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3D-Drucken oder mit der CNC-Maschine arbeiten?

Oft stellt sich die Frage, welches Herstellungsverfahren wohl für welches Objekt am besten geeignet ist. Wäre es sinnvoll, einen 3D-Drucker oder eher eine CNC-Fräse nutzen? Für welches Verfahren man sich entscheidet, sollte man davon abhängig machen, welche Art von Bauteil produziert werden soll.

Beim 3D-Drucken wird additiv, beim Fräsen subtraktiv produziert.

Für das additive Verfahren beim 3D-Druck nutzen die meisten 3D-Drucker für den Heimanwenderbereich einen heißen Kunststoffextruder. Damit wird ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut. Bei der subtraktiven Herstellung wird aus einem massiven Block des zu verarbeitenden Materials das überschüssige Material entfernt, also herausgeschnitten. Nach wie vor sind subtraktive Herstellungsverfahren immer noch weit mehr verbreitet als additive. Das betrifft insbesondere die Herstellung mit Metall oder Holz. Man denke nur an Drehmaschinen, Sägen, Bohrer und andere CNC-Maschinen, wie zum Beispiel Lasercutter. Alle diese Maschinen stellen subtraktiv her.

CNC-Fräse nur ein schlechter 3D-Drucker?

Für einen 3D-Drucker gilt eine CNC-Fräsmaschine als das subtraktiv herstellende Äquivalent. Viele Nutzer von 3D-Druck betrachten diese Technologie mittlerweile jedoch als schlechter als 3D-Druck. Ein Grund dafür ist natürlich der, dass beim Fräsen erheblich mehr Abfall als beim 3D-Drucken entsteht. Hinzu kommt, dass Staub und Abfälle das Arbeiten erschweren. Überhaupt ist Fräsen bei der Anwendung gefährlicher als drucken. Die Schneiden vom Fräser drehen sich mit hoher Geschwindigkeit, so dass Teile von abgetrenntem Baumaterial durch die Luft geschleudert werden können. Im ungünstigsten Fall bei mangelnder Befestigung sogar das Werkstück selbst.

Die Software für das Fräsen einzustellen ist auch schwieriger, als die Daten einfach nur für den Druck an den 3D-Drucker zu senden. Nachdem das Objekt in einem CAD-Programm konstruiert worden ist, ist es erforderlich, die Wege des Werkzeugs mit Computer Aided Manufacturing Software (CAM) vorzugeben. Dazu müssen sowohl die Abmessungen als auch die Lage des Ausgangsmaterials, die Abmessungen und Eigenschaften des Cutters und die Geschwindigkeit von Achsen und Spindel berücksichtigt werden. So ist für Anwender das Fräsen ein erheblich komplexerer Prozess als das 3D-Drucken.

Dennoch hat, zumindest für Privatanwender, das Fräsen den Vorteil, dass die Technologie als ausgereift gilt. 3D-Drucker für Heimanwender werden ständig stark verbessert und weiterentwickelt, aber dennoch ist immer noch viel Arbeit und Tüfteln beim Einstellen des Druckers erