Na fase de desenvolvimento de produto existem diversas opções de processos para a criação
de modelos, protótipos, padrões ou moldes. Selecionar a melhor abordagem requer análise dos
requisitos do projeto, entendimento das considerações do processo e avaliação do tempo, custo
e qualidade resultantes. Sem estas informações, é difícil identificar a abordagem ideal.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
C O M P A R A N D O D U A S O P Ç Õ E S P A R A P R O T O T I P A G E M R Á P I D A
Quando os projetos ainda estão fluindo e as especificações do produto estão em andamento, duas opções comuns são impressão 3D e a
fresagem CNC (controle numérico
computadorizado). Ambas podem suprir as
necessidades para modelos conceito iniciais por meio de protótipos funcionais, sem os atrasos impostos pela fabricação de moldes, ferramentas ou matrizes. Ambos os processos podem produzir peças em diversos materiais, e as duas tecnologias podem produzir as pequenas quantidades de peças necessárias para um desenvolvimento de produto a um preço razoável.
As semelhanças, no entanto, param por aí. Em muitos aspectos, a impressão 3D é o oposto da fresagem CNC, sendo o mais notável deles o fato de que os fatores que influenciam o tempo e o custo são bastante diferentes. Além disso, o tamanho, a forma e a configuração de peças adequadas ou ideais para a impressão 3D são o inverso das ideais para a usinagem CNC. Para escolher entre eles é necessário entender plenamente os dois processos.
Considerando que os métodos de usinagem CNC
são geralmente compreendidos, neste relatório
iremos falar sobre a impressão 3D, para permitir uma seleção de processo baseada na compreensão de suas capacidades e considerações associadas.
TERMINOLOGIA
Prototipagem Rápida
Prototipagem rápida era o termo utilizado nos anos 1990 para tecnologias que construíam aditivamente peças diretamente de dados CAD 3D. Hoje em dia o termo define uma aplicação: fabricar protótipos rapidamente para fornecer suporte às avaliações do desenvolvimento de produto e tomadas de decisão.
Manufatura Aditiva
Tecnicamente falando, a impressão 3D é um subconjunto da manufatura aditiva, que inclui tanto
tecnologias derivadas de patentes do MIT
(chamado método de impressão 3D) quanto
aquelas que representam modeladores para
desktop de baixo custo.
Porém, a impressão 3D e a manufatura aditiva se tornaram sinônimos, com cada termo abrangendo todas as aplicações, tecnologias e todos os preços.
O QUE SERÁ DISCUTIDO
O foco desta discussão é a prototipagem rápida para suporte ao ciclo de desenvolvimento de produto. Apesar de ser possível utilizar tanto a impressão 3D quanto a usinagem CNC para fins de produção, as metas e demandas são diferentes daquelas quando
os projetos do produto estão sendo criados.
Normalmente as questões abordarão a fabricação rápida de peças em pequeno volume.
A discussão sobre a impressão 3D tratará
amplamente todas as tecnologias. No entanto, quando forem necessários exemplos específicos, a Stratasys FDM® (modelagem fusão e deposição) será a fonte das informações detalhadas.
Existem muitos processos CNC, como os de
roteamento, moldagem e perfuração. Este artigo será focado unicamente na fresagem CNC, que daqui em
diante será chamada apenas de“CNC”. Por definição,
isso exclui usinagem manual. Além disso,
discutiremos somente a CNC 3 eixos, visto que as CNC 4 e 5 eixos são normalmente utilizadas para aplicações de produção repetitivas.
A impressão 3D é uma coleção de processos aditivos que constroem protótipos camada por camada. Isso elimina a necessidade de ferramental e permite a fabricação de geometrias incrivelmente complexas sem impacto no tempo ou custo. Essa é basicamente a vantagem primária da impressão 3D, sendo traduzida em entrega rápida para lotes pequenos de peças e flexibilidade para rapidamente acomodar alterações no projeto.
