Przewaga druku 3D nad technologią skrawania

Podstawową różnicą między technologią druku 3D a obróbką CNC jest to, że ta pierwsza to metoda przyrostowa, a druga – ubytkowa. Drukowanie przestrzenne to proces wytwarzania obiektu całkowicie od początku według modelu komputerowego, natomiast obróbka skrawaniem polega na usuwaniu naddatku z bryły materiału. Ta fundamentalna różnica wpływa na rozmaite cechy obu technologii, które w tym artykule zostaną poddane porównaniu.

Obsługa urządzeń 3D i CNC

Drukarki 3D są uważane za o wiele prostsze w obsłudze niż obrabiarki CNC, których obsługa często wymaga pracy dwóch specjalistów. Aby stworzyć obiekt technologią druku przestrzennego, wystarczy zaprojektować jego komputerowy model, wprowadzić go do systemu drukarki i rozpocząć proces drukowania. Nie potrzeba specjalistycznego wykształcenia, aby poradzić sobie z tego typu zadaniem.

Co więcej, drukarka może zostać pozostawiona sama sobie na czas wydruku 3D. Natomiast obrabiarka CNC nie dość, że musi zostać zaprogramowana przez specjalistę zatrudnionego na stanowisku technologa/programisty, to jeszcze nadzorowana w trakcie pracy przez wykwalifikowanego operatora. Takie okoliczności sprawiają, że wytwarzanie obiektów za pomocą maszyn sterowanych numerycznie jest bardziej opłacalne przy produkcji masowej, podczas gdy druk 3D radzi sobie świetnie zarówno przy pojedynczych projektach, jak i przy wytwórstwie komercyjnym.

Czas potrzebny na druk 3D i obróbkę CNC

Warto zaznaczyć, że w dyskusjach na temat przewagi jednej technologii nad drugą często pada argument na niekorzyść druku 3D, mówiący o tym, że drukowanie przestrzenne zajmuje o wiele więcej czasu niż obróbka skrawaniem. Będzie to prawdą, jeśli pod uwagę bierze się wyłącznie czas wytwarzania obiektu, jednak na oba procesy powinno się spojrzeć całościowo, by uzyskać obiektywny ich obraz, pozwalający na przeprowadzenie rzetelnego porównania.

Przygotowanie programu i maszyny CNC przez technologa/programistę zajmuje średnio kilka godzin. Natomiast projektowanie modelu i wgranie go do drukarki 3D to zazwyczaj czynność mieszcząca się w granicach jednej godziny, co często równoważy czas samego drukowania obiektu i sprawia, że całkowity czas produkcji jest porównywalny w przypadku obu metod.

Struktura obiektu a technologia wytwórcza

Najważniejszą cechą druku 3D, która rozstrzyga o przewadze tej technologii nad obróbką CNC, jest możliwość osiągania rezultatów geometrycznych i strukturalnych niemożliwych do osiągnięcia poprzez technologię skrawania. Wynika to ściśle z rozwiązań, z jakich korzysta technologia addytywna. Specjalista zatrudniony w firmie Robotigo z Nowych Grocholic w województwie mazowieckim tak komentuje tę kwestię:

Główny problem z obrabiarkami CNC polega na tym, że obiekty są wytwarzane z bryły, a nie drukowane od zera według projektu, tak jak jest to w przypadku druku przestrzennego. To sprawia, że niektóre projekty są niemożliwe do zrealizowania w technologii skrawania lub sprawiają dużo problemów, na przykład wymagają zmiany mocowania w trakcie produkcji lub nawet ponownego zaprojektowania detalu. To wszystko wydłuża proces obróbki i generuje straty finansowe – a wystarczyłoby zastosować tutaj technologię addytywną, która o wiele lepiej radzi sobie w takich sytuacjach, aby tego uniknąć.

Bogaty wybór rozwiązań technologii addytywnej

Przy omawianiu technologii druku 3D ważne jest, by zwrócić uwagę na jej różnorodność. Istnieje kilkanaście różnych metod drukowania przestrzennego, m.in. poprzez osadzanie tworzywa termoplastycznego, utwardzanie fotopolimerów czy roztapianie sproszkowanego materiału. Każda z tych metod daje odmienne rezultaty. Drukarki 3D mogą więc zarówno wytwarzać tanie, nietrwałe prototypy (np. w technologii LOM), jak i gotowe produkty z bogactwem detali (np. metodą DMLS/SLM).