Impressão 3D vs. Maquinação CNC: Qual é o melhor?

O que são a impressão 3D e a maquinagem CNC?

Impressão 3D faz as coisas por acrescentando camadas. Constrói os objectos uma camada de cada vez.

Maquinação CNC faz as coisas por corte material. Começa com um bloco grande e corta partes.

Vejamos o que os torna diferente e quando utilizar cada uma delas!

Como funciona a impressão 3D

A impressão 3D funciona como magia! Constrói coisas camada por camada, de baixo para cima.

Tipos de impressão 3D:

• FDM - utiliza fio de plástico quente
• SLA - utiliza a luz para endurecer o líquido
• SLS - utiliza lasers para derreter o pó

Coisas boas da impressão 3D:

• Pode fazer formas estranhas que o CNC não pode fazer
• Barato para confecionar apenas alguns artigos
• Não muito resíduos

Coisas menos boas:

• As peças não são tão forte
• Só funciona com alguns materiais
• Não tão suave como peças CNC

Como Maquinação CNC Obras

A maquinagem CNC corta peças de um grande bloco de material. A máquina segue um programa informático para saber o que cortar.

Tipos de maquinagem CNC:

• 3 eixos corte (move-se em 3 direcções)
• 5 eixos corte (move-se em 5 direcções)
• Maquinação suíça (para peças pequenas)

Aspectos positivos da maquinagem CNC:

• Faz forte peças
• Muito exato (até ±0,025mm)
• Funciona com muitos materiais (metal, madeira, plástico)

Coisas menos boas:

• Resíduos muito material
• Custos mais para pequenos trabalhos
• Não é possível fazer alguns complexo formas

Impressão 3D vs. Maquinação CNC: Lado a lado

Vejamos como eles comparar:

Quando utilizar a impressão 3D

Utilizar a impressão 3D quando:

1. Só precisa de um algumas partes
2. Está a fazer uma teste ou modelo
3. É necessário complexo formas
4. Precisa de ser feito rápido
5. Está a fazer plástico peças

Exemplos reais:

• Médico: Modelos de dentes à medida
• Avião: Peças leves com orifícios no interior
• Art: Formas estranhas que não podem ser cortadas

A GE Aviation utilizou a impressão 3D para peças de combustível e fabricou-as 25% isqueiro!

Quando utilizar Fresagem CNC

Utilizar a maquinagem CNC quando:

1. É necessário lotes de peças
2. É necessário forte peças
3. É necessário exato tamanhos (±0,025mm)
4. É necessário metal peças
5. Fabricar mais de 100 unidades da mesma peça

Exemplos reais:

• Automóveis: Peças robustas do motor
• Médico: Ferramentas super exactas para cirurgia
• Aviões: Peças que não podem partir

Os suportes aeroespaciais fabricados com CNC são mais forte (900+ MPa) do que os impressos em 3D (600 MPa).

Materiais que funcionam melhor

Materiais de impressão 3D:

• Plásticos: ABS, PLA, PEEK
• Resinas: Transparente, resistente e flexível
• Alguns metais: Aço, titânio (mas não tão resistente)

Materiais de maquinagem CNC:

• Metais: Aço, alumínio, titânio, latão
• Plásticos: Todos os tipos
• Madeira: Todos os tipos
• Outros: Vidro, cerâmica, compósitos

Um facto curioso: O CNC pode cortar materiais que são 5 vezes mais difícil do que a impressão 3D pode utilizar!

Custo: O que realmente se paga

Custos de impressão 3D:

• Máquina: $200-$5,000 para os básicos
• Material: $20-$50 por kg
• Trabalho: Não é muito necessário
• Custos ocultos: Lixagem, limpeza de peças de suporte (1-3 horas de trabalho)

Custos de maquinação CNC:

• Máquina: $5,000-$500,000
• Material: Mais resíduos (até 70%)
• Trabalho: Os trabalhadores qualificados custam mais
• Instalação: Demora tempo a instalar (custa mais)

Para 10 partes:

• Impressão 3D: $200 total
• Maquinação CNC: $1,200 total

Mas para 500 peças, o CNC torna-se muito mais barato!

Velocidade: Com que rapidez pode obter peças?

Velocidade de impressão 3D:

• Pequena parte: 2-6 horas
• Parte média: 12-24 horas
• Parte complexa: 24-48 horas

Velocidade de maquinação CNC:

• Peça metálica simples: 4-8 horas
• Parte complexa: 1-5 dias
• Tempo de preparação: 1-4 horas

Um estudo de caso de uma peça automóvel mostrou-o:

• O CNC fez isso em 6 horas
• A impressão 3D levou 18 horas

Precisão: Quão exactas são as peças?

Precisão de impressão 3D:

• FDM: ±0,5mm
• SLA: ±0,1mm
• Linhas de camadas aparecer nas peças

Precisão de maquinagem CNC:

• Padrão: ±0,025mm
• Topo de gama: ±0,01mm
• Suave acabamento

Os fabricantes de ferramentas médicas utilizam o CNC porque este pode ser 40 vezes mais exato do que a impressão 3D básica!

Formas complexas: O que é que se pode fazer?

A impressão 3D pode fazer:

• Peças ocas com material no interior
• Partes que se assemelham à natureza (curvas)
• Peças com paredes finas

O CNC tem problemas com:

• Furos profundos
• Cantos interiores
• Formas muito complexas

Dica: Se parecer que cresceu na natureza, imprima-o em 3D. Se parece um bloco com buracos, CNC!

Abordagem híbrida: Utilização de ambos

As empresas inteligentes utilizam ambos métodos:

1. Impressão 3D primeiro uma peça de teste
2. Fazer peças finais com CNC
3. Utilizar a impressão 3D para complexo peças
4. Utilizar o CNC para forte peças

Exemplo: Uma empresa fabrica peças para drones. Imprimem em 3D o corpo (complexo) e maquinam em CNC os suportes do motor (resistentes).

Indústrias que utilizam estas ferramentas

Aeroespacial:

• Impressão 3D: Condutas de ar, suportes personalizados
• CNC: Peças de motor, componentes de asa

Médico:

• Impressão 3D: Implantes personalizados, modelos
• Maquinação CNC: Instrumentos cirúrgicos, implantes

Automóvel:

• Impressão 3D: Protótipos, peças de tablier personalizadas
• CNC: Blocos de motor, peças de precisão

Produtos de consumo:

• Impressão 3D: Testes de novos produtos, brinquedos
• CNC: Peças produzidas em massa, moldes

Tendências futuras

Futuro da impressão 3D:

• Mais rápido velocidades de impressão
• Mais metal opções
• Multicolorido numa só impressão

Futuro da maquinagem CNC:

• Máquinas inteligentes que corrigem erros
• Menos resíduos
• Máquinas híbridas (impressão 3D + CNC)

Como decidir qual é o melhor para si

Fazer estas perguntas:

1. Quantos peças de que necessita?

• Apenas alguns? → Impressão 3D
• Muitos? → CNC

1. Que material precisa?

• Plástico? → Ambos funcionam
• Metal? → CNC é melhor

1. Quão complexo é a sua forma?

• Muito complexo? → Impressão 3D
• Simples? → CNC

1. Quão forte será?

• Super forte? → CNC
• Apenas ecrã? → Impressão 3D

1. Com que exatidão será?

• Muito exato? → CNC
• Suficientemente perto? → Impressão 3D

Guia de decisão rápida

Escolha a impressão 3D quando precisar:

• Apenas algumas partes
• Formas complexas
• Protótipos rápidos
• Menos resíduos
• Baixos custos de instalação

Escolher Maquinação CNC quando é necessário:

• Muito da mesma peça
• Tamanhos muito exactos
• Peças robustas
• Peças metálicas
• Acabamento liso