A natureza aditiva da impressão 3D também oferece suporte ao processo paralelo de produção: diversas peças são fabricadas em um único trabalho e em menos tempo do que seria necessário para fabricar cada uma delas individualmente. Essa capacidade permite a produção de várias peças de um único projeto, múltiplas revisões de uma única peça ou diversas peças de projetos diferentes. O único fator limitante é a área XY do envelope de impressão da impressora 3D.
Outra vantagem é nunca precisar fazer várias configurações para fabricar uma peça. Após o início de um trabalho, ela executa até a conclusão das peças. Isso apoia a produção contínua sem a necessidade de supervisão ou intervenção de um operador.
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FLUXOS DE TRABALHO
Os fluxos de trabalho de impressão 3D e CNC, no nível mais alto, são os mesmos. Após o design de uma peça (em CAD), existe uma etapa de programação, na qual são definidas as instruções para as operações da máquina. Em seguida, a máquina é preparada para o trabalho, e a peça é, então, fabricada. Após a conclusão são realizados os processos secundários.
A execução desses fluxos de trabalho, no entanto, é bastante diferente em termos de tempo, trabalho e esforço, o que afeta diretamente tempo e custo de produção.
Design (CAD)
Tanto a impressão 3D quanto a CNC utilizam uma definição de design tridimensional que é concluída em CAD. Os requisitos de dados para o CAD são comuns entre os processos, então o tempo e custo de trabalho são comparáveis.
Observe que isso pressupõe que os desenhos
detalhados de engenharia não são
necessários para um programador CAM para este concluir um projeto. A outra consideração é que os dados CAD são usináveis como estão. Caso seja necessário a engenharia documentar a peça ou torná-la usinável, será preciso tempo adicional para o CNC.
Complexidade
– O que é isso?
“Não existe complexidade com a impressão 3D” é uma declaração comum. Mas o que isso realmente significa? De maneira simples, a complexidade está relacionada aos elementos do projeto que aumentam tempo e custo com a fresagem CNC. Por exemplo:
• Muitas características;
− Diversas cavidades, furos, frisos e saliências
• Características complexas;
− Relevos e canais fundos e estreitos
• Múltiplos eixos
− Furos e saliências com linhas centrais fora dos eixos (XYZ) primários
• Montagens multipeças;
− Componentes de montagem
consolidados em um único trabalho
• Peças ocas;
− Peças leves com estrutura interna de colmeia
Essa lista não contém todos os exemplos de complexidade, apenas alguns.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
Programa
Para a impressão 3D, a preparação de arquivos é, normalmente, um processo de 5 a 30 minutos altamente automatizado. Ao importar um arquivo STL (que é a saída do CAD), um técnico seleciona uma orientação, especifica um material e seleciona dentre opções de construção pré-definidas. Além de selecionar a orientação ideal, há pouco a ser feito para preparar os arquivos. Observe que para trabalhos difíceis, pode existir maior necessidade de interação do operador, mas isso é incomum para aplicações de prototipagem e não aumenta o tempo de processamento de maneira significativa.
Este processo requer um treinamento simples e não requer habilidades especiais. Algumas empresas optam por ter engenheiros e designers para realizar esta função. Mas para CNC esse não é o caso, sendo necessária experiência em usinagem e habilidades de programação.
Para CNC, os dados CAD são importados em um programa CAM no qual todos os aspectos do processo de usinagem são definidos, a maior parte manualmente. Dentre as decisões a serem feitas estão: como fixar a peça; quantas etapas de
usinagem são necessárias; quais cortadores,
velocidade e taxas de alimentação a serem
utilizados. Frequentemente essas decisões são feitas recurso por recurso, e o tempo para esse processo varia normalmente de meia até oito horas.
Configuração
Preparar uma impressora 3D é um processo rápido. Apesar de cada tecnologia possuir seus próprios procedimentos, muitas precisam somente de reposição de material e pré-aquecimento. Em apenas 5 a 15 minutos, a impressora está pronta para produzir peças. Não há necessidade de nenhuma outra configuração antes ou durante o processo de impressão.
Para a CNC, o operador da máquina carrega os cortadores necessários para o trabalho e fixa a peça. Quando a máquina CNC possui trocador de
ferramentas, os cortadores só precisam ser
carregados uma vez. Sem o trocador de
ferramentas, o operador da máquina carrega os cortadores apropriados para cada operação de
usinagem. Assim como a impressão 3D, a
operação de configuração é relativamente rápida,
mas, caso seja repetida com configurações
variadas, pode deixar o processo mais lento.
Manufatura
Conforme foi descrito anteriormente, o processo de impressão 3D é totalmente automatizado, sem necessidade da interação do operador até que o trabalho seja concluído. Com a CNC de 3 eixos, raramente este é o caso, visto que a peça precisa ser reposicionada para serem cortadas as faces que não estão para cima (na orientação original) e, portanto, não estão acessíveis para os cortadores. Para cada reposicionamento, um operador precisa reorientar e fixar novamente a peça de trabalho.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
Os fatores que influenciam o tempo necessário para fabricar uma peça são distintamente diferentes para impressão 3D e CNC. Os tempos de produção em impressão 3D são definidos, primariamente, pelo volume de material da peça e sua altura. A quantidade e os tipos de características têm um impacto pequeno no tempo. Com a CNC é o oposto. O tamanho e o volume possuem um impacto leve, mas a quantidade de características e seu design definem o tempo.
Visto que os fatores de tempo são tão diferentes, não é prudente dizer que um processo é mais rápido do que o outro ou definir regras gerais.
Acabamento/Montagem
Após a conclusão do processo de fabricação, as peças de impressão 3D precisam de
pós-processamento. A maior parte delas – mas não
todas – precisa ser removida de uma estrutura
de suporte que anexa a peça à chapa de
construção da impressora e mantém os
recursos que não possuem fixação no local
correto. Diferentemente do processo de
fabricação, o tempo de remoção do suporte depende de sua geometria. Essa etapa pode ser uma operação manual que demora entre cinco minutos e uma hora para ser concluída, ou uma operação automatizada em lote que demora entre uma e quatro horas.
Peças CNC, por outro lado, não possuem operações secundárias obrigatórias.
E X E M P L O S D E T E M P O E
C U S T O
Os exemplos a seguir utilizam uma base de cálculo de taxa de trabalho de US$ 37 por hora. Para o custo por hora do tempo de máquina, os exemplos utilizam US$ 1 tanto para a impressão 3D quanto para a CNC*. Quanto ao custo de material, é calculado com base no tamanho do volume, com a impressão 3D
sendo $1,00/in3 enquanto a CNC necessita de
0,50/in3**.
*Custo Efetivo de Máquina por Hora
Para máquinas semelhantes em tamanho e posição, a impressão 3D é considerada como tendo o dobro do preço de compra da CNC. No entanto, quando as taxas de utilização são levadas em conta, o custo por hora é semelhante.
Considerando que os preços das máquinas são amortizados ao longo de 10 anos, um custo anual de US$5.000 é atribuído à impressão 3D e de U$2.500 para CNC.
Visto que a impressão 3D é totalmente automatizada, existem 5.000 horas de produção disponíveis ao contabilizar as paradas e o tempo ocioso. Isso equivale a US$1,00 por hora de operação em utilização total.
Visto que a CNC necessita de intervenção do operador, pode-se considerar que ela possui 2.500 horas de produção caso seja executada 12 horas por dia, contabilizando algumas paradas. Isso rende um custo de US$1,00 por hora de operação.
Para ambos os processos, todas as demais despesas operacionais, incluindo consumíveis, são excluídas.
**Custo de Material Efetivo
Materiais para impressão 3D são mais caros que os materiais para a CNC. O custo dos materiais para impressão 3D são normalmente cerca de US$5.00/in³, enquanto materiais para CNC podem custar menos que US$0.50/in³.
Para CNC, o custo efetivo de material é calculado, no mínimo, multiplicando o volume cúbico das extensões da peça por US$0,50. O custo efetivo de material é mais alto quando o bloco de matéria-prima é maior que a peça desejada. Para a impressão 3D, o custo real do material é determinado pelo volume da peça. Considerando que o volume da peça é tipicamente 20% do volume de extensão, o custo de material efetivo é de US$1,00.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
BANDEJA
Apesar da excelência da impressão 3D para
fabricação de peças complexas, ela pode se mostrar competitiva até mesmo para peças mais simples, como a bandeja mostrada na Figura 1.
Conforme mostrado na Tabela 1, a impressão 3D é 55% mais barata do que a CNC. No entanto, ela
leva 77% mais tempo para ser produzida,
considerando que os dois processos possam
começar imediatamente e que não existam atrasos impostos por disponibilidade de trabalho, materiais e máquina.
Demonstraremos a seguir que a CNC ganha em tempo por conta da simplicidade do design da bandeja.
ADAPTADOR PARA ROBÔ
INDUSTRIAL
Apesar de não ser tão simples quanto a bandeja, o adaptador para um robô industrial não é um desafio para a CNC. O resultado é que a CNC é mais rápida do que a impressão 3D, porém mais cara, conforme mostrado na Tabela 2.
O adaptador mostra novamente que a impressão 3D pode ser a opção de menor custo, com 30% de economia. Isso destaca o impacto financeiro do trabalho que a CNC exige. Com um tempo total 52% maior que a CNC, isso também demonstra a influência do design de uma peça na possível vantagem em velocidade com a impressão 3D. Mesmo com a CNC de 3 eixos
necessitando de um operador para realizar seis
configurações,
TRABALHO MANUFATURA MATERIAL TOTAL
Tempo para impressão 3D 0,3 h 2,0 h 2,3 h
Custo da impressão 3D US$11,10 US$2,00 US$17,50 US$20,60
Tempo de usinagem CNC 1,0 h 0,3 h 1,3 h
Custo de usinagem CNC US$37,00 US$0,30 US$8,75 US$46,05
Tabela 1: Tempo e custo por bandeja.
Figura 1: CNC (alumínio) na esquerda, impressão 3D (plástico) na direita.
Figura 2: CNC (alumínio) na esquerda, impressão 3D (plástico) na direita.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
a fresagem é um processo direto, formado somente por fresagem de face, fresagem de furo e perfuração.
DETERMINANTES DE TEMPO
Desconsiderando a configuração e o acabamento para impressão 3D e para CNC, a pergunta sobre qual processo tem o rendimento mais alto só pode ser respondida após o design da peça ser selecionado.Os fatores de tempo para a impressão 3D são simples e diretos. O volume e a altura de uma peça determinam em grande parte o tempo de fabricação. A única consideração relacionada ao design que soma tempo ao processo é resultante das estruturas de suporte. Quando os recursos precisam de suporte, uma pequena quantidade de tempo para construção é adicionada, normalmente na faixa de 5% a 15%. Diferentemente da CNC, adicionar recursos que removem material, como cavidades e furos, diminui o tempo necessário para fabricar uma peça.
O tempo da CNC é determinado pelo volume de
A taxa é determinada por muitos fatores, como, por exemplo:
• Tolerâncias especificadas: Tolerâncias menores necessitam de mais tempo de usinagem.
• Tamanho e profundidade dos furos e cavidades: Quanto mais profundos e estreitos, menores os cortadores e mais lentas as velocidades de corte, adicionando tempo ao processo.
• Espessura das paredes: Profundidades de corte mais profundas e velocidades mais baixas são necessárias para evitar curvatura nas paredes.
• Material: O material determina profundidade, velocidades e alimentações do cortador. Por exemplo, é mais difícil a usinagem de plástico do que de metal leve, e as taxas de alimentação e velocidade diminuem para evitar que o metal derreta e grude.
O fluxo de trabalho também deve ser considerado ao avaliar o tempo total para entrega de um protótipo. Nesse aspecto a impressão 3D tem a vantagem de
possuir menos etapas para coordenar, menos
demandas de trabalho e menos necessidades de
TRABALHO MANUFATURA MATERIAL TOTAL
Tempo de impressão 3D 0,3 h 3,5 h 3,8 h
Custo de impressão 3D US$11,10 US$7,00 US$32,50 US$50,60
Tempo de usinagem CNC 1,5 h 1,0 h 2,5 h
Custo de usinagem CNC US$55,50 US$1,00 US$16,25 US$72,80
Tabela 2: Tempo e custo do adaptador.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
Os únicos fatores de controle são a necessidade dos recursos de trabalho para processar arquivos e a capacidade da máquina disponível. Além desses fatores de controle, a CNC necessita de um operador para todas as configurações, um estoque de matéria-prima, as fixações e os cortadores adequados. Esses não são grandes problemas, mas a ausência de qualquer um dos recursos atrasará um projeto.
OPERAÇÕES
A oficina de máquinas interna foi substituída por terceirização em muitas empresas. Existem muitos motivos para esta mudança, entre os principais deles estão a despesa com a equipe e o desafio de encontrar programadores CAM e maquinistas CNC.
A impressão 3D é um pouco diferente. Enquanto algumas empresas não possuem um laboratório completo de impressão 3D por conta das despesas gerais, muitas instalam impressoras 3D para suas equipes de design e engenharia. A impressão 3D se torna efetivamente uma função de autosserviço. Ao fazer isso, não existe adição de custos de trabalho, mas existe um custo de oportunidade quando um engenheiro gasta alguns minutos iniciando um trabalho de impressão 3D. Aqueles que justificam um laboratório de impressão 3D fundamentam a justificativa parcialmente na eficiência do trabalho; um único indivíduo consegue realizar todas as funções em um laboratório com cinco ou mais impressoras 3D e ainda sobra tempo para outras atividades.
Realizar o processo internamente o deixa muito mais rápido e rentável, caso sua utilização seja razoável. Por exemplo, uma oficina de protótipos observou que um protótipo padrão leva de dois a três dias para ser entregue e custa de US$200 a US$300 com a impressão 3D. A mesma peça, quando produzida com usinagem CNC, custaria de US$400 a US$500 e levaria um tempo de produção de sete dias. Caso o
protótipo com impressão 3D fosse fabricado
internamente, a diferença seria muito mais dramática, com custo por volta de US$100 e potencial para entrega no mesmo dia.
A impressão 3D interna também alimenta uma cultura de design e engenharia de iterações de design rápidas e frequentes. Quando ideias inovadoras se tornam uma realidade de maneira rápida e rentável, mais conceitos podem ser considerados, resultando em produtos melhores. A equipe de desenvolvimento de produto pode ser mais assertiva com seus designs sabendo que o protótipo de amanhã poderá validar a ideia ou demonstrar que ela não funciona.
CONSIDERAÇÕES SOBRE TEMPO
E CUSTO
– CONTINUAÇÃO
Anteriormente foi demonstrado que a bandeja e o adaptador para robô podem ser fabricados com menos custos com a impressão 3D, mas com maior tempo de produção (ignorando atrasos no fluxo de trabalho).
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
No entanto, nenhum exemplo aproveita ao máximo a impressão 3D.
Tomando como base os conceitos que influenciam tempo e custo, a discussão a seguir ilustra o impacto da utilização dos pontos fortes da impressão 3D.
Fluxo de Trabalho
Considere um pedido liberado meia hora antes do final de um dia útil. Com a impressão 3D, o trabalho poderia ser processado e iniciado antes do final do turno, e as peças estariam disponíveis no dia seguinte. Levando em consideração as demandas de trabalho da CNC, a usinagem poderia começar somente no próximo dia.
• Resultado: peças de impressão 3D ficariam disponíveis de 1,3 a 2,5 horas antes.
Considere que a fila já está preenchida com pedidos e os cronogramas não podem ser alterados. Para a CNC, os projetos precisariam aguardar até que exista capacidade na máquina. Com a impressão 3D, as peças poderiam ser combinadas com outros projetos, desde que existisse espaço na máquina.
• Resultado: peças de impressão 3D ficariam disponíveis dia(s) antes.
Considere que os requisitos são para três bandejas, que podem ser executadas juntamente na impressora 3D. Tanto para a impressão 3D quanto para a CNC o tempo de configuração permaneceria constante. Mas para a impressão 3D o tempo de fabricação seria de quatro horas para três peças (e não 3 x 2,3 horas). Para a CNC, considere que existem três operações de usinagem que começam sem nenhum atraso.
• Resultado (tempo): as peças impressas em 3D ficariam disponíveis em 4,3 horas, e as peças CNC ficariam disponíveis em 3,3 horas.
• Resultado (custo): US$75,00 para a impressão 3D e US$140,00 para aCNC.
Tomando como base as três bandejas, considere agora que cada uma é uma versão diferente, refletindo conceitos de design alternativos. Para a impressão 3D, o tempo total seria de 4,5 horas, já que os três arquivos diferentes adicionam pouco tempo ao processo. Para a CNC, o tempo total seria de 4,9 horas.
TEMPO CUSTO
Bandeja
Impressão 3D 2,3 h US$20,60 Fresagem CNC 1,3 h US$46,05 Adaptador para Robô
Impressão 3D 3,8 h US$50,60 Fresagem CNC 2,5 h US$72,80
Tabela 3: Resumo de tempo e custo das Tabelas 1 e 2.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
• Resultado (tempo): A impressão 3D seria 0,4 horas mais rápida (e a equipe de design se torna mais eficiente).
• Resultado (custo): Custo de US$128,00 para a impressão 3D e de US$218,40 para a CNC.
Caso três adaptadores para robô com três designs diferentes fossem solicitados, o resultado seria uma vantagem para a impressão 3D de US$100,00, levando apenas meia hora a mais na produção, considerando que cada usinagem comece sem atraso.
Design
Considere que a bandeja possui recortes em todas suas quarto paredes e diversas cavidades na face inferior. Para a impressão 3D o tempo de fabricação seria um pouco menor. Para a CNC, o tempo de configuração seria maior e o tempo de usinagem seria um pouco maior.
• Resultado (tempo): O tempo de impressão 3D e CNC ficariam iguais.
• Resultado (custo): US$20,00 para impressão 3D e US$80,00 para CNC.
Adicionar cavidades e recortes não aumentaria a dificuldade de fabricar a bandeja por CNC. Basta imaginar a diferença de tempo e custo caso o design do protótipo possuísse estrias finas, canais profundos e estreitos e relevos. Considere também a vantagem significativa de tempo e
custo da impressão 3D se todos os cenários acima fossem necessários de uma vez: três revisões diferentes desse design desafiador, com o pedido realizado às 17:00, o cronograma cheio, e cada ação fosse precedida por uma interrupção no fluxo de trabalho (Tabela 4). A impressão 3D possui
flexibilidade e eficiência para realizar entregas
quando as condições não são ideais.
QUANDO ESCOLHER A
IMPRESSÃO 3D
Abaixo temos um resumo das características de um bom projeto para impressão 3D.
Considerações de design
• Relação tamanho da peça e quantidade necessária: − Peças menores são econômicas em
quantidades maiores
• Relação tamanho da peça e complexidade do design:
− Peças pequenas ou médias com complexidade moderada a alta são ideais
TEMPO CUSTO
Bandeja
Impressão 3D 1 dia US$120 Fresagem CNC 7 dias US$300 Adaptador para Robô
Impressão 3D 1 dia US$150 Fresagem CNC 7 dias US$400
Tabela 4: Estimativas de tempo e custo ajustadas para condições típicas de desenvolvimento de produto.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
• Relação área de superfície da peça e volume da caixa delimitadora:
− Mais área de superfície por polegada cúbica indica contagem alta de recursos
Motivadores
• Entrega rápida e eficiente
• Garantia de múltiplas iterações de design
• Design sujeito a mudanças
CARACTERÍSTICAS DE
QUALIDADE
Até agora a discussão foi sobre tempo, dinheiro e esforço. No entanto, rapidez, custo e simplicidade não significam nada se a qualidade do protótipo não cumprir os requisitos do projeto. Normalmente a CNC tem a vantagem em termos de materiais, tolerância e acabamento.
Materiais
Apesar de os processos de impressão 3D
incluírem uma ampla variedade de classes de material, cada tecnologia aborda uma única
classe e oferece um número pequeno de
materiais dentro da classe. Por exemplo: a tecnologia FDM funciona exclusivamente com termoplásticos e oferece cerca de doze materiais diferentes.
A CNC, por outro lado, pode usinar uma ampla variedade de materiais, abrangendo plásticos,
Os fatores limitantes são apenas a capacidade de o material ser maquinável (não é possível usinagem em silicone macio, por exemplo) e a matéria-prima estar disponível na forma necessária.
Propriedades do material
Após a usinagem CNC, o protótipo resultante possuirá propriedades mecânicas quase idênticas à matéria-prima. Com a impressão 3D, as propriedades são similares às da matéria-prima. Considere também que
peças de impressão 3D muitas vezes são
anisotrópicas por conta das camadas envolvidas no processo.
Tolerância
Um trabalho CNC normal pode produzir protótipos com tolerâncias de +/-0.005”. Para trabalho de alta precisão, tolerâncias de 0.0002” são possíveis. No geral, a impressão 3D produz peças com uma tolerância que começa em 0.005” e possui uma
tolerância adicional de 0.001” a 0.0015” por
polegada.
Acabamento da superfície
Caso programado com acabamento, o movimento do cortador de 3 eixos com a CNC fornece superfícies lisas. A impressão 3D é um processo 2.5D, então haverá alguma evidência de aspereza na superfície das paredes laterais e, possivelmente, os caminhos da ferramenta ficarão visíveis nas superfícies de cima e de baixo.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
AVA L I A Ç Ã O D E R E Q U I S I T O S
E O B J E T I V O S
A armadilha na qual muitas pessoas caem é presumir que a máquina que eles sempre tiveram é a de que sempre precisarão. Sem parar para considerar o que é crítico para o sucesso e o que é desnecessário, elas se limitam em especificar as características de desempenho e qualidade do resultado do processo estabelecido. Caso isso aconteça, a única solução será a utilizada atualmente.
Por exemplo, caso as especificações sejam:
tolerâncias de 0,001”, acabamento 55 RMS e material CYCOLAC (uma marca registrada ABS oferecida pela SABIC), a única opção seria utilizar a CNC.
Para estar aberto a soluções alternativas, comece com uma avaliação honesta dos requisitos que apoiam os objetivos e a intenção do projeto. A melhor solução pode continuar sendo a CNC, mas, pensando sobre as especificações, surge a opção de aproveitar a impressão 3D.
Impressão 3D vs. Usinagem CNC
Conclusão
Compreendendo a diferença entre a impressão 3D e a CNC, e realizando uma análise detalhada dos objetivos e dos requisitos, as empresas, tanto pequenas como grandes, possuem acesso a uma alternativa para o processo de desenvolvimento de produto. Também é necessário ter abertura para tomar ações que anteriormente eram impensáveis ou ignoradas, e a equipe de desenvolvimento de produto poderá descobrir mais sobre seus designs de maneira rápida e o quanto antes no ciclo.
Não existe uma única solução “melhor”. A impressão 3D é uma alternativa para a CNC que possibilita mais opções e novos recursos. Entre em uma oficina bem equipada e você verá fresadoras e impressoras 3D lado a lado. Para quem possui o conhecimento sobre o que diferencia os processos, a combinação das duas máquinas cria um fluxo de trabalho no qual a melhor solução está sempre disponível .
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