menjadi perintah tertentu, dan kemudian mentransmisikannya ke alat mesin CNC untuk dieksekusi, memotong komponen yang diperlukan dari bahan baku. Ia memiliki repeatability yang luar biasa, presisi tinggi, dan berbagai macam material serta finishing permukaan.

3D Printing

Proses manufaktur aditif (AM) atau pencetakan 3D membangun bagian dengan menambahkan materi satu lapis demi lapis. Proses AM tidak memerlukan alat atau fixture khusus, sehingga biaya setup awal dapat dikurangi minimum.

Pencetakan 3D memiliki kegunaan yang besar di bidang medis, yang dapat membuat organ, prosthesis dan implan. Industri makanan juga menggunakan teknologi ini untuk memproduksi makanan dengan mengekstrus makanan lapis demi lapis. Seniwan sering menggunakannya untuk membuat seni, sementara desainer fesyen menggunakannya untuk membuat pakaian dan perhiasan.

Cara Kerja

Pertama, insinyur menggunakan CAD untuk membuat model 3D. Kesalahan dalam model akhir analisis biasanya termasuk lubang dan face yang berpotongan.

Kemudian, program yang disebut slicer mengubah pencetak 3D menjadi serangkaian lapis 2D tipis untuk menyiapkan model untuk pencetak 3D, sehingga menghasilkan file G-code. File ini berisi serangkaian instruksi yang akan dieksekusi oleh printer.

Selanjutnya, pencetak 3D membaca file G code dan meletakkan satu lapis materi setiap saat untuk membuat objek tiga dimensi. Tergantung ukuran dan kompleksitas model serta metode yang digunakan, proses pencetakan dapat berlangsung dari jam hingga hari. Kadang-kadang, komponen mungkin perlu dibersihkan, dipolir atau di-seal sebelum dapat digunakan.

Perbedaan Antara Pemesinan CNC dan 3D Printing

Pemesinan CNC dan pencetakan 3D memiliki beberapa hal dasar yang sama: misalnya, semuanya didasarkan pada model 3D dan membuat produk 3D sesuai instruksi pada komputer. Mereka kompatibel dengan jenis file STL dan OBJ. Selain kesamaan dasar ini, pemesinan CNC dan pencetakan 3D juga dapat memenuhi persyaratan yang berbeda dan memberikan manfaat yang berbeda. Namun, mereka masih memiliki banyak perbedaan.

Material

CNC terutama digunakan untuk memproses logam. Ia juga dapat digunakan untuk memproses thermoplastics, acrylic, softwood dan hardwood, modeling foam dan memproses wax. Bagian presisi CNC terutama digunakan di mesin, pesawat, mesin produksi dan lingkungan kekuatan tinggi lainnya.

Pencetakan 3D terutama digunakan untuk plastik, sementara penggunaan logam relatif kecil. Beberapa teknik dapat menghasilkan bagian dari keramik, wax, pasir dan material komposit. Material yang sulit diproses (seperti TPU dan metal super alloys) dapat dicetak 3D. Dibandingkan bagian CNC, mereka mungkin memiliki properti mekanis yang lebih kecil.

Sebagian besar pencetak 3D menggunakan proses manufaktur aditif untuk memproduksi produk dari plastik khusus, resin, logam dan material lainnya. Karena material unik yang digunakan dalam proses pencetakan, bagian 3D biasanya tidak memiliki kekuatan yang diperlukan untuk digunakan di lingkungan keras seperti pesawat, kendaraan, dan mesin produksi.

Kecepatan

Perbedaan besar lainnya antara CNC dan manufaktur aditif adalah kecepatan. Saat memproduksi massal produk, pemrosesan CNC lebih cepat karena melibatkan assembly line mesin yang memproduksi setiap bagian. Sebuah pencetak 3D membuat seluruh produk dari awal hingga akhir, jadi tidak cocok untuk produksi massal. Proses aditif pencetakan 3D dari awal memakan waktu lebih lama daripada proses subtractive menghapus materi dari blok materi yang ada.

Presisi

Pemesinan CNC memiliki toleransi yang ketat dan repeatability yang luar biasa. Dari besar hingga kecil dapat diproses CNC secara presisi. Berbagai sistem pencetakan 3D menyediakan akurasi dimensi yang berbeda. Mesin industri dapat menghasilkan bagian dengan toleransi yang sangat baik. Jika diperlukan celah yang ketat, dimensi kunci pencetakan 3D dapat dibuat lebih besar dan kemudian diproses dalam post-processing. Material yang diproses pada mesin giling CNC (seperti aluminium) lebih akurat daripada FDM yang digunakan di banyak pencetak 3D, dan FDM cenderung berubah bentuk saat terkena panas berlebihan.

Kompleksitas Bagian

Saat merancang bagian yang diproses CNC, banyak pembatasan harus dipertimbangkan. Alat mesin CNC tidak dapat menggunakan geometri tertentu (bahkan dengan sistem CNC 5-axis) karena alat tidak dapat mengakses semua permukaan bagian. Sebagian besar bentuk geometri memutar bagian untuk mengakses sisi yang berbeda. Pengaturan ulang akan meningkatkan waktu pemrosesan dan tenaga kerja, dan mungkin memerlukan fixture dan fixture kustom, yang akan mempengaruhi harga akhir.

Dibandingkan CNC, pencetakan 3D hampir tidak memiliki pembatasan geometri. Sebagian besar teknologi (seperti FDM atau SLM/DMLS) memerlukan struktur pendukung, dan mereka dilepas selama post-processing.

Karena tidak memerlukan pendukung, bentuk geometri organik bebas dapat dengan mudah diproduksi melalui proses polymer-based powder bed fusion. Kemampuan untuk menghasilkan bentuk geometri yang sangat kompleks adalah salah satu keuntungan utama pencetakan 3D. Ini juga membuka pintu untuk penggabungan bagian, di mana beberapa komponen dapat digabungkan ke dalam desain bagian untuk mengurangi jumlah mold.

Sisa

Salah satu perbedaan utama antara manufaktur aditif dan subtractive adalah jumlah limbah yang dihasilkan. Karena pemrosesan CNC akan mengambil material, akhirnya akan menghasilkan sejumlah besar limbah yang tidak dapat didaur ulang. Pembersihan sedikit berantakan. Namun, ada lebih sedikit limbah dalam pencetakan 3D karena teknologi hanya memerlukan material yang diperlukan untuk membangun workpiece. Pencetak 3D hanya menggunakan jumlah material yang tepat yang diperlukan untuk membuat bagian, jadi tidak perlu membersihkan afterwards. Pencetak 3D juga menghasilkan lebih sedikit kebisingan karena tidak bergetar selama produksi.

Bidang Aplikasi

Saat manufaktur memerlukan workpiece yang sangat kuat, presisi dan/atau tahan panas, CNC milling adalah solusi yang lebih baik. Pencetakan 3D memiliki bidang aplikasi yang lebih unik: dapat digunakan untuk bioprinting, pencetakan makanan, tujuan konstruksi, dan dapat digunakan di luar angkasa.

Biaya

Saat menggunakan mesin CNC untuk memproduksi bagian, jumlah kecil biasanya membawa biaya unit yang lebih tinggi, tetapi produksi massal semakin hemat. Ini menjadikan CNC pilihan ideal untuk produksi massal.

Saat menggunakan pencetakan 3D, biaya output per unit sama terlepas dari ukuran batch. Saat memproduksi sejumlah kecil item, biaya setara per unit yang dihasilkan adalah keuntungan, tetapi saat diproduksi massal, konsistensi produk mungkin menjadi masalah.

Menggunakan mesin CNC, biaya unit produk akan meningkat sesuai kompleksitas dan akurasi output. Biaya yang lebih tinggi untuk output CNC yang kompleks biasanya disebabkan oleh jumlah tool path yang lebih besar, jumlah alat yang lebih sedikit, dan jumlah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas-tugas ini. Terlepas dari kompleksitas unit yang dihasilkan, biaya pekerjaan pencetakan 3D sama.

Kesimpulan

Sebatas tertentu, teknologi CNC dan pencetakan 3D tumpang tindih dalam fungsi, tetapi keuntungan masing-masing menjadikannya cocok untuk aplikasi khusus. Ini seperti pensil dan bolpoin. Untuk beberapa pekerjaan, Anda membutuhkan pensil, tetapi untuk pekerjaan lain, bolpoin adalah alat yang lebih baik. Pemesinan CNC biasanya paling cocok untuk proyek yang memerlukan produk presisi, presisi tinggi yang terbuat dari material yang mudah didapatkan. Karakteristik pencetak 3D membuatnya sangat cocok untuk membuat prototipe, basis visual dan produk desain kustom.

Secara keseluruhan, masih ada banyak ruang untuk pencetak 3D dan mesin CNC di dunia.