LS Manufacturing

Durante lo sprint di sviluppo prodotto, vi trovate di fronte a una scelta ardua tra la stampa 3D e la prototipazione rapida CNC? Determinare la migliore combinazione tra prestazioni dei materiali, velocità di consegna e costi di progetto è un dilemma fondamentale per la maggior parte degli ingegneri e dei responsabili degli acquisti.

La differenza intrinseca tra la stampa 3D e la CNC risiede nei loro principi tecnologici: la stampa 3D esegue la modellazione di forme libere in modo estremamente rapido con aggiunta strato per strato e il suo punto di forza risiede nella creazione di strutture complesse e nelle iterazioni rapide; la CNC , invece, produce materiali densi e con eccellenti proprietà meccaniche, simili a quelle delle parti prodotte in serie, tramite lavorazione sottrattiva.

La scelta tra CNC o stampa 3D per la prototipazione rapida implica più di una scelta a priori. In qualità di consulente strategico per la produzione, LS Manufacturing, con la sua pluriennale esperienza tecnica a doppio binario, si impegna a fornire soluzioni oggettive per la selezione e l'integrazione dei processi. Il nostro vantaggio risiede nell'analizzare con precisione i requisiti del vostro progetto e guidarvi verso un equilibrio ottimale tra costi, efficienza e qualità. Per farvi risparmiare tempo, ecco una rapida panoramica delle principali conclusioni.

Tabella di riferimento rapido per la prototipazione rapida CNC e la stampa 3D

• Senza costi di attrezzaggio e con un'elevata efficienza economica per piccole tirature , la seguente breve tabella di riferimento costituisce un comodo schema decisionale.
• Laddove i prototipi debbano resistere a sollecitazioni elevate, presentare elevata resistenza al calore e sottoporsi a intensi test funzionali , è preferibile la prototipazione rapida CNC .

Quando alta velocità, flessibilità di progettazione e integrazione di geometrie complesse sono i requisiti principali, la stampa 3D offre vantaggi imbattibili. La scelta giusta inizia con la comprensione della natura intrinseca di entrambi.

Perché fidarsi di questa guida? Esperienza pratica da parte degli esperti di LS Manufacturing

Le osservazioni che facciamo qui non sono accademiche; sono frutto della comprovata esperienza che LS Manufacturing ha acquisito in 20 anni di migliaia di lavori di prototipazione rapida . Non siamo solo un servizio di assistenza a contratto per entrambe le tecnologie; siamo il vostro consulente per la pianificazione della produzione. Il nostro team tecnico conosce a fondo i confini tra CNC e stampa 3D e ha guidato i clienti attraverso centinaia di migliaia di situazioni difficili.

Ad esempio, perché uno specifico prototipo di collettore di aspirazione per auto dovrebbe essere lavorato a CNC per test ad alta pressione e temperatura, quando un altro prototipo di stent medico con complessi canali per l'acqua conformati raggiunge prestazioni ineguagliabili grazie alla stampa 3D in metallo ? È questa vasta esperienza, basata su progetti reali e sul bilanciamento di costi, efficienza e qualità, che ci fornisce la speciale capacità di analizzare e combinare procedure a doppio binario da un punto di vista oggettivo.

Affidatevi a LS Manufacturing e lasciate che la nostra comprovata esperienza vi garantisca il successo del vostro prossimo progetto ad alto rischio.

CNC vs. stampa 3D industriale: in che modo i principi determinano le prestazioni dei componenti?

La principale differenza tra CNC e stampa 3D risiede nei rispettivi principi di produzione "sottrattiva" e "additiva" , che hanno implicazioni dirette sul limite prestazionale del pezzo finito.

1. CNC: derivato dalla densità e dall'isotropia del substrato

La prototipazione rapida CNC utilizza una fresa per asportare materiale da un substrato solido mediante taglio . Il suo vantaggio principale è che il pezzo rimanente presenta la stessa struttura interna densa e le stesse proprietà meccaniche uniformi del materiale originale. Ciò significa che, indipendentemente dall'orientamento della sollecitazione applicata, la sua resistenza, rigidità e resistenza termica sono isotrope, come nei componenti lavorati meccanicamente in modo tradizionale e nei componenti prodotti in serie a fine linea, e quindi un candidato ideale per la validazione funzionale ad alta affidabilità.

2. Stampa 3D: il potenziale e le sfide della deposizione strato per strato

La stampa 3D industriale realizza componenti mediante deposizione di materiale (fusione/solidificazione) in modalità strato. Tale approccio offre una libertà geometrica senza pari, ma può anche essere responsabile di problemi microscopici, ad esempio una forza di adesione tra strati leggermente inferiore a quella del materiale in massa. Ciò causa anisotropia in alcune direzioni e porosità interna microscopica. Si basa su una calibrazione altamente sviluppata di apparecchiature, materiali e parametri di processo.

Questa è la chiave per confrontare le tecnologie di prototipazione rapida . La CNC fornisce proprietà reali del materiale "sottraendo" dal materiale, mentre la stampa 3D consente una libertà di progettazione infinita "aggiungendo". Comprendere questa differenza fondamentale è il punto di partenza per scegliere il processo appropriato per la vostra applicazione mission-critical.

Quando la prototipazione rapida CNC è la scelta migliore per i test funzionali?

Quando il prototipo deve essere in grado di simulare le reali condizioni operative del prodotto finale sul campo, la prototipazione rapida CNC è generalmente il metodo più affidabile per i test funzionali. Qual è quindi la tecnologia più adatta alla prototipazione funzionale? La risposta risiede nei requisiti molto elevati per le proprietà reali dei materiali.

1. Gestione di carichi meccanici e termici elevati:

Quando i prototipi sono sottoposti a carichi meccanici elevati, urti, sfregamenti o alte temperature per un lungo periodo , le parti lavorate a CNC , grazie alla loro struttura interna compatta e alle proprietà meccaniche isotrope, possono mostrare una resistenza alla fatica, una rigidità e una resistenza termica equivalenti alle parti di produzione, garantendo l'integrità e la riproducibilità dei dati di prova.

2. Abbinamento di materiali specifici di livello ingegneristico:

La maggior parte dei test funzionali richiede la realizzazione di prototipi con particolari materiali plastici ingegneristici (come PEEK e ULTEM) o leghe di alluminio ad alta resistenza (come 7075) per garantire la resistenza, la resistenza chimica o la temperatura di deflessione termica richieste. La prototipazione rapida CNC e la lavorazione diretta da billette solide di questo tipo mantengono intatte le proprietà superiori intrinseche del materiale stesso, mentre la stampa 3D è generalmente limitata dallo spettro e dalla natura dei materiali disponibili.

Laddove il successo dei test funzionali sia cruciale per il successo o il fallimento della progettazione di un prodotto, la prototipazione rapida CNC è la scelta ideale per affidabilità e garanzia delle prestazioni. Garantisce che il prototipo non solo abbia l'aspetto del prodotto finale, ma si comporti anche come tale.

Quando dovresti ricorrere alla stampa 3D per ottenere velocità e libertà di progettazione?

Quando le esigenze di base della prototipazione si spostano verso velocità rivoluzionarie e la rottura dei vincoli geometrici, è un segnale inconfutabile per prendere in considerazione la stampa 3D. Nel valutare la prototipazione tramite CNC rispetto alla stampa 3D, se il prodotto presenta le seguenti caratteristiche, la stampa 3D offrirà vantaggi senza precedenti.

1. Eliminare il collo di bottiglia della complessità della progettazione:

La stampa 3D non presenta praticamente alcuna limitazione geometrica ed è facile realizzare prototipi con canali di flusso interni estremamente complessi, strutture leggere a nido d'ape o parti mobili nascoste e integrate. Tali strutture semplicemente non possono essere create, o sono eccessivamente costose da produrre, utilizzando lavorazioni e fissaggi CNC e multiasse. Questa intrinseca libertà di progettazione è una naturale evoluzione per l'ottimizzazione topologica e la verifica del design generativo.

2. Perseguire una velocità di iterazione senza pari:

Dai modelli digitali alle parti tangibili, la stampa 3D risparmia il laborioso lavoro di programmazione, impostazione dei dispositivi di fissaggio e allineamento degli utensili. Per progetti di proof-of-concept o progetti che richiedono diverse iterazioni nell'arco di uno o due giorni, la stampa 3D può creare una parte tangibile in poche ore o in più di un decennio. La sua velocità e la sua convenienza sono essenziali soprattutto nella fase iniziale dello sviluppo.

Questa tecnologia di prototipazione rapida afferma categoricamente che se la vostra principale preoccupazione è la possibilità di testare la forma e confermare rapidamente strutture funzionali complesse, allora la stampa 3D è la scelta migliore. Si libera dai metodi di produzione convenzionali, lasciando ai progettisti la libertà di pensare e lavorare a qualcosa di nuovo.

Come quantificare i costi reali della CNC e della stampa 3D?

Per effettuare una scelta di processo consapevole, è necessario andare oltre il preventivo per pezzo e considerare il costo totale di CNC e stampa 3D. La chiave è comprendere le diverse strutture di costo: il costo della stampa 3D aumenta linearmente con il volume e la complessità, mentre il costo del CNC è caratterizzato da "costi di installazione unitari" e "tempi di lavorazione unitari". A titolo esemplificativo, la tabella seguente descrive la struttura dei costi di un componente tipico:

Pertanto, la differenza di costo maggiore tra CNC e stampa 3D è la complessità e la quantità:

• Quando è richiesta una verifica rapida di 1-10 parti , la stampa 3D è generalmente meno costosa.
• Quando sono necessarie piccole quantità di 10-50 prototipi funzionali o componenti di produzione pilota, il vantaggio di ammortamento della prototipazione rapida CNC si tradurrà generalmente in un costo totale di proprietà inferiore.

In che modo LS Manufacturing ottimizza il processo di lavorazione per i componenti dei giunti robotici?

Di fronte alle esigenze contrastanti di un cliente in termini di resistenza e di cavità interne complesse in un braccio articolato che ospita un prototipo di robot, LS Manufacturing, attraverso un'attenta combinazione di processi, ha fornito la risposta ottimale alla domanda: "Quale tecnologia è più adatta per la prototipazione funzionale?"

1. Dilemma del cliente:

Un'azienda di robotica aveva bisogno di completare la progettazione di un involucro per un braccio articolato entro tre settimane. Il componente richiedeva una lega di alluminio ad alta resistenza per gestire carichi pesanti e cavità interne per i sensori che richiedevano test rapidi. Il tempo era breve e i requisiti prestazionali erano estremamente rigorosi.

2. Soluzione di produzione LS:

Invece di limitarsi a consigliare una singola tecnologia, LS Manufacturing ha progettato una strategia di processo ottimizzata e graduale:

• Inizialmente abbiamo utilizzato la stampa 3D SLS per produrre rapidamente prototipi in nylon con tre diversi design di cavità interna, in modo che il cliente potesse selezionare la disposizione ottimale del sensore nel giro di pochi giorni.
• Dopo aver congelato il progetto elettrico, abbiamo avviato immediatamente la prototipazione rapida CNC, utilizzando la stessa lega di alluminio della quantità di produzione per realizzare un prototipo funzionante e ad alta resistenza per i test di carico strutturale delle strutture critiche.

3. Risultati e valore:

Questa soluzione ha risposto perfettamente alla domanda: "Qual è la tecnologia migliore per la prototipazione funzionale?", e la risposta non è un'unica opzione. Il cliente ha completato sia la verifica elettrica che quella strutturale rispettando il budget, riducendo del 50% il ciclo di iterazione del progetto. Il prototipo CNC, estremamente affidabile, ha superato le principali certificazioni di sicurezza, fornendo una solida base per un rapido time-to-market.

La filosofia fondamentale di LS Manufacturing è quella di essere il vostro consulente strategico per la produzione. Grazie alle nostre ampie competenze tecniche e al nostro vasto know-how pratico, forniamo analisi imparziali e soluzioni end-to-end che vanno oltre la semplice combinazione di una singola tecnologia.

Quali sono gli impegni delle due tecnologie in termini di qualità superficiale e precisione?

Confrontando le tecnologie di prototipazione rapida, la finitura superficiale e la precisione sono indicatori significativi che determinano l'idoneità dei prototipi. La prototipazione rapida CNC e la stampa 3D si differenziano in modo sostanziale da questo punto di vista, e comprendere questa differenza aiuta a stabilire aspettative realistiche in termini di qualità.

1. CNC: qualità e precisione della superficie pronte all'uso

La prototipazione rapida CNC è in realtà un processo di taglio molto accurato, che consente di ottenere la qualità di finitura del prodotto finale. È in grado di ottenere direttamente finiture a specchio o texture specifiche, mantenendo facilmente una precisione dimensionale di ±0,025 mm o superiore. Ciò significa che i prototipi possono essere utilizzati per presentazioni esterne all'azienda, per il controllo di assemblaggio o come modelli master per microfusione senza fasi di post-lavorazione.

2. Stampa 3D: affidamento sulla post-elaborazione per soddisfare i requisiti applicativi

I componenti prodotti con la stampa 3D presentano solitamente grinze superficiali evidenti all'uscita dalla macchina , un artefatto intrinseco del processo di costruzione strato per strato. Inoltre, il ritiro dovuto alla polimerizzazione/raffreddamento può causare deformazioni minime. La precisione assoluta può essere estremamente elevata, ma una finitura superficiale liscia richiede trattamenti di post-lavorazione come la molatura e la sabbiatura, che richiedono tempo e denaro.

Questa tecnologia di prototipazione rapida ci insegna che se il vostro progetto richiede finiture lucide e immediate e tolleranze dimensionali ristrette, la prototipazione rapida CNC è una scelta più sicura. Tuttavia, la precisione della stampa 3D è fondamentale per ottenere la forma desiderata, e la qualità della superficie deve essere tenuta in considerazione in fase di post-elaborazione.

Perché la "produzione ibrida" di LS Manufacturing è la scelta preferita per i progetti complessi?

Quando un singolo processo produttivo si trova ad affrontare ostacoli tecnici, la strategia di "Produzione Ibrida" di LS Manufacturing dimostra il suo valore nel determinare il successo finale. Va oltre il semplice confronto tra processi di prototipazione rapida , ottenendo vantaggi supplementari attraverso un'integrazione intelligente. I limiti della produzione tradizionale e le nostre innovazioni:

Per la progettazione di stampi a iniezione , la lavorazione CNC convenzionale non è in grado di produrre canali di raffreddamento conformati con elevata aderenza alla forma del prodotto. Anche la stampa 3D non riesce a soddisfare i requisiti estremamente elevati di durezza superficiale e precisione della cavità dello stampo. Di fronte a questo dilemma, la soluzione di LS Manufacturing è:

1. Stampa 3D per l'innovazione funzionale: LS Manufacturing utilizza per la prima volta la stampa 3D in metallo per produrre inserti centrali direttamente con complessi canali di raffreddamento conformati, ottenendo prestazioni di raffreddamento irraggiungibili con i metodi di produzione tradizionali.
2. Il CNC offre precisione di base: utilizziamo la prototipazione rapida CNC ad alta precisione per lavorare la cavità dello stampo, garantendo precisione dimensionale, finitura superficiale e resistenza per gestire i carichi.

Incorporando inserti funzionali stampati in 3D nel corpo dello stampo prodotto tramite prototipazione rapida CNC, abbiamo praticamente ottenuto una riduzione del 40% del tempo di raffreddamento e ridotto significativamente la deformazione del prodotto per il nostro cliente.

Questa è l'essenza della filosofia di "produzione ibrida" di LS Manufacturing: non forniamo solo processi, ma anche un ambiente di produzione ottimale, personalizzato in base alle vostre specifiche, basato su una profonda conoscenza delle tecnologie comparative di prototipazione rapida.

Come posso ottenere le raccomandazioni di processo di LS Manufacturing in base ai parametri del progetto?

Quando si affronta la difficile decisione se prototipare tramite CNC o stampa 3D, non è necessario procedere da soli. LS Manufacturing offre un servizio di "Valutazione di Fattibilità Produttiva" semplice, professionale e completamente gratuito, che scompone le complesse scelte tecnologiche in un report oggettivo basato sulle specifiche del progetto. Per iniziare, è sufficiente fornire le seguenti semplici informazioni sul progetto:

• Requisiti di precisione e file del modello 3D: fornisci le informazioni di progettazione come base per la nostra valutazione comparativa della complessità geometrica, dello spessore delle pareti e della tecnologia di prototipazione rapida.
• Proprietà del materiale e ambiente di utilizzo: specificare i requisiti, ad esempio la resistenza, la stabilità della temperatura o la biocompatibilità che il materiale deve avere e se il prototipo verrà utilizzato per la visualizzazione, l'ispezione dell'assemblaggio o il test funzionale.
• Budget, quantità e tempistiche: condividi con noi la quantità target, il budget del progetto e la tempistica desiderata. Questo è necessario per consentirci di suggerire con precisione soluzioni di stampa 3D o servizi di prototipazione rapida CNC.

Una volta ricevute le tue informazioni, il nostro team esperto condurrà un'analisi dettagliata e ti fornirà un rapporto di valutazione completo entro un giorno lavorativo, che include processi proposti, soluzioni combinate, prezzi trasparenti e tempi di consegna garantiti.

Che tu sia indeciso tra la prototipazione con CNC o la stampa 3D, o semplicemente voglia bilanciare i vantaggi della produzione ibrida, raccontaci le tue sfide. Inviaci oggi stesso i parametri del tuo progetto per accedere al nostro esclusivo piano di produzione, studiato per un processo decisionale efficace e sicuro.

Domande frequenti

1. Ho bisogno di un prototipo in grado di resistere ad ambienti ad alta temperatura. Quale tecnologia dovrei scegliere?

La prototipazione rapida CNC è la mia scelta. Questa tecnologia processa direttamente materiali plastici tecnici resistenti alle alte temperature, come PEEK e ULTEM, e metalli come le leghe di titanio . Il prodotto risultante è costituito da una microstruttura densificata con resistenza al calore e proprietà meccaniche simili al pezzo finale, e può resistere a temperature superiori a 150 °C. I pezzi stampati in 3D, tuttavia, sono afflitti da problemi di adesione e porosità interstrato, che portano a un degrado delle prestazioni e a problemi di affidabilità durante l'esposizione prolungata ad alte temperature.

2. Se è probabile che il mio progetto cambi frequentemente, quale metodo è più conveniente?

La stampa 3D è altamente consigliata nelle fasi iniziali. Nella fase di proof-of-concept, il progetto dovrebbe molto probabilmente essere modificato più volte. La stampa 3D elimina la necessità di rifabbricare utensili e attrezzature; la modifica del file digitale consente di effettuare revisioni molto rapide, con costi per revisione contenuti. Se il progetto dovesse bloccarsi definitivamente e fosse necessaria un'ampia verifica funzionale, è possibile utilizzare la tecnologia CNC per produrre prototipi ad alte prestazioni. Questo duplice approccio massimizza i costi totali.

3. La prototipazione rapida CNC può produrre le stesse complesse strutture reticolari interne della stampa 3D?

La produzione diretta non è generalmente possibile. L'accessibilità fisica degli utensili CNC è limitata dai percorsi di lavorazione, e quindi non possono accedere a cavità chiuse e mesh interne integrali lavorate. Questo è il vantaggio intrinseco della tecnologia di stampa 3D. Tuttavia, per forme complesse o strutture di assemblaggio multicomponente, la tecnologia CNC può scomporre il componente in singole parti per ottenere una lavorazione di precisione e quindi un assemblaggio ad alta precisione per ottenere la funzione finale.

4. LS Manufacturing offre entrambi i servizi?

Sì, lo facciamo, e questo è il nostro punto di forza. Disponiamo di una gamma completa di centri di lavorazione CNC e di impianti di stampa 3D di livello industriale . Questo ci consente di fornirvi consigli di processo completamente oggettivi in ​​base alle esigenze del vostro progetto (ad esempio, prestazioni, costi e tempi di consegna), senza distorcere le raccomandazioni a favore delle nostre capacità produttive, in modo che possiate sempre ottenere la soluzione di produzione migliore per le vostre esigenze.

Riepilogo

Nella scelta tra stampa 3D e prototipazione rapida CNC, non esiste una soluzione univoca. La chiave è abbinare accuratamente le esigenze di prestazioni, i tempi e il budget di un progetto specifico ai punti di forza intrinseci di ciascun processo.

In qualità di guida di fiducia per la produzione, LS Manufacturing applica la sua competenza tecnica a doppio percorso e la sua significativa esperienza pratica per offrirti un confronto imparziale dei processi e soluzioni complete. Questo garantisce che ogni decisione di prototipazione raggiunga il giusto equilibrio tra costi, efficienza e qualità, creando una solida base per il successo del prodotto.

Contatta LS Manufacturing oggi stesso e fornisci i tuoi file 3D e le specifiche di progetto per beneficiare dei nostri servizi di consulenza specialistica in produzione. LS Manufacturing si impegna a risponderti con un "Confronto e Proposta di Processo" completo entro 24 ore , comprensivo di chiare raccomandazioni di processo, prezzi trasparenti e tempi di consegna garantiti.