Quelles sont les différences entre l'usinage CNC et l'impression 3D ?

3 avril 2023

L'usinage CNC et l'impression 3D sont des technologies rapides, polyvalentes et rentables pour la fabrication de prototypes et de pièces finales. Cependant, si vous étudiez les deux en détail, il existe de nombreuses différences, petites mais importantes. Lorsqu'il s'agit de savoir lequel utiliser pour une pièce particulière, la réponse commence généralement par « Cela dépend… ».

Lors de la fabrication d'une pièce par usinage CNC, le processus commence avec un matériau solide (une « ébauche ») et le processus d'usinage utilise une variété d'outils de coupe pour enlever de la matière, petit à petit conformément aux parcours d'outils programmés, pour laisser la géométrie requise. L'usinage CNC est appelé processus soustractif car il enlève de la matière pour créer la pièce.

En revanche, l’impression 3D construit la pièce couche par couche. Pour ce faire, SLS utilise un laser haute puissance qui fusionne une poudre fine, tandis que SLA, PµSL, DLP et PolyJet fabriquent des pièces à partir de résines liquides photopolymérisables (photopolymères). L’impression 3D est donc connue sous le nom de processus additif.

On dit parfois que les procédés soustractifs génèrent un gaspillage en termes d’utilisation de matériaux, par rapport aux procédés additifs. Cela peut être vrai, en fonction de la géométrie de la pièce. Néanmoins, pour la plupart des projets dans lesquels nous sommes impliqués, le coût des matériaux n'est qu'un des nombreux facteurs à prendre en compte lors du choix de la technologie de fabrication, et il est peu probable qu'il soit déterminant.

Que la pièce soit destinée à un prototype ou à une application finale, le concepteur saura quelles propriétés du matériau sont nécessaires, en gardant à l'esprit les exigences fonctionnelles de la pièce et son environnement d'exploitation. Les propriétés des matériaux peuvent souvent être cruciales dans la décision d'utiliser l'usinage CNC ou l'impression 3D, même si cela signifie que la géométrie de la pièce doit être légèrement modifiée pour améliorer l'usinabilité ou l'imprimabilité.

Nous disposons de stocks importants des matériaux les plus couramment spécifiés pour l'usinage CNC, à savoir l'alliage d'aluminium de qualité 6082, l'acier inoxydable de qualité 304 (A2), l'acier inoxydable de qualité 316 (A4), l'acétal (POM, Delrin) et l'acrylique (PMMA). Les autres métaux que nous usinons souvent CNC comprennent le cuivre, le laiton, le bronze phosphoreux, l'acier doux et l'acier à outils. Nous usinons également une grande variété de plastiques techniques, allant de l'ABS, du HDPE et du polypropylène, jusqu'au PEEK et au PTFE.

De plus, la polyvalence de l'usinage CNC nous permet d'acquérir et d'usiner presque tous les matériaux solides, tels que les mousses à modeler, le MDF et les planches à outils.

Pour l’impression 3D, il existe des centaines de matériaux différents sur le marché, bien que chaque technologie d’impression 3D ne soit compatible qu’avec un sous-ensemble d’entre eux. De plus, il y aura toujours des paramètres de fonctionnement optimaux pour chaque combinaison de machine et de matériau. Afin de pouvoir maintenir une qualité élevée et des délais d'exécution rapides, nous avons sélectionné une gamme de matériaux qui, d'après notre expérience, répondent à la grande majorité des exigences de nos clients. Ayant réalisé des milliers de pièces avec ces matériaux, nous savons en tirer le meilleur parti.

Nous conseillons aux clients de décider quelles propriétés sont requises pour la pièce, puis d'examiner quelle technologie d'impression 3D permet de fabriquer des pièces à partir de matériaux appropriés, tout en gardant à l'esprit les avantages et les inconvénients des différentes technologies d'impression 3D.

Avec cinq technologies en interne et un choix de matériaux pour toutes sauf une (nous utilisons uniquement du nylon PA2200 dans nos machines SLS), nous proposons une très large gamme de propriétés de matériaux pour les pièces imprimées en 3D. À une extrémité du spectre se trouvent des matériaux solides et rigides tandis que, à l’autre extrémité, les pièces peuvent avoir des propriétés souples et semblables à celles du caoutchouc.

Il convient de noter que presque tous les matériaux rigides peuvent être usinés CNC, mais pas les matériaux élastomères souples. C’est un domaine dans lequel l’impression 3D présente un avantage par rapport à l’usinage CNC. Mais rappelez-vous qu'il existe une autre option pour les pièces en élastomère : soit sur une machine CNC, soit en imprimant en 3D un modèle principal, puis utilisez-le pour couler sous vide une ou plusieurs pièces dans une formulation souple de résine polyuréthane.