CNC与RP的机加工性能比较

优胜编程龚老师

CNC与RP的机加工性能比较:

在过去的十五年里，原型复制取得了重大的进展。最初，大多数RP技术在速度方面有明显的优势，但由于精确度和材料性能等方面的问题，限制了技术的进一步发展。自从RP出现以后，由于受到某些竞争的威胁，CNC在速度得到改进的同时，也能带来众所周知的收益。同样RP在精确度、材料性能及表面抛光等方面也得到了改进。

　　了解这两种技术，对于为工作选择正确的加工工具而言，尤为重要，下列的指导可以帮助工具的选择。

　　材料

　　RP受到限制

　　材料的研究经历了很长一段过程。材料选择的范围变大了，性能也得到了保证。现在可用的材料有金属、塑料、陶瓷及复合材料等，材料的选择仍然受到一些限制。而且，大多数材料的性能与材料的加工、模制及浇注等方面的性能也不是很匹配。

　　CNC几乎不受任何限制

　　机加工中心几乎对所有的材料都能做切削处理。

　　零件的最大尺寸

　　RP的最大尺寸为600x900x500mm

　　尽管现有的工业化设备还不能加工仪表盘或者挡板，但是已有的原型可用于生产大多数的日用品和工业品。如果设备要生产的零件太大，可以先生产其各个组成部分，最后再接合成一个完整部件。必须要注意的是，尺寸对于时间有影响，制造较大的零件费时较长。

　　CNC可以生产飞机零件

　　CNC机加工可以生产的实际零件和模件的尺寸，小到台式装置大到桥式设备。可以这么说，CNC尺寸的限制也只来自所用的机械工具。

　　零件的复杂性

　　RP不受限制

　　如果一个样品可以用设计软件做模制的话，那么制造的时间或成本方面几乎不受任何影响。迅速、廉价生产复杂零件是RP的最大优势之一。

　　CNC受到限制

　　CNC机加工必须要处理部件的所有细节特征。当零件的复杂性增加时，所需设备的数量及工具的变化也会相应增加。大纵横尺寸比、深槽、深洞及方角都会使CNC切削设备的费用增大，五轴切削工具及某些技巧能够克服这些不足，但象底切这种简易操作却也能产生问题。

　　细节特征

　　RP有其独到之处

　　RP能够加工出CNC所无法做到的一些细节。比如，RP可以加工尖内角，可以加工又深又窄的通道、又高又薄的墙壁以及棱柱这些大纵横尺寸比的特征。

　　CNC有其不同之处

　　CNC有许多特征可以胜过RP，比如说锐边、平滑叠合、干净的倒角。在评估有关精确度即表面修整等细节时，这些尤为重要。

　　精确度

　　RP的精确度为0.125～0.75mm

　　RP的某些个别尺寸的精确度有可能超过0.125mm，但其一般偏差的范围为0.125～0.75mm。精确度随RP设备和尺寸大小的不同而变化。尺寸增加，精确度也加大。

　　CNC的精确度为0.0125-0.125mm

　　如果机加工设备得当，其精确度有可能达到很高，通常情况下，CNC的精确度要比RP的高，精确度一般与设备的成本相关。

　　重复精度

　　RP的重复精度低

　　RP对于影响样机质量的许多因素很敏感，在不同的时间制造零件，其结果也许会不同。温度、湿度、定位以及放置只是可以影响产品重复精度参数中的几个。

　　CNC的重复精度高

　　CNC的重复精度要比RP的高得多。如果刀具轨迹、所用工具及材料不变的话，其产品的重复性会更高。环境条件和人为因素会对结果产生影响，对于某些材料而言，温度及湿度会影响产量，因为它们能影响到技师所用设备的精确性。

　　表面精整

　　RP的Ra值为2.5～15微米

　　如果没做二次处理，即使不是全部，但有一些表面很粗糙。RP运用某些技术可把板材的厚度范围提高到0.0125～0.025mm，但是板材的层理和凹凸现象仍会影响表面的精整。如果想做二次处理的话，可使光洁度达到想要的水平，但这样做会改变零件尺寸的精确度。同时，这些操作也会增加多余的时间和成本。

　　CNC的Ra值为0.5～5微米

　　机加工与RP不同，它可以为样机、模型和刀具做出适合它们所需的表面抛光。对于RP而言，二次处理(砂磨、抛光)是可以改进表面的光洁度，但同时也会影响到精确度、时间和成本。

　　可靠性

　　RP的可靠性属于中等

　　对于大多数技术而言，产品的可靠性随着产品的不断成熟而增加。RP技术只有15年的历史，这意味着它的可靠程度会有不同的等级。该技术由于时间短、资源匮乏，有些RP生产商没有太多的时间为提高其可靠性而改进装置的组件。

　　CNC的可靠性属于中等至上等

　　CNC的研究与发展已有30多年的历史，因此它是一种值得信赖、可靠的技术。多年来，持续不断的技术改进已经消除了产生减少产品可靠性的设备元件。

　　所需操作人员

　　RP所需的操作人员极少

　　二次操作(如安置台架)除外，RP所需的人员极少。在数分钟之内，它可以为零件备好所需的信息资料并开始制造。在制造期间，需要很少或者几乎不需人员参与。

　　CNC所需的操作人员多

　　CAM软件应用虽然得到了改善，但在大多数情况下，它们仍然不能根除人员介入。设备安装及操作需要经验丰富的技师;模型在无人情况下制造更是极为罕见。

　　所需经验丰富的技工

　　RP所需这类技工极少

　　这种技术的员工工资当然不是最低，但与机加工相比较，其所需的经验丰富的技工数量较少。这种说法有几分是真实的，因为该技术本身就不需要什么工人。另外，RP经过改进后，操作过程甚至无需技艺。

　　CNC所需的这类技工较多

　　机加工需要技巧、创造力和处理问题等方面的能力。从刀具轨迹设计、加工策略到切割操作与监控，机加工都由经验丰富的技工来完成。随着公司收入的减少，技师数量的下降，很可能会缺乏制造模型所需的人力资源。

　　研制的周期

　　RP所需的周期短到中等

　　RP由于所需的员工少、操作步骤少、对设计的复杂性不太敏感，因此它不但减少了实际的制造周期，同时还也减少了整个工艺过程的时间。总体来讲，RP技术在时间和人力方面都富有效率。如果RP在下午4：30收到数据，那么第二天早上就能生产出产品来。对于CNC来说，如果没有两个班的生产时间，绝对生产不出产品的。但是，并非说RP技术对于任何零件的加工制造都是最快的。

　　CNC所需的周期属于中等

　　机加工所涉及的东西比较多，主要有人力、刀具运行轨迹、装置的固定、加工时间以及材料等等。其结果是诸多工作所花费的时间要比RP的时间多得多。但是，如果设计简单易懂，CNC也能缩短周期;如果转轴速度快，其进料速度也能改变。