SLS 3D tisk vs. CNC obrábění: co je lepší pro plastové díly?

Krátká odpověď

Zvolte SLS, když je díl složitý, má vnitřní kanálky, podkosy nebo organické tvary, když lze několik dílů sloučit do jednoho, nebo když potřebujete rychle několik kusů či variant. Zvolte CNC obrábění, když díl vyžaduje úzké tolerance, hladké těsnicí nebo kluzné plochy, specifický plast jiný než PA 12, nebo se jedná o jednoduchý prizmatický blok. Mnoho dobrých návrhů využívá obojí: tištěný díl s několika obrobenými prvky.

Jak obě technologie fungují

SLS (selektivní laserové spékání) vytváří díl vrstvu po vrstvě z nylonového prášku. Laser spéká každý průřez a okolní prášek díl podpírá, takže nejsou potřeba žádné podpůrné struktury ani přístup pro nástroj. Tiskneme bílý PA 12 z prášku PA 2200 od společnosti EOS na tiskárně EOS FORMIGA P 110 Velocis. Více v článku co je SLS 3D tisk.

CNC obrábění odstraňuje materiál z plného bloku pomocí rotujících fréz. Každý povrch musí být dosažitelný nástrojem, vnitřní rohy si zachovávají alespoň poloměr frézy a díl musí být upnut a často otočen pro druhé upnutí.

Srovnání bok po boku

Kdy je SLS lepší volbou

• Složité tvary: vnitřní vedení, kabelové kanálky, zakřivené povrchy a žebra, které by vyžadovaly mnoho upnutí nebo by je nebylo možné obrobit vůbec.
• Sloučené sestavy: držák, spona a vedení kabelu vytištěné jako jeden díl místo tří obrobených dílů a šroubů.
• Západky a panty: houževnatý PA 12 vyhovuje západkovým spojům a pantům tištěným vcelku.
• Varianty a více kusů: různé verze přípravku nebo deset kopií krytu jsou jednoduše další díly ve stejné objednávce.
• Lehké díly: výroba dutých profilů a kapes nestojí nic navíc; EOS uvádí hustotu 0,93 g/cm³ pro PA 2200.
• Rychlá iterace: žádné programování a žádné přípravky, takže změněný návrh znamená nové nahrání a okamžitou cenu.

Kdy je CNC obrábění lepší volbou

• Úzké tolerance: přesné otvory, uložení ložisek a dosedací plochy, které musí být přesnější než naše směrnice ±0,3 %.
• Hladké funkční povrchy: těsnicí plochy, kluzná vedení a optické nebo průhledné díly.
• Specifické materiály: POM pro nízké tření, PEEK pro vysoké teploty, průhledný akrylát nebo materiál vyžadovaný specifikací.
• Jednoduché bloky a desky: plochá deska s několika otvory se rychle frézuje a nemá žádnou geometrii, kterou by SLS vylepšilo.
• Díly větší než komora: když rozdělení dílu není přijatelné.

Hybridní pracovní postup: vytiskněte a poté obrobte to důležité

Mnoho funkčních dílů potřebuje složité tělo, ale jen několik přesných prvků. Běžným přístupem je vytisknout díl pomocí SLS a následně obrobit pouze tyto prvky:

• Otvory: vytiskněte je o něco menší a vystružte nebo vyvrtejte je na konečnou velikost.
• Závity: vyřízněte je do vytištěného dílu nebo použijte kovové závitové vložky.
• Styčné plochy: ponechte malý přídavek na obrábění na plochách, které musí být rovné nebo na sebe kolmé, a po vytištění je zarovnejte.
• Smíšené sestavy: obrobená základní deska nebo hřídel v kombinaci s tištěnými držáky, kryty a vodítky.

Náš průvodce tolerancemi vysvětluje, která lícování fungují přímo z tiskárny. Pokud projekt vyžaduje společný návrh tištěných i obráběných dílů, specialisté z prototype.builders vám mohou pomoci s návrhem a prototypy.

Navrhování pro jedno nebo druhé

Díl navržený pro frézování často vypadá hranatě: ploché stěny, rovné kapsy a dostatek materiálu pro upnutí. Když takový díl přejde na SLS, může obvykle ztratit materiál: nahraďte plné části žebry, spojte oddělené kusy a přidejte zaoblení tam, kde už fréza neurčuje poloměr rohu. Dvě pravidla SLS, která je třeba dodržet: stěny o tloušťce alespoň cca 0.8 mm (kalkulačka varuje při nižší hodnotě) a alespoň dva únikové otvory o průměru alespoň 5 mm pro každou uzavřenou dutinu. Zbytek pokrývají pokyny pro navrhování pro SLS.

Naopak díl navržený pro SLS s vnitřními kanálky nebo mřížkami může být nemožné obrobit bez jeho rozdělení na několik kusů.

Rychlý průvodce rozhodováním

Časté dotazy

Je 3D tisk SLS levnější než CNC obrábění?

Záleží na dílu. Složité tvary, spojené sestavy a několik kusů nebo variant obvykle hovoří pro SLS, protože složitost stojí málo a není potřeba žádné programování ani přípravky. Jednoduché bloky a desky je často rychlejší vyfrézovat. Nahrajte model do kalkulačky a okamžitě uvidíte cenu za SLS.

Je SLS stejně přesné jako CNC obrábění?

Ne. Naše směrnice pro navrhování pro laserem spékaný PA 12 je ±0.3 % se spodním limitem ±0.3 mm. CNC obrábění dokáže udržet mnohem užší tolerance na kritických prvcích, takže přesné otvory a plochy se často obrábějí až po vytištění.

Lze díly z SLS po vytištění obrábět?

Ano. PA 12 lze vrtat, vystružovat, řezat do něj závity a zarovnávat. Ponechte malý přídavek na obrábění na prvcích, které chcete obrobit, a otvory vytiskněte o něco menší.

Které plasty lze CNC obrábět, ale vy je netisknete?

Tiskneme pouze PA 12. Materiály jako POM, PEEK, PA 6, PE nebo průhledný akrylát se obvykle obrábějí z polotovarů.

Jsou díly z SLS stejně pevné jako obráběný nylon?

Laserem spékaný PA 12 se blíží mnoha vstřikovaným nebo obráběným plastům, ale je poněkud slabší ve směru stavby: EOS uvádí 48 MPa ve vrstvách a 42 MPa napříč nimi pro PA 2200. Obráběné díly mají vlastnosti výchozího materiálu.

Měl bych přepracovat obráběný díl pro SLS?

Obvykle se to vyplatí. Nahraďte plné části žebry, spojte oddělené kusy, zaoblete rohy, udržujte stěny nad cca 0.8 mm a každé uzavřené dutině dejte alespoň dva únikové otvory o průměru alespoň 5 mm.