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CNC fräsen oder 3D-Druck – Wann ist welche Variante sinnvoll?

Die Be- und Verarbeitung von Werkstoffen spielt in unterschiedlichsten Bereichen eine wichtige Rolle. Von der Werkzeugfertigung über die Automobilproduktion bis hin zum Hausbau werden immer wieder spezielle Bearbeitungsmethoden benötigt. Zwei Varianten sind aus dem Alltag unzähliger Betriebe dabei nicht mehr wegzudenken: das CNC fräsen und der 3D-Druck Service.

Die CNC-Bearbeitung ist eine der Fertigungstechnologien für die Bearbeitung verschiedenster Werkstoffe. In der Herstellung ist sie eine recht verbreitete, subtraktive Technik. Zu den schnell heranwachsenden Technologien für die Objektherstellung gehört der 3D-Druck. Er besitzt einige Vorteile, jedoch auch Nachteile. So lässt er sich noch nicht effektiv für die Massenproduktion einsetzen. Auch ist dieser in Bezug auf Zugänglichkeit und Geschwindigkeit eingeschränkt.

Unterschiede in der Bearbeitungsart

Hauptunterschied zwischen der CNC-Bearbeitung und dem 3D-Druck ist: Erstere ist subtraktiv, letzterer ist eine Form der additiven Fertigung. Bei der Nutzung von CNC wird mit einem Materialblock, auch unter dem Namen Rohling bekannt, begonnen und Material abgeschnitten. So erhält man das Endprodukt. Zum Einsatz kommen Spinnwerkzeuge und Fräser. Vorteilhaft sind die hohe Maßgenauigkeit und die Möglichkeit mit vielen kompatiblen Werkstoffen wie Holz, Metall und Kunststoff arbeiten zu können.

Beim 3D-Druck werden die gewünschten Objekte Schicht für Schicht hergestellt. Zur Anwendung kommen Materialien wie Harzen, Kunststofffilamente, Metall- oder Kunststoffpulver. Er bietet Formfreiheit, Anwendbarkeit in vielen Bereichen, Genauigkeit, Schnelligkeit und eine Reduzierung des Gewichts und der Kosten der Produkte.

Bearbeitung verschiedener Materialien

Zwar sind sowohl die CNC-Bearbeitung als auch der 3D-Druck mit zahlreichen Materialien kompatibel, jedoch konzentriert sich letzterer mehr auf Kunststoffe. In der CNC-Technologie werden am häufigsten ABS, Nylon, Polycarbonat, Acryl, Polypropylen, POM und PEEK verwendet. Darüber hinaus Metalle wie beispielsweise Aluminium, Edelstahl, Magnesium- und Zinklegierung, Messing sowie Titan. Im 3D-Druck hingegen kommen vermehrt Thermoplastate, darunter ABS, Nylon, PLA und ULTEM sowie Wachs oder biokompatible Harze zur Anwendung.

Kosten, Arbeitsintensität und Bedienung

Wer insbesondere mit Metall arbeitet, sollte bedenken, dass zum 3D-Drucken recht teure Industriemaschinen benötigt werden. Allerdings können einige Materialien wie beispielsweise TPU oder Superlegierungen nicht mit CNC herstellt werden. Hierfür ist entweder die Rapid Tooling-Technologie oder der 3D-Druck erforderlich.

Ein Vorteil der Druck-Technik ist die einfachere Bedienung im Vergleich zur CNC-Bearbeitung. Ist die Datei vorbereitet, steht ausschließlich noch die Ausrichtung, Füllung und Unterstützung des Bauteiles an. Hat der Druck begonnen, ist eine Aufsicht bis zur Fertigstellung des Objektes nicht nötig.

Arbeitsintensiver ist die CNC-Variante. Erfahrung ist erforderlich, um die Werkzeuge, Drehzahlen derselben, den Schneidpfad und die Neupositionierung des Materials auszuwählen. Zudem nehmen einige Nachbearbeitungstechniken mehr Zeit in Anspruch.

Im Schnitt ist der 3D-Druck günstiger. Allerdings sind die Kosten abhängig von der Anzahl der Teile und dem Zeitraum, wie schnell sie benötigt werden. Grundsätzlich gilt: Für kleine Auflagen ist der 3D-Druck besser geeignet, für größere Mengen CNC. In Sachen Umweltfreundlichkeit hat die Druckvariante die Nase vorn. Beim CNC-Verfahren wird Material vom Block weggeschnitten. Die übriggebliebenen Stücke müssen gereinigt und entsorgt werden.