¿Impresión 3D y mecanizado CNC? Se trata de dos tecnologías de fabricación que en las últimas décadas han resultado muy útiles, sobre todo a la hora de resolver los retos de diseño que afrontan los fabricantes en la actualidad.
La impresión 3D y el mecanizado CNC se encuentran presentes en muchos sectores industriales, pero el uso de cada tecnología también genera confusión y polémica. ¿Son tecnologías de producción excluyentes entre sí?, ¿pueden ser complementarias?, ¿en qué casos una puede resultar más eficiente cada una?
Para responder estas y otras preguntas, hoy presentamos una completa comparativa de impresión 3D y mecanizado CNC, las dos tecnologías de fabricación más populares en la industria del siglo XXI.
Impresión 3D y mecanizado CNC, tecnologías de fabricación
Para entrar en materia, conviene entender cada una de estas dos tecnologías de fabricación que predominan en el momento actual dentro del sector industrial.
Impresión 3D
También conocida como Tecnología de Fabricación Aditiva, la impresión 3D utiliza la imagen digital de un objeto, para realizar una impresión en capas que produce una replica idéntica del mismo. La impresión 3D admite gran variedad de formatos y tamaños (como el es caso de las impresoras inteligentes de gran formato JCR3D).
Esta tecnología también permite el uso de muchos materiales, razón por la que cada vez más empresas eligen esta tecnología para trasformar sus procesos productivos.
Mecanizado CNC
El mecanizado CNC (control numérico computarizado) es una tecnología de fabricación basada en el fresado común. De hecho, el mecanizado es una evolución del torno. Tanto es así, que esta tecnología también es conocida como torno CNC.
A diferencia de la impresión 3D, el mecanizado CNC comienza con un bloque sólido y utiliza diversas herramientas rotativas, afiladas o cortadores, para retirar el material necesario y obtener una forma final.
Este método de fabricación ha sido muy popular, especialmente para trabajos a media o gran escala, y no tanto para la elaboración de prototipos. Esto es debido a que es una tecnología precisa y su gran cualidad es la repetibilidad.
Comparativa entre impresión 3D y mecanizado CNC
El objetivo de nuestra comparativa entre estas dos tecnologías de fabricación es evaluar el rendimiento, la eficiencia y la capacidad de trabajo de cada una de ellas en diferentes áreas: materiales, velocidad, complejidad, precisión, geometría, automatización y coste.
Materiales
- Impresión 3D: la amplia gama de equipos disponibles (personales, profesionales o industriales) y las boquillas de diferentes calibres y materiales, que van desde el latón hasta el acero reforzado garantizan poder utilizar una gran diversidad de materiales. Entre ellos podemos citar metales, ABS, Nylon, termoplásticos, cerámicos, cera, arena, aleaciones, etc…
- Mecanizado CNC: el mecanizado CNC hereda la tendencia de su ‘padre’ el torno. Por ello, su uso casi se restringe a la fabricación de piezas en metal, aunque también puede admitir algunas maderas y termoplásticos. Como estos materiales varían en su consistencia y sus características, se deben utilizar diferentes tipos de cortadores para cada uno de ellos.
Velocidad
- Impresión 3D: la impresión 3D de una pieza sencilla, en un solo paso, en comparación con el mismo objeto producido en mecanizado CNC es más lenta, pero no de forma significativa. Cuando se trata de piezas complejas la cuestión cambia.
- Mecanizado CNC: sin duda, en la fabricación de piezas sencillas, cuando se astilla un bloque sólido y no se requieren varias etapas, este es más rápido. Pero en piezas complejas, es necesario pasar por varias etapas y, por ello, la situación es totalmente inversa. De este modo, lo que con mecanizado puede tardar horas, con impresión 3D el trabajo se realiza en un solo paso a mayor velocidad llegando a ser de pocos minutos.
Complejidad
- Impresión 3D: sin duda, una de las grandes ventajas de la impresión 3D es la posibilidad de producir diseños complejos en un solo paso, con muy poco proceso de planificación. Hoy en día, con la aparición de impresoras 3D industriales, como las impresoras JRC3D, ni siquiera el tamaño de la construcción representa una limitación.
- Mecanizado CNC: se podrían elaborar diseños complejos, como los que podemos obtener con la impresión 3D, a costes superiores y en periodos de tiempo mayores. Esto debido a sus limitaciones de recursos internos y maniobrabilidad. Por ello, esta tecnología está recomendada para la fabricación de series muy largas.
Precisión
- Impresión 3D: con la impresión 3D esperamos niveles de precisión muy altos. Contando con la boquilla correcta, el software 3D adecuado y un diseño eficaz, se alcanzará la precisión esperada sin contratiempos.
- Mecanizado CNC: algunos sistemas también ofrecen trabajos altamente precisos.
Geometría
- Impresión 3D: siempre que el diseño sea correcto, no habrá problemas.
- Mecanizado CNC: las máquinas CNC dependen de un proceso que sigue una trayectoria de la herramienta de corte para eliminar el material. Hay restricciones en la superficie de la máquina que obligan a reposicionar la pieza y definir nuevamente la configuración. Por tanto, implica mayores costes y aumentar los tiempos de producción.
Automatización
- Impresora 3D: una vez que el modelo ha sido cargado y configurado de forma correcta y la altura de la capa y los lugares de apoyo son seleccionados, la impresora 3D puede producir una pieza completa sin ninguna intervención humana.
- Mecanizado CNC: requiere un operador con experiencia o un ingeniero para seleccionar herramientas, velocidad, posición en primer plano, ángulo y trayectoria de corte. Estos factores influyen directamente en la calidad de la pieza final y en el tiempo de construcción.
Coste
Respecto al coste, que es siempre un factor importante a considerar en cualquier proyecto, el mecanizado CNC suele requerir una gran inversión mientras la tecnología 3D permite acceder a la tecnología desde precios más asequibles y con ratios de amortización atractivos.
Los siguientes casos de éxito te pueden ser de ayuda para comprender las ventajas en términos de coste y tiempo que supone la impresión 3D frente al mecanizado CNC:
- Caso de éxito: Elementos de ensamblaje para perfiles estructurales
- Caso de éxito: CDE Modelo de puente optimizado por elementos finitos
- Caso de éxito: Acople por vacío para brazo robótico
- Caso de éxito: Fabricación de moldes de termoconformado
Conclusión
Gracias a la posibilidad de empleo de toda una gama de materiales, su facilidad para afrontar diseños complejos y a su rentabilidad, la impresión 3D resulta una opción a tener muy en cuenta en el sector industrial.
Impresión 3D y mecanizado CNC resultan muy útiles en la industria, pero ambas tecnologías tienen sus particularidades. Por ello, podemos concluir que cada vez más la mejor elección es el uso complementario de las mismas.
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