¿Qué es el Prototipado CNC?
El prototipado CNC (control numérico por ordenador) es un método estándar de fabricación sustractiva utilizado para construir prototipos. Este método utiliza un gran trozo de metal sólido conocido como pieza en bruto y talla el material para obtener la forma deseada de un prototipo. A continuación, utiliza un taladro giratorio para cortar los materiales. El MIT introdujo esta tecnología en la década de 1950 y, desde entonces, se ha utilizado ampliamente en todas las industrias manufactureras.
El CNC funciona con datos numéricos preprogramados, que se regulan mediante software CAD. Este proceso no requiere ninguna intervención humana. Este método es famoso por fabricar productos de volumen medio a alto que necesitan precisión, durabilidad y mayor resistencia al calor. El CNC ofrece una excelente iteración, un acabado superficial suave y una tolerancia más ajustada en un prototipo.
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¿Qué es la Impresión 3D?
La impresión 3D es todo lo contrario al mecanizado CNC. Es un método popular del proceso de fabricación aditiva que utiliza filamentos termoplásticos. Sin embargo, la impresión 3D también utiliza software CAD como el CNC para construir un prototipo. Además, también se utiliza software de fotogrametría para construir un objeto 3D explorando fotografías. Este proceso funciona creando una capa por capa utilizando materiales como PLA, Nylon y resinas y añadiendo esas capas unas sobre otras.
Este prototipado es relativamente más rápido y barato en comparación con otras técnicas. Este método suele requerir una post-procesión después de completar el modelo porque las caras que se cruzan y los agujeros son el error estándar de este proceso. Este proceso no necesita herramientas o características especiales para completar la tarea. Se utiliza un láser o un extrusor calentado para solidificar las capas y crear el producto final.
Mecanizado CNC vs Impresión 3D: ¿Cuál es la Diferencia?
El mecanizado CNC y la impresión 3D son los dos métodos de fabricación más reconocidos utilizados para construir prototipos. Ambos métodos utilizan el proceso opuesto para lograr el resultado. Ambas formas tienen una ventaja sobre la otra, dependiendo del campo. Otros factores vitales diferencian estos dos procesos entre sí. Echemos un vistazo a ellos.
Opción de material
Tanto el mecanizado CNC como la impresión 3D son flexibles en cuanto a la selección de materiales. Estos procesos ofrecen una amplia gama de materiales para su selección por parte de los fabricantes. La impresión 3D se centra principalmente en los plásticos para construir un prototipo, mientras que el CNC ofrece bloques de plástico y metal sólido. Pero, como la tecnología evoluciona cada día, los fabricantes han desarrollado metales de impresión 3D como 3D Systems, Arcam, Desktop Metal y Markforged.
El metal más utilizado en el mecanizado CNC es el aluminio debido a sus características reciclables y cualidades protectoras. Puede crear prototipos de alta calidad para el mecanizado. La aleación de magnesio, la aleación de zinc y los aceros inoxidables son otros metales utilizados en este proceso. El CNC también incluye plásticos como el nailon, el policarbonato, el PEEK, el PP y el acrílico para crear prototipos.
Por otro lado, la impresión 3D suele utilizar termoplásticos como PLA, ABS y ULTEM. Los metales más utilizados para la impresión 3D son el acero inoxidable, el aluminio, el Inconel y el titanio. Las impresoras 3D especializadas permiten construir prototipos con cerámica, arena e incluso materiales vivos. Pero construir un prototipo metálico mediante impresión 3D es muy caro; se necesitan máquinas de gama alta. Además, los materiales flexibles como las superaleaciones o el TPU no pueden crearse con mecanizado CNC, por lo que la impresión 3D es la única opción.
Precisión dimensional
Cuando se trata de tolerancia, el mecanizado CNC es mejor en comparación con otras impresiones 3D (+/-0,025 – +/-0,125 mm de tolerancia). El mecanizado CNC ofrece una tolerancia ajustada y una gran iteración. En la impresión 3D, el índice de tolerancia depende de la máquina, el material y la geometría de la pieza. Las máquinas industriales pueden construir piezas con una excelente tolerancia dimensional de +/- 0,005 y una superficie conforme para el ajuste a presión. Las tolerancias estrechas pueden mecanizarse posteriormente en un producto impreso en 3D.
El mecanizado CNC puede crear con precisión piezas de cualquier tamaño con un acabado superficial liso. Sin embargo, SLS y DMLS (proceso de impresión 3D por fusión de lecho de polvo) son incompatibles con la fabricación de grandes volúmenes.
Sin embargo, la impresión 3D es ideal para construir piezas que tienen una geometría compleja, ya que tienen menos restricciones geométricas en comparación con el mecanizado CNC. Algunas geometrías son imposibles con el mecanizado CNC incluso después de utilizar un sistema CNC de 5 ejes, ya que las herramientas no pueden entrar en todas las partes de la superficie del componente. SLS y Jet fusion pueden crear prototipos con geometrías más complejas sin ninguna estructura de soporte.
Coste y tiempo
El coste varía en función del volumen del producto que se quiera construir. Para la producción de bajo volumen, la impresión 3D es más adecuada. El mecanizado CNC es adecuado para la producción a gran escala. Pero si desea una entrega rápida de un producto, le recomendamos que siga el proceso de impresión 3D. El mecanizado CNC requiere especialistas para manejar las máquinas y los costes de mantenimiento de las mismas, por lo que resulta más caro. Sin embargo, los materiales y consumibles son más baratos en CNC en comparación con la impresión 3D. Si tiene que producir más de 10-20 unidades, el mecanizado CNC es más ventajoso, pero la impresión 3D es más eficiente para menos que eso.
Residuos
Como hemos dicho antes, el mecanizado CNC incluye el tallado de materiales de un bloque original, lo que produce una gran cantidad de residuos. Mientras tanto, la impresión 3D en la mayoría de los casos utiliza la cantidad exacta de material necesario para la fabricación, lo que resulta en una menor producción de residuos que el mecanizado CNC.
No olvidemos que la impresión 3D no necesita ninguna estructura de soporte para fabricar un prototipo, por lo que no necesitará materiales adicionales para crearlos.
Métodos de posprocesamiento
La creación rápida de prototipos ofrece varios métodos de posprocesamiento para mejorar la estética y dar un mejor aspecto al producto final.
En el proceso de mecanizado CNC, el granallado, el anodizado y el recubrimiento de polvo son métodos bien conocidos de post-procesamiento. Al mismo tiempo, la impresión 3D utiliza técnicas como el granallado, el lijado y pulido, el micropulido y el metalizado.
Regla de Oro
Es esencial seleccionar la técnica adecuada para el desarrollo de su producto, lo que incluye su esfuerzo, dinero y tiempo. Permítanos ayudarle a elegir qué método es perfecto para usted siguiendo la regla empírica.
Palabras Finales
No hay un claro ganador entre estos dos métodos. Ambos métodos son relativamente rentables y eficaces a su manera. Si se pregunta ¿cuál es el mejor? Depende de la escala de producción, el material, la complicación geométrica y el presupuesto. Aunque el mecanizado CNC se utiliza ampliamente en todas las industrias para la producción en masa, la impresión 3D ha aumentado significativamente en los últimos años.
Esperamos que el artículo anterior le haya dado una idea firme de las diferencias entre los métodos y le ayude a seleccionar el perfecto para usted.
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