CNC 加工与 3D 打印：这是产品设计师必须知道的

您是想要创建原型或进行大规模生产的产品设计师吗？如果是这样，您在选择 CNC 加工和 3D 打印来制造产品时可能会处于十字路口。

CNC 加工和 3D 打印ㅡ当今最流行的两种制造方法ㅡ几乎可以制造您想出的任何产品设计。然而，每种方法都有其独特的操作模式、优势和能力，使其成为不同工程设计场景的理想选择。

本文将涵盖在为您的产品开发项目选择 CNC 加工或 3D 打印之前需要评估的一些关键领域。此外，我们将提供有关每个工艺、可制造特性、材料适用性和后处理选项的有用信息。

比较工艺：CNC 加工与 3D 打印

CNC 加工和 3D 打印在操作上非常相似：它们将 3D CAD（计算机辅助设计）模型转换为一组计算机指令，以自主制造零件。但是，这些制造工艺在制造零件的方式上有所不同。

CNC 加工是一种减材制造 方法。它涉及从块（或工件）上去除部分材料，以使用切削工具创建所需的零件。计算机数控（CNC）技术控制刀具（和工件）的运动顺序，以创建所需的零件。

图1：CNC加工流程

3D 打印是一种增材制造 方法。它涉及逐层添加材料以形成所需的产品。该过程不需要特殊的工具或固定装置。

图2：3D打印流程

CNC 加工的减法特性使得可以创建最小特征尺寸为 1 毫米的各种复杂几何形状。例如，CNC 铣床非常适合加工孔、斜切和型腔，而 CNC 车床更适合加工复杂的圆柱形状。

图 3：CNC 铣削零件的渲染

但是，您可能会发现使用 CNC 机床创建隐藏特征和底切具有挑战性。

3D 打印机消除了 CNC 加工中的几何挑战和限制，允许您制造复杂的几何形状。然而，大多数 3D 打印机的最小特征尺寸介于 0.25 毫米和 0.8 毫米之间，并且会产生大量的制造成本和交货时间，尤其是对于大体积零件。

此外，产品尺寸的微小变化会显着增加您的 3D 打印制造成本。

例如，考虑图 4 所示的 100x100x100 毫米立方体的 3D CAD 模型。您会惊讶地发现这个立方体的体积是 80x80x80 毫米立方体的两倍。因此，如果您决定 3D 打印这个大体积的零件，您可能会使用更多的原材料并支付两倍于较小立方体的费用。

图 4：产品尺寸的变化会显着增加您的 3D 打印制造成本。

CNC 机床与多种材料兼容，包括金属、塑料、木材和复合材料，只要这些材料以块状形式提供即可。例如，CNC加工常用的材料有铝、不锈钢、黄铜、钛、锌合金、聚碳酸酯亚克力、聚丙烯、PEEK等。

图 5：CNC 加工铝制零件的渲染图

3D 打印机还与各种材料兼容，但更常用于塑料（如 ABS、尼龙、PLA、ULTEM 和 PEEK）、陶瓷和光聚合物。您还可以 3D 打印铝、钛和超合金等金属，但请记住，3D 打印的金属不会便宜。

图 6：3D 打印塑料的渲染

CNC 机器和 3D 打印机可以生产表面极其光滑的零件。但是，如果您的零件需要出色的平滑度才能与其他零件配合，您应该考虑使用 CNC 机器来制造它们。 CNC 机床的控制范围广，可让您实现严格的公差和更高的表面质量。

尽管如此，CNC 加工和 3D 打印提供了广泛的表面处理选项。例如，对于 CNC 加工零件，您可以进行阳极氧化、粉末喷涂、喷砂和钝化。同样，3D 打印部件的表面处理选项包括电镀、喷砂和热处理以增强产品。

图 7：阳极氧化铝部件的渲染

图 8：带有粉末涂层的 CNC 加工零件的渲染

了解更多：表面光洁度和表面粗糙度图表

正如我们所讨论的，CNC 加工和 3D 打印都可以制造多种类型的零件。

然而，正如我们在 Gensun 一直告诉客户的那样，没有完美的、一刀切的制造方法。理想的方法主要取决于您的产品设计、几何形状、公差和表面光洁度要求。我们建议您与能够与您讨论您的应用需求的工程师合作。

Gensun Precision Machining是亚洲领先的CNC加工和3D打印服务提供商。我们拥有一支由经验丰富的工程师和机械师组成的团队，以及最先进的制造技术，可以让您的产品做好。

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注意：本文最初于 2021 年 6 月发布，并于 2022 年 5 月更新

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