3D-Druck oder CNC-Technik: Welches Verfahren für welchen Zweck?

Die 3D-Drucktechnologie hat die Art und Weise, wie wir produzieren, nachhaltig revolutioniert und wird immer häufiger anstelle von zerspanenden Verfahren oder Spritzgusstechnologien eingesetzt, allen voran in der Automobiltechnik, der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik. Aber hat die additive Fertigung auch das Potenzial, die CNC-Bearbeitung zu verdrängen, oder ist sie vielmehr eine sinnvolle Ergänzung zur CNC-Technik? Wir beleuchten im Folgenden die Vor- und Nachteile beider Verfahren und zeigen Ihnen, wann diese bevorzugt zum Einsatz kommen. 

Additive Fertigung: kostengünstig, flexibel & nachhaltig

Der 3D-Druck ist für seine große Gestaltungsfreiheit bekannt und kann selbst komplexe Geometrien schnell und kostengünstig realisieren. Daher ist dieses Verfahren vor allem für die Herstellung von Prototypen geeignet und insbesondere in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen beliebt. Mit wenigen Handgriffen können Änderungen an der Geometrie der Konstruktion vorgenommen und die Bauteile mit geringem Aufwand effizient gefertigt werden. Im Vergleich zu CNC-Maschinen sind 3D-Drucker schnell eingerichtet, da Spannwerkzeuge entfallen und die Bedienung durch einen Konstrukteur anstelle eines geschulten Facharbeiters erfolgen kann. Der Verzicht auf Kühlmittel sowie die geringe Materialverschwendung sprechen ebenso für den 3D-Druck und sorgen für einen nachhaltigen Fertigungsprozess. Damit reduzieren sich auch die Kosten für die Lagerhaltung von Ausgangsmaterial und anfallende Späne müssen nicht aufwändig entsorgt werden.     

CNC-Technik: hohe Fertigungsgeschwindigkeit mit präzisen, stabilen Ergebnissen

Trotz der zahlreichen Vorteile additiver Fertigungstechnologien stößt dieses Verfahren aber auch an seine Grenzen und kann die CNC-Bearbeitung nur teilweise ersetzen. Steht beispielsweise Präzision im Vordergrund, ist die CNC-Werkzeugmaschine dem 3D-Drucker nach wie vor überlegen, denn dieser arbeitet mit einer Genauigkeit von durchschnittlich +/- 0,05 mm nicht ganz so exakt. Außerdem weisen die mittels 3D-Druck erzeugten Bauteile nicht die gleiche Oberflächenbeschaffenheit auf wie Bauteile, die mit einer CNC-Maschine gefertigt wurden, und gewünschte Oberflächenstrukturen lassen sich nicht so leicht herstellen. Da bei additiven Verfahren Bauteile Schicht um Schicht entstehen, haben diese oft eine geringere Festigkeit und Stabilität als Teile, die zum Beispiel aus einem massiven Metallblock herausgearbeitet wurden.

Kombination beider Technologien

Ob die herkömmliche CNC-Bearbeitung oder aber die moderne 3D-Drucktechnologie zum Einsatz kommt, hängt von vielen Faktoren ab. Daher ist die additive Fertigung weniger als Ersatz der CNC-Technik zu sehen, sondern ist vielmehr eine nützliche Ergänzung, mit der Sie je nach Anforderungen schnell, kostengünstig und nachhaltig Bauteile fertigen können. Oftmals werden sogar beide Verfahren miteinander kombiniert, wenn zum Beispiel gedruckte Objekte an mechanisch höher belasteten Stellen mit traditionell gefertigten Teilen verstärkt werden. Oder aber gedruckte Teile werden spanend nachbearbeitet, um kritische Toleranzen oder erforderliche Oberflächengüten zu gewährleisten. Es sind bereits CNC-Bearbeitungszentren im Einsatz, die mittels eines 3D-Druckkopfs im Handumdrehen in einen 3D-Drucker verwandelt werden und auf diese Weise beide Technologien in einer einzigen Maschine vereinen. Mit dem 3D-Druckkopf OPTImill 5X beispielsweise können die CNC-Fräsmaschinen von Optimum oder aber vergleichbare Maschinen mit Siemens-Steuerung erweitert werden.