3D-Druck Dream-Team: CNC-Bearbeitung und 3D-Druck

Konkurrieren die CNC-Bearbeitung und der 3D-Druck miteinander oder ergänzen sie sich? Unser Gastautor Damian Hennessey, Geschäftsführer von Proto Labs Ltd., geht auf Spurensuche.

Anbieter zum Thema

konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht

FAULHABER Antriebssysteme

isel Germany AG

BMF Boston Micro Fabrication

Proto Labs Germany GmbH

mehr weniger

PL DE Holding GmbH

weniger

Die CNC-Bearbeitung ist die Umkehrung des 3D-Drucks. Während beim 3D-Druck Objekte durch den Aufbau von dreidimensionalen Schichten hergestellt werden, wird bei der CNC-Bearbeitung in diese Objekte hineingeschnitten. Es ist wie der Unterschied zwischen der Herstellung einer Skulptur aus Ton (ein additives Verfahren) und dem Herausschnitzen aus Marmor (ein subtraktives Verfahren).

Natürlich lassen sich manche Teile am besten mit dem einen oder dem anderen Verfahren herstellen. Doch in vielen Fällen arbeiten sie gut zusammen. Ein Beispiel hierfür ist das „Finish“ eines 3D-gedruckten Objekts mittels CNC-Bearbeitung, um die Oberfläche zu veredeln oder Löcher, Nuten oder Gewinde hinzuzufügen.

Jedes Verfahren hat seine Stärken

Wann ist es ratsam, die beiden Verfahren zu trennen? Worin ist das eine besser als das andere? Wer schon einmal auf den 3D-Druck zurückgegriffen hat, weiß, dass das Verfahren sich besonders gut für sehr spezielle Konstruktionen eignet. Da es bei Null startet und Schicht für Schicht hinzufügt, sind den Ergebnissen fast keine Grenzen gesetzt. Die einzige Einschränkung liegt in den Möglichkeiten des Druckers. Außerdem ist es ein flexibles Verfahren, so dass man schnell zwischen verschiedenen Arbeiten hin- und herwechseln kann. Die Stückkosten eines bestimmten Objekts sind unabhängig von der Menge immer gleich. Somit ist der 3D-Druck ideal für die Herstellung individueller, ja sogar einzigartiger Objekte. Es ist kein Wunder, dass das Verfahren in vielen medizinischen und zahnmedizinischen Anwendungen zum Einsatz kommt, bei denen sich damit Objekte individuell an die einzelnen Patienten anpassen lassen.

Doch diese großartige Stärke kann sich auch als Schwäche erweisen: Bei manchen Massenproduktionen kann der 3D-Druck unwirtschaftlich sein. Außerdem ist die Ausgabegröße begrenzt. Während sich das Verfahren perfekt für kleine, komplizierte Objekte eignet, liegt die Maximalgröße annähernd bei der Größe einer Waschmaschine (Stereolithographie mit bestimmten Werkstoffen).

In solchen Fällen kommt man mit der CNC-Bearbeitung manchmal weiter. Damit lassen sich effizient beträchtliche Mengen von präzise gearbeiteten Produkten aus einer Vielzahl an Werkstoffen herstellen. Teile für gewerbliche und industrielle Anwendungen und Maschinen sind besonders beliebt, vor allem solche, die aus Metallen mit hoher Dichte hergestellt werden. Das Verfahren eignet sich auch für kleinere Losmengen, obwohl die Stückkosten dann in der Regel höher ausfallen.

Die Entscheidung zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung hängt somit von der Größe des Produktionslaufs und der Ausgabegröße ab. Fallen diese Faktoren weder zu groß noch zu klein aus, um eines der beiden Verfahren auszuschließen, lassen sich die Techniken wirkungsvoll kombinieren.

Die Stärken kombinieren

Insbesondere können die beiden Technologien zusammen dazu beitragen, die großen konstruktiven Herausforderungen, denen Hersteller heute gegenüberstehen, zu meistern – besonders im Hinblick auf die Nachfrage nach leichteren Bauteilen und Produkten sowie nach Objekten mit immer komplexeren Geometrien. Hier kann der 3D-Druck in Kombination mit der CNC-Bearbeitung mehr erreichen als jedes andere Verfahren. Die Flexibilität des 3D-Drucks wird durch die Präzision der CNC-Bearbeitung verbessert und ermöglicht so die Herstellung noch komplexerer Objekte.

Und da die CNC-Bearbeitung als Ergänzung zum 3D-Druck für den nötigen Feinschliff sorgen kann, muss sie sich nicht auf größere Produktionsläufe beschränken. Proto Labs verfügt über die Ausrüstung sowohl für den 3D-Druck als auch für die CNC-Bearbeitung. Daher kombinieren wir oft beide Technologien, um Prototypen und Modelle herzustellen, oder für mittelgroße Serien, die für Leistungsprüfungen benötigt werden. Dieser duale Ansatz eignet sich außerdem ideal für die Herstellung von Ersatzteilen für veraltete Produkte.

Der Trick besteht darin, den spezifischen Wert der einzelnen Techniken zu erkennen und diese auf die geeignetste Weise auf die Design- und Produktionsprozesse anzuwenden. An den einzelnen Punkten des Zyklus der Prototypenherstellung, Prüfung und Fertigung können 3D-Druck und CNC-Bearbeitung entweder einzeln oder zusammen eingesetzt werden. Das hilft, den heutigen Anforderungen sich schnell verändernder Märkte gerecht zu werden. (ud)

Rückblick 2. Anwendertreff Leichtbau

Leichtbau durch Bionik, 3D-Druck und Faserverbunde

(ID:44711730)