Tegenwoordig zien we steeds vaker dat moderne en conventionele productietechnologieën hand in hand gaan. 3D FDM printen biedt de mogelijkheid om snel zeer complexe vormen te fabriceren. Door toepassing van CNC draai- en freesbewerkingen kunnen zeer nauwkeurige bewerkingen worden uitgevoerd tot in het µm bereik. Door deze twee technieken samen te voegen kunnen FDM geprinte onderdelen éénvoudig met CNC machines worden (na)bewerkt.
Het CNC bewerken van 3D geprinte onderdelen
Met de FDM printtechnologie kunt u printen met technische kunststoffen zoals ABS, PC, PA, PMMA, PEEK, PPSU en andere kunststoffen. FDM is de perfecte productietechniek als het gaat om het vervaardigen van complexe vormen voor functionele producten. De ontwerpvrijheid die FDM toestaat is ongeëvenaard, zeker als we dit vergelijken met de ontwerpvrijheid bij toepassing van CNC bewerkingen . Daarnaast biedt FDM het voordeel dat producten met een invulpatroon geprint kunnen worden bijvoorbeeld lijnen, zigzag, spiraal, sinus, circulair, concentrisch, torens, honingraad of een andere invulpatroon.
Ook zijn in FDM de materialen te kiezen met specifieke eigenschappen. Zo heeft PEEK onder andere een hoge hittebestendigheid. U kunt bij de FDM fabricagemethode het materiaal kiezen op basis van de gewenste eigenschappen voor de applicatie.
Wanneer een complex gevormd onderdeel geproduceerd moet worden is de FDM techniek ideaal. Bestaan er kritische maten in het onderdeel, dan biedt CNC draaien en frezen uitkomst. Deze nauwkeurige maten kunnen na het printen op een CNC machine worden aangebracht. De combinatie van deze twee technieken werkt vele malen sneller dan de traditionele methoden. Ditzelfde geldt onder andere ook bij het vervaardigen van prototypen in kunststof waar anders een spuitgietmatrijs voor moet worden gemaakt.
Wanneer een geprint onderdeel nagewerkt dient te worden op een CNC draai- of freesmachine moeten we eraan denken materiaal toegift op te geven. Eigenlijk geldt hier hetzelfde principe als bij bijvoorbeeld smeed- of gietdelen.
Het CNC bewerken van FDM 3D geprinte onderdelen biedt de volgende mogelijkheden:
- Boren, kotteren en ruimen van gaten voor een hogere nauwkeurigheid.
- Frezen van passingen en aanlegvlakken voor samengestelde producten.
- Contourfrezen van buitencontouren voor hogere nauwkeurigheid en gladder oppervlak.
- Vlakken van oppervlakten voor hogere nauwkeurigheid en mooiere afwerking.
- Draadfrezen van gaten bijvoorbeeld voor het aanbrengen van inserts.
- Nauwkeurige bewerkingen voor onderdelen die gaan dienen als spangereedschap.
Nauwkeurigheden
Bij het FDM printen zijn met weinig moeite een nauwkeurigheid bereikt van +/- 0.1 mm. In de SOFTSHAPER cadcam printsoftware kan de krimp van de kunststoffen worden meegenomen. Hierna kan een correct G-Code bestand voor de printer worden gegenereerd. De verwarmde printkamer zorgt voor een minimale en gecontroleerde krimp. Bij CNC bewerken is het mogelijk om toleranties te bereiken in het µm bereik, zodoende kunnen middels CNC bewerkingen achteraf nauwkeurige maten worden aangebracht in geprinte onderdeel.
Enkele voorbeelden waarin FDM en CNC samenkomen
Vervaardiging van spangereedschappen
Eén zeer interessante toepassing waarin FDM printen en CNC bewerken goed bij elkaar komen is het maken van spangereedschappen voor CNC bewerkingen. Middels FDM gefabriceerde spangereedschappen zijn licht en sterk, daarnaast is er bijna geen beperking in de vormen die gemaakt kunnen worden. Een 3D geprint spangereedschap kan middels CNC bewerkingen nagewerkt worden om bijvoorbeeld spangaten of aanlegvlakken nauwkeurig aan te brengen. Eventueel kunnen middels CNC bewerkingen eventueel gewenste metalen toevoegingen aan de spangereedschappen bewerkt worden.
Invoegen van inzetstukken in een geprint product
Eén van de grote voordelen van 3D printen is dat een printproces gepauzeerd kan worden. Dit geeft de mogelijkheid om eens onderdeel, bijvoorbeeld een CNC gefreesd metalen inzetstuk, in te voegen in het 3D geprinte halffabricaat. Na het invoegen van het onderdeel kan het printproces worden hervat en ontstaat een ‘hybride’ onderdeel.
