有些聚合物，如多種材料（例如ABS、尼龍或PC），既可進行CNC加工，也可進行3D列印，因此何時使用聚合物CNC加工，何時選擇3D列印，常常成為一個疑問。本文將詳細說明CNC加工與3D列印聚合物之間的主要差異，並提出幾個需要您先明確的問題，幫助您選擇最合適的方案。
兩種方法：減材製造與增材製造
雖然最終產品可能相似，但CNC加工與3D列印的製作方式截然不同。
CNC加工（減材製造過程）
CNC加工是一種減材製造工藝，從一塊實心塑料材料開始，透過使用各種鋒利的旋轉刀具或工具，切除多餘材料，將其切割或塑形為所需產品。
3D打印（增材製造過程）
3D打印屬於增材製造，這意味著初始材料是逐層構建的，而非像減材製造那樣去除材料。3D打印通過讀取虛擬電腦設計，使用材料絲或粉末將其再現為真實、可觸的三維物體。
在CNC加工和3D打印之間進行選擇的檢查清單
在面臨選擇CNC加工或3D打印製造聚合物部件的選擇時，建議您回答以下幾個基本問題。
我的部件需要多大強度？
CNC加工部件是各向同性的，通常在機械和熱性能方面優於3D打印部件，後者由於逐層構建而呈現各向異性，因此可能在層與層之間存在結構上的弱點。
結論：如果部件的強度是首要考慮因素（例如機械的功能部件），則建議選擇CNC加工。如果可以犧牲一些強度以換取美觀或其他特性，3D打印是一個不錯的選擇（例如用於原型製作）。
多久可以拿到成品？
如果上述部件需要使用ABS材料製造，Xometry擇冪科技採用熱塑性材料熔融沉積成型（FDM）技術進行3D打印的平均交貨時間為3至5個工作日，而CNC加工的交貨時間則需要10天左右。
結論：如果需要快速獲得零件，建議選擇3D打印。
需要多少部件？
部件數量是決定生產工藝的關鍵因素。對於大批量生產，CNC加工相比於批量打印部件更具成本優勢。對於低產量（少於10件），3D打印更加合適且成本更低。對於採用ABS、PC、尼龍等低成本塑料的簡單3D打印工藝，如熱塑性材料熔融沉積成型（FDM）或激光燒結成型（SLS），無論是單個部件還是小批量（相同或不同的）部件，3D打印無疑是更優選擇。對於中等批量生產，惠普尼龍多流射熔融成型(MJF)也是一個可行且常見的選項。
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根據上述參考部件，CNC加工丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）、熱塑性材料熔融沉積成型（FDM）丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）和惠普尼龍多流射熔融成型（MJF）灰色聚酰胺12（PA12）這三種技術的單件成本分析如下。這表明，數控機床加工的丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）單件價格顯著下降，而熱塑性材料熔融沉積成型（FDM）保持不變，惠普尼龍多流射熔融成型（MJF）的價格略有下降。在大批量生產（例如超過500件）時，CNC加工加工丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）的價格將低於其他任何的3D打印技術，尤其是對於那些需要去除比打印更多材料的部件。
結論：小批量生產建議選擇3D打印，中大批量生產建議選擇CNC加工，因為數量增加後成本會顯著降低。對於中等批量生產，可以考慮使用惠普尼龍多流射熔融成型（MJF）3D打印技術，因為該技術可以同時打印多個部件，從而降低單個部件的成本。
我的設計可以通過減材製造加工嗎？
塑料的自由形式、有機幾何形狀可以輕鬆地通過基於聚合物的粉末床熔融工藝，如SLS或FDM進行製造，因為它們不需要支撐結構。儘管FDM或SLA使用支撐結構，這些支撐也可以在後處理過程中移除。生產高度複雜幾何形狀是3D打印的關鍵優勢之一。在數控機床加工中，一些複雜的幾何形狀（如晶格結構設計）是無法實現的，因為工具無法接觸到組件的所有表面。
无法通过CNC加工制造的复杂设计
結論：如果您的設計具有無法通過CNC加工實現的特徵，請考慮選擇3D打印。
需要哪些尺寸和公差？
相比於3D打印，CNC加工能夠提供更優越的性能特性和更高的尺寸精度。如果您的產品需要獨特設計並具備嚴格的公差要求，對於機械關鍵部件而言，3D打印可能並非更優選擇。
| 公差 | 最小層厚度 | 最大構建體積 | |
| CNC | ± 0.025 – 0.125 毫米 | 切削深度0.01 毫米 | 最大尺寸為 2000 x 800 x 1000 毫米 |
| SLS | ± 0.3 毫米 | 0.1-1.5 毫米 | 最大尺寸為340 x 340 x 605毫米 |
| FDM | ± 0.3 毫米 | 0.2-0.8 毫米 | 最大尺寸為914 x 610 x 914毫米 |
| MJF | ± 0.3 毫米 | 0.08 毫米 | 最大尺寸為380 x 284 x 380 mm毫米 |
相較而言，CNC加工在賦予材料機械性能方面顯然比3D打印更勝一籌。考慮到醫療和航空航天等領域對精密組件的要求，CNC加工是更優選擇，因為它幾乎沒有誤差的餘地。
與常見的3D打印技術如FDM、SLS或MJF相比，CNC加工能製造更大的部件。
結論：如果您需要嚴格的公差、精確尺寸以及大尺寸的組件，請選擇CNC加工。
需要哪種材料？
雖然有些聚合物既可以加工也可以打印，例如ABS、PA、PC，但在具備先進性能方面，3D打印提供了更多選擇。例如，樹脂（CLIP）材料和柔性塑料如熱塑性聚氨酯彈性體橡膠（TPU）這樣的特殊樹脂，具有高性能和靈活性，在CNC加工中並不適用。
結論：如果您需要剛性塑料如ABS、PC或PA，可以選擇CNC加工或3D打印；而對於柔性和樹脂類塑料，3D打印是唯一的選擇。
快速檢查
由於這兩種技術都非常具有競爭力和實用性，因此沒有絕對確定的解決方案。最適合的選擇取決於上述討論的材料、幾何複雜性、製造量和預算。以下是簡要總結信息供快速參考。
| 聚合物CNC加工 | 3D打印 | |
| 機械性能 | ⭐⭐⭐ | ⭐ |
| 原型製作 | ⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 成本 | 中大批量生產成本更低 | 小批量生產成本更低 |
| 交貨時間 | ⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 聚合物選擇 | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 設計複雜性 | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 尺寸精度 | ⭐⭐⭐ | ⭐ |
| 細節和分辨率 | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐ |
| 大尺寸部件 | ⭐⭐⭐ | ⭐ |
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