原型开发，如何选择3D打印还是CNC？

青华模具霞女

在制造产品原型用于支持产品开发的时候，3D打印和CNC（计算机数控）铣床是两种需要考虑的原型制作工艺，那么在具体应用时，尤其是当设计和产品规格尚未敲定时，该如何在这两种工艺中做选择呢？结合具体案例，我们可以了解两种工艺各自的特点。
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3D打印流程优势：
) D8 _) t6 v, h1 Q1、无需使用模具，可制造复杂的几何形状，同时不会对时间或成本产生影响。它让用户可以快速交付小批量零件，并可以灵活、敏捷地适应设计变更。
7 W* q! {) Y5 \! f, j2、支持并行零件处理流程，节省时间。用户可以在单个项目中生产多个零件、生产单个零件的多个版本，或生产不同项目的多个零件。
3、无需使用多种设置来制造零件，无需操作员监督或干预。在开始作业后，设备会一直运行，直到完成零件制造。
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关于时间和成本的例证
以下示例使用37.00美元/小时的劳动力成本费率。对于每小时机器时间成本，这些示例对 3D打印和CNC均使用1.00美元的值*。对于基于扩展体积计算的材料成本，3D打印使用 1.00美元/英寸3，而CNC使用0.50美元/英寸3**。（以便携式托盘和工业机器人转接器为例）
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图片来源：Stratasys

8 V8 b0 @! ~. B7 f# N质量特征
1、 材料。3D打印流程作为整体可以处理广泛的材料类别，但每种技术只能处理一类材料，涵盖相应类别中的少量材料。CNC可以加工多种材料，其中的每一类材料都包含很多选择，限制因素仅在于材料是否可加工。
2 c3 u7 J+ r8 v9 w. F2 w; G2、材料属性。在进行CNC加工后，所得原型的机械性能几乎与原材料相同。在进行3D打印后，原型的性能与原材料的性能相似。还要考虑的是，因为流程的分层性质，3D打印零件通常具有各向异性。
+ H  E' ?! D' r/ I1 z3、CNC工艺公差更小。
5 q4 Y% n9 O8 m9 `+ U' H! T7 Q4、CNC表面光洁度更好。
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图片来源：Stratasys

: v! @& S8 o9 X9 z如果只考虑公差和光洁度的话，CNC无疑是最优的选择。但是，考虑到成本、人力及交货期等综合因素，3D打印技术具备明显的优势。所以，当前采用3D打印技术的时候，设计考虑因素包括：
• 零件尺寸与订单数量−− 批量生产小零件更为经济
• 零件尺寸与设计复杂度−− 具有中高复杂度的中小体积零件最理想
$ z$ ^+ h% Z5 S; {5 j. d& K• 零件表面积与边框体积−− 每立方英寸表面积越大，表示特征越多

驱动因素包括：
• 快速、高效的产品交付
• 确保可以进行多次设计迭代
• 可更改设计。

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