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CNC-Fräsen oder 3D-Druck?

Welches Verfahren passt zu Ihrem Bauteil?

CNC-Fräsen ist präzise und bei grösseren Stückzahlen oft günstig. 3D-Druck spielt seine Stärken bei komplexen Geometrien, kleinen Stückzahlen und kurzen Lieferzeiten aus. Häufig ist die Kombination aus beiden die wirtschaftlichste Lösung.
Messtaster prüft eine CNC-bearbeitete Funktionsfläche an einem 3D-gedruckten Metallbauteil

Die Verfahren in Kürze

  • CNC-Fräsen trägt Material von einem Rohling ab. Es erreicht enge Toleranzen und gute Oberflächen, braucht aber Spannmittel, Werkzeugzugang und je nach Bauteil mehrere Aufspannungen.
  • 3D-Druck baut das Bauteil Schicht für Schicht direkt aus den CAD-Daten auf. Innenkanäle, Hinterschnitte und Leichtbaustrukturen kosten dabei keinen Aufpreis für Werkzeuge.
  • Hybride Fertigung druckt die komplexe Geometrie und bearbeitet nur die Funktionsflächen auf der CNC-Maschine nach.

Wann 3D-Druck die bessere Wahl ist

Komplexe Geometrien

Innenkanäle, Leichtbaustrukturen und integrierte Funktionen lassen sich drucken, aber kaum oder nur mit grossem Aufwand fräsen.

Kurze Lieferzeit

Ein Ventilgehäuse der klassisch eine Fertigungsdauer von 1.5 Monaten gehabt hätte, war im 3D-Druck innerhalb einer Woche fertig.

Weniger Materialeinsatz

Gedruckt wird nur das Material, das im Bauteil steckt. Beim Fräsen aus dem Vollen wird ein grosser Teil des Rohlings zu Spänen.

Wann CNC-Fräsen die bessere Wahl ist

Enge Toleranzen

Passungen, Bohrungen und Dichtflächen lassen sich auf ±0,01 bis 0,05 mm genau fräsen oder drehen. Gedruckte Flächen werden dafür nachbearbeitet.

Einfache Teile in Serie

Ist die Geometrie einfach und die Stückzahl hoch, ist die zerspanende Fertigung pro Teil meist günstiger.

Werkstoff und Oberfläche

Wenn ein Werkstoff nicht druckbar ist oder die ganze Oberfläche ohne Nachbearbeitung sehr glatt sein muss, führt der Weg über die CNC-Maschine.

CNC-Fräsen und 3D-Druck im direkten Vergleich

KriteriumCNC-Fräsen3D-Druck
Werkzeuge und VorrichtungenFräswerkzeuge und Spannmittel, je nach Bauteil SondervorrichtungenKeine
DesignänderungenNeues CAM-Programm, unter Umständen neue VorrichtungCAD-Datei anpassen und neu drucken
GeometrieBegrenzt durch den Werkzeugzugang, Innenkanäle kaum möglichHohe Designfreiheit, auch Innenkanäle und Leichtbaustrukturen
Toleranzen±0,01 bis 0,05 mm an FunktionsflächenAbhängig vom Verfahren, enge Passungen werden nachbearbeitet
MaterialeinsatzAbtrag vom Rohling, viel ZerspanungMaterial nur dort, wo das Bauteil es braucht
LieferzeitAbhängig von Aufspannungen und FertigungsschrittenDirekter Produktionsstart aus den CAD-Daten
StückzahlWirtschaftlich auch bei grösseren SerienStark bei Prototypen, Kleinserien und Ersatzteilen

Faustregel: Je komplexer das Bauteil und je kleiner die Stückzahl, desto eher lohnt sich der 3D-Druck. Je einfacher die Geometrie und je mehr Flächen eng toleriert sein müssen, desto eher die CNC-Maschine.

So kombinieren wir 3D-Druck und CNC-Bearbeitung

Über unsere Printfactory koordinieren wir Druck, Nachbearbeitung und Messung in einer Prozesskette. Sie erhalten ein einbaufertiges Bauteil aus einer Hand.

Ingenieur bereitet ein Bauteil am Bildschirm für den 3D-Druck vor

1. Daten prüfen

Wir prüfen Ihre CAD-Daten, legen Orientierung und Stützstrukturen fest und planen, welche Flächen später bearbeitet werden.

Laser schmilzt Metallpulver im Pulverbett Schicht für Schicht auf

2. Drucken

Der Laser schmilzt das Metallpulver Schicht für Schicht auf. Innenkanäle und komplexe Formen entstehen ohne Werkzeug.

Mitarbeiter in Schutzausrüstung entfernt Restpulver aus dem Metall-3D-Drucker

3. Entpulvern

Restpulver wird entfernt, danach wird das Bauteil spannungsarmgeglüht und gestrahlt.

Qualitätsprüfung eines 3D-gedruckten Metallbauteils auf der Messmaschine

4. CNC und Messung

Passungen, Bohrungen und Dichtflächen werden auf der CNC-Maschine fertigbearbeitet und anschliessend vermessen.

Use Cases: Welches Verfahren passt zu welchem Bauteil?

Drei Bauteile aus unseren Projekten, drei unterschiedliche Antworten. Erkennen Sie Ihr Bauteil wieder?

Transparentes Präzisionsbauteil aus 3D-Druck, Vakuumguss und CNC-Bearbeitung

3D-Druck, Vakuumguss und CNC

Ein transparentes Funktionsbauteil für eine Bearbeitungsanlage. Gedrucktes Urmodell, Vakuumguss in Hei-Cast und CNC nur an Passungen und Bohrungen: ±0,01 bis 0,05 mm, wo es zählt.

Zur Success Story
Fan-Gehäuse aus AlSi10Mg, 3D-gedruckt und an den Anschlussflächen CNC-bearbeitet

3D-gedruckt, CNC nachbearbeitet

Ein Leichtbaugehäuse aus AlSi10Mg für ein Flugzeugtriebwerk. Gedruckt, spannungsarmgeglüht und sandgestrahlt. Nur die Anschlussflächen werden CNC-gedreht und -gefräst.

Zur Success Story
Multichannel Satellite Radiator aus Titan Ti-6Al-4V mit feinen Lamellen

Lamellen, die kein Fräser erreicht

Ein Radiator aus Titan mit dünnwandigen Kanälen und feinen Lamellen, spanend kaum wirtschaftlich herzustellen. Gedruckt mit 40 µm Schichtdicke in 14 Stunden.

Zur Success Story

Häufige Fragen: CNC-Fräsen oder 3D-Druck?

Ab welcher Stückzahl ist CNC-Fräsen günstiger?

Eine feste Grenze gibt es nicht, sie hängt von Geometrie, Werkstoff und Toleranzen ab. Bei komplexen Teilen kann der 3D-Druck auch bei grösseren Stückzahlen günstiger sein, bei einfachen Frästeilen ist die CNC-Maschine oft schon ab wenigen Stück vorn. Am verlässlichsten ist es, beide Varianten für Ihr Bauteil kalkulieren zu lassen.

Sind gedruckte Metallteile so fest wie gefräste?

Bei den gängigen Legierungen erreichen gedruckte Teile nach der Wärmebehandlung Festigkeiten im Bereich von gefrästem oder gegossenem Material. Unterschiede gibt es bei Bruchdehnung und Dauerfestigkeit, und die Eigenschaften hängen leicht von der Baurichtung ab. Für dynamisch belastete Teile sollten die Werte für Ihren Lastfall geprüft werden.

Kann ich ein bestehendes Frästeil einfach drucken lassen?

Ja, aber es lohnt sich meist erst, wenn die Konstruktion angepasst wird. Ein 1:1 gedrucktes Frästeil ist selten günstiger. Der Vorteil entsteht, wenn mehrere Teile zu einem zusammengefasst, Material eingespart oder Funktionen wie Kühlkanäle integriert werden.

Brauche ich für den 3D-Druck eine technische Zeichnung?

Für reine Druckteile genügt das 3D-Modell. Sobald Passungen, Gewinde oder eng tolerierte Flächen nachbearbeitet werden sollen, braucht es eine Zeichnung mit diesen Angaben. Daraus wird festgelegt, wo beim Druck Aufmass für die CNC-Bearbeitung vorgesehen wird.

Wie unterscheiden sich die Oberflächen?

Gefräste Flächen erreichen typischerweise Ra 0,8 bis 3,2 µm. Gedruckte und gestrahlte Metallflächen liegen als Richtwert bei Ra 5 bis 15 µm. Wo es auf die Oberfläche ankommt, werden gedruckte Bauteile deshalb gezielt nachbearbeitet.

Welche Metalle gibt es im 3D-Druck?

Bei Hoffmann AM unter anderem Aluminium (AlSi10Mg), Edelstahl (1.4404 / 316L), Titan (Ti-6Al-4V) sowie Inconel 625 und 718. Ist ein Werkstoff nicht im 3D-Druck verfügbar, bleibt die CNC-Bearbeitung der Weg.

Können sich Ihre Bauteile ebenfalls wirtschaftlicher fertigen lassen?

Laden Sie Ihr Bauteil hoch und erhalten Sie sofort eine Preis- und Lieferzeitabschätzung. 

 

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2️⃣ Individuelle Anfrage

Für komplexe Bauteile, Serienprojekte oder spezielle Anforderungen beraten unsere Experten Sie persönlich.

Onur Yildirim, Head of Sales Additive Manufacturing bei Hoffmann AM
Unsicher, welches Verfahren passt? Sprechen Sie mit uns.

Onur Yildirim

Head of Sales Additive Manufacturing

 +49 89 83 919 898 

  3d@hoffmann-am.com 

 Fislisbach, Schweiz