پرینت سه بعدی در مقابل ماشین کاری CNC

با آمدن پرینترهای سه بعدی، خطوط تولید برخی تولیدکنندگان پیشرو در جهان، در حال تغییر کردن است. در اصل از این روش تولید برای نمونه‌سازی استفاده می‌شد؛ پیشرفت مواد و افزایش سودبخشی، پرینترهای سه بعدی را به ابزار قدرتمندی تبدیل کرد که فراتر از ساخت نمونه اولیه، از ابزارسازی گرفته تا تولید قطعات مصرفی، کاربرد پیدا کرده است.

حال بعد از آنکه پرینترهای سه بعدی از مرحله پژوهش و توسعه وارد صحن کارخانه‌ها شده‌اند، این سوال پیش می‌آید که «آیا ممکن است پرینت سه بعدی جای ماشین‌کاری CNC را بگیرد؟» پاسخ این سوال کوتاه است، خیر؛ زیرا چنین چیزی نیاز نیست.

پرینت سه بعدی و ماشین‌کاری CNC، هرکدام جایگاه مخصوص به خود را در تولید دارند. واقعیت این است که این دو رفیق یکدیگرند و رقیب هم نیستند. به بیان ساده‌تر، پرینت سه بعدی و ماشین‌کاری CNC دو ابزار متفاوت‌اند که در جعبه ابزار شما قرار دارند! هر دو به درد می‌خورند اما کارهای متفاوتی انجام می‌دهند. مهم این است که شما بدانید چگونه از آن‌ها در کار خود استفاده کنید.

تفاوت اصلی بین آن‌ها در این است که پرینت سه بعدی یک فرآیند ساخت افزایشی است، اما CNC یک فرآیند ساختِ کاهشی است. پرینت سه بعدی از هیچ شروع می‌شود و سپس قطعه را لایه به لایه می‌سازد. در صورتی که CNC با یک قطعه‌ی کار (خام) از ماده مورد نظر آغاز می‌شود و سپس تا جایی که به شکل دلخواه برسیم، مواد را از روی قطعه کار کم می‌کند.

اینجا، مزایای هر یک از دو روش آمده است:

مزایای پرینت سه بعدی:

آزادی در طراحی – با پرینت سه بعدی می‌توان هندسه‌هایی ساخت که با شیوه‌های سنتی تولید امکان‌پذیر نیست (یعنی پیچیدگی آزادتر است). این امر شامل موارد زیر است:
- تحکیم و به هم فشردگی قطعه – مونتاژها از چندین قطعه متعدد تشکیل می‌شوند و علاوه بر آن، تولید و اتصال آن‌ها نیز به چند روش انجام گیرد؛ با استفاده از پرینت سه بعدی مونتاژها به صورت یک قطعه‌ی واحد چاپ می‌شوند.
- سبک سازی – پرینت سه بعدی این امکان را به شما می‌دهد که مواد را تنها جایی که لازم است قرار دهید. شما می‌توانید سازه‌های حفره‌دار، لانه زنبوری یا شبکه‌ای را به راحتی بسازید به طوری که هیچ انرژی صرف برداشتن مواد اضافه نکنید.
سرعت – از زمانی که فایل سه بعدی اجرا می‌شود تا زمانی که قطعه کامل شود، زمان بسیار کمی صرف می‌شود. این مدت زمان کوتاه را خودتان می‌توانید به انواع مختلفی تغییر دهید.
برنامه نویسی در مدت کوتاه‌تر – میزان تعامل کاربر برای ترسیم مسیر حرکت دستگاه در پرینترهای سه بعدی بسیار کمتر از ماشین‌کاری CNC است. در برخی موارد این کار به سادگی فشار دادن دکمه است، اما در موارد دیگر احتمالا باید دانش بیشتری از این کار داشته باشید، برای مثال در فناوری‌های SLA و DMLS، باید سازه‌های تکیه‌گاهی مناسبی ساخته شوند.
پسماند کمتر – مقدار ماده‌ای که مصرف می‌کنید، دقیقا به اندازه نیاز تولید قطعه مورد نظر است. حتی با وجود سازه‌های تکیه‌گاهی، مقدار موادی که مصرف می‌شود اغلب بسیار کمتر از روش‌های تولید کاهشی است. در حقیقت، در برخی فرآیندهای ساخت افزایشی پسماند مواد استفاده شده، قابلیت استفاده مجدد دارند.

خدمات پرینت سه بعدی

مزایای ماشین‌کاری CNC:

مواد – مواد قابل استفاده در روش CNC در طیف گسترده‌ای وجود دارند که شامل فلزات، پلاستیک‌ها و چوب می‌شوند. به طور کلی، برای تولید محصولاتی که حجم هندسی بالایی دارند، پرینترهای سه بعدی نهایت به اندازه یک یا دو ماده گزینه انتخابی دارند و بیشتر از آن بعید به نظر می‌رسد؛ حتی با همین تعداد محدود نیز، گاهی اوقات هر تغییری که به وجود بیاید امکان دارد به شدت هزینه‌بر باشد و زمان زیادی لازم داشته باشد.
خطای مجاز (تلرانس) – با CNC می‌توان قطعاتی ساخت که حد تلرانس آن‌ها بسیار محدود باشد؛ این محدوده اغلب 10 تا 100 برابر بهتر از پرینت سه بعدی است.
پرداخت سطح – قطعاتی که به روش ماشین‌کاری CNC تولید می‌شوند اغلب خیلی خوب پرداخت شده‌اند؛ کیفیت پرداخت سطح به نوع هندسه قطعه، هندسه ابزار و مدت زمان ماشین‌کاری بستگی دارد.
مقبولیت عمومی خروجی: با توجه به روش کار تولید CNC و کارنامه خوب قطعاتی که پیش‌تر با این روش تولید شده‌اند، بسیاری از صنایع بیشتر قطعاتی را که با CNC ماشین‌کاری شده‌اند می‌پذیرند.
معماری باز – به طور کلی، کسانی که از فناوری CNC استفاده می‌کنند، ابزار و مواد این کار را از تامین‌کننده‌هایی می‌خرند که شخص ثالث به حساب می‌آیند؛ این کاربران از منابع متعددی که برای تهیه این لوازم وجود دارند، بهره‌مند هستند. این در حالی است که کاربران پرینترهای سه بعدی باید لوازم مورد نیاز خود را تنها از یک منبع تامین کنند. بیشتر اوقات نیز این منبع همان سازنده پرینتر سه بعدی است. پرینت سه بعدی در حال پیشرفت است، از این رو می‌تواند در این امر به جایگاه بسیار خوبی برسد.

«من فکر می‌کنم که شرکت‌ها همیشه باید پذیرای تغییر باشند. یعنی اینگونه نباشد که قطعات با کیفیت را با استفاده از همان دستگاه‌هایی که از قبل داریم بسازیم، بلکه با ایده‌های جدید و فناوری‌های جدید به دنبال ارتقای ظرفیت‌های خود باشیم تا به مشتریان خود خدمت کنیم.» شان فارل، از Dura-Metal

مزایای رویکرد دوگانه (CNC و پرینت سه بعدی):

[تولید] قطعات بهتر: با ترکیب کردن فرآیندهای افزایشی و کاهشی، در طراحی بسیار آزاد خواهید بود که ویژگی پرینت سه بعدی است، و در عین حال تلرانس محدودی خواهید داشت که تنها با ماشین‌کاری CNC به دست می‌آید.
بهره‌برداری بهتر از مکان تولید – اگر از پرینت سه بعدی برای تکرار کردن طراحی‌ها، آزمایش کردن و تولید ابزارهای سفارشی استفاده کنید، فضای بیشتری در کارگاه برای نصب دستگاه‌های CNC به وجود می‌آید که می‌توانید از CNC برای کارهای قابل پیش‌بینی و سودآور استفاده کنید.
ارتقای بازده عملیاتی: اگر از دستگاه‌ها و تجهیزاتی که در اختیار دارید برای کارهایی استفاده کنید که دستگاه شما هم دقیقا مناسب اجرای همان کار باشد، می‌توانید عمر ماشین‌آلات خود را افزایش، و هزینه نگهداری تجهیزات خود را کاهش دهید.
روابط عمیق‌تر با مشتری – تلفیق روش‌های پرینت سه بعدی و ماشین‌کاری CNC باعث می‌شود بتوانید قطعاتی تولید کنید که اگر غیر از این بود، ساخت و تولید آن‌ها را نمی‌پذیرفتید. به علاوه، با ترکیب این دو فناوری شما می‌توانید راه‌های جدیدی برای ساخت قطعات ارائه کنید، به طوری که برای مشتریان شما نیز ارزش بیشتری داشته باشد. چنین امری می‌تواند رابطه تجاری شما را تحکیم کند و در عین حال نیز مشتری‌ها و درآمدهای جدیدی به سمت شما جذب کند.

«هدف ما از اضافه کردن پرینت سه بعدی، ارتقای بازده کارگاه ماشین‌کاری خود، سبک کردن قطعات خاص و کاهش بخش‌های یک مونتاژ تا جای ممکن بود. پرینت سه بعدی به ما کمک کرد به همه این‌ها برسیم.» آدام دوچه، از Aerotech Industries

نتیجه گیری:

در واقع پرینت سه بعدی و ماشین‌کاری CNC می‌توانند باهم عمل کنند تا به مشتریان شما خدمت بهتری ارائه بدهند. همیشه در اولین گام باید تصمیم بگیرید که کدام فناوری برای تولید قطعه موردنظر بهتر است. هر دوی این فرآیندها مزایای خود را دارند یکدیگر را کامل می‌کنند، بنابراین از این جهت می‌توانند موارد زیر را برای شما و مشتریانتان فراهم کنند: