Obróbka CNC vs druk 3D

W Internecie wiele osób zastanawia się nad wyborem pomiędzy maszyną obróbki CNC a zakupem drukarki 3D. Pomiędzy tymi maszynami jest dużo podobieństw i różnic.

Chcemy wytworzyć przedmiot, projektujemy go w programie graficznym, oglądamy w przestrzeni 3D, a gdy zakończymy pracę wirtualną chcemy go mieć fizycznie na biurku.

Ciężkie, ale i precyzyjne obrabiarki CNC pozwoliły realizować to marzenie przez wiele lat.

Urządzenia CNC są zazwyczaj duże, pobierają mnóstwo prądu, hałasują i potrzebują specjalnych systemów chłodzenia. Na dodatek są bardzo drogie, także taki zakup musi być przemyślany i skalkulowany ekonomicznie.

Maszyna CNC modyfikuje istniejącą bryłę, usuwa narzędziem nadmiar materiału zgodnie z przygotowanym programem. Program sterujący to sekwencja G-code, proste instrukcje typu idź do pozycji G0 zerowej, przejedź liniowo od punktu A do punktu B lub po łuku, opuść głowicę, rozpocznij wiercenie lub frezowanie.

Świat techniki potrzebował tańszego, szybszego rozwiązania. Powstała alternatywa wobec CNC czyli drukarki 3D.

Zadziwiające możliwości kierują nasz wzrok na przedmioty 3D zaprojektowane na komputerze. Wydruk 3D pozwala uzyskać przedmiot z programu graficznego, na naszych oczach powstaje wydruk, warstwa po warstwie. To może trwać nawet kilka godzin, jednak drukarka niczego nie pominie, i każdy fragment zostanie wytworzony zgodnie z projektem.

Wydruk 3D to przełom i niezwykłe możliwości w szybkim prototypowaniu przedmiotów.

Drukarka 3D jest stosunkowo niedroga, jej cena za prostą wersję to jedynie kilkaset złotych.

Do tworzenia przedmiotów używa się filamentu, czyli specjalnego tworzywa w postaci cieńkich nitek nawiniętych na szpule. Tworzywo jest roztapiane i wyrzucane z głowicy w odpowiednim momencie. Z takich milionów mikrokropli tworzywa powstaje zaprojektowany przedmiot.

Przy użyciu wydruku 3D można wytworzyć niezwykłe przedmioty, na przykład takie które się wzajemnie przenikają, są jeden wewnątrz drugiego. To jest możliwe tylko dla tego typu metody wytworzenia, tu klasyczna obrabiarka CNC nie da rady.

Obecnie oczywiście można drukować równocześnie wieloma kolorami.

Specjalistyczne konstrukcje pozwalają nawet na drukowanie 3D pewnymi metalami.  Odbywa się to na podobnej zasadzie, z tym, że wtedy mikro porcje metalu są spajane z bryłą przy pomocy impulsów laserowych.

I tu jest kolejne spostrzeżenie, drukarka 3D nic nie zmieni w naszym przedmiocie, nie zrobi najmniejszego otworu z czym nie będzie miała problemu głowica obrotowa maszyny CNC.

CNC wytwarza obiekty w wielkiej precyzji nawet poniżej 1um. Wymaga to maszyn stabilnych, ciężkich, odpornych na wibrację i ugięcia. Drukarka 3D ze względu na wyrzucany roztopiony materiał którego kontrola jest technicznie ograniczona ma znacznie gorsze dokładności, jednak do wielu zastosowań jest to zupełnie wystarczające.

Obrabiarki CNC wykorzystują całe gniazda narzędzi, które sam automat zmienia w czasie pracy.

Każde narzędzie podlega naturalnemu zużyciu i to jest kontrolowane online przez czujniki pomiarowe lub narzędzie ma własny licznik pracy. Pomiar powoduje przeliczenie trasy narzędzia dzięki temu obróbka jest idealnie precyzyjna. Po wymianie narzędzia trzeba wykonać pozycjonowanie głowicy bo od tego będzie zależeć dokładność.

CNC daje nam możliwość obróbki prawie każdego materiału, twarde metale, tworzywa a nawet drewno, z tym nigdy nie poradzi sobie drukarka 3D.

Na dodatek nie ukrywajmy jeśli obecnie wydruk 3D nie jest perfekcyjny to świat techniki nie stoi w miejscu, są coraz lepsze filamenty i lepsze materiały. Jednak to zawsze będzie wydruk, obiekt złożony z mikro kropli, i  nie osiągnie wytrzymałości z wytworzonej z jednolitej bryły obrobiony przez CNC.

Podsumowanie

Wydruk 3D a obróbka CNC to zupełnie różne technologie. Łączy je możliwość otrzymania gotowego produktu z projektu komputerowego, jednak jego parametry precyzji i wytrzymałości są bardzo różne i nie wszędzie da się użyć jednego lub drugiego rozwiązania.

Można założyć, że wydruk 3D będzie nas zaskakiwać nowymi możliwościami i nowymi filamentami o wręcz niezwykłych parametrach. Technika wydruku ciągle się rozwija, i świat pokłada w niej duże nadzieje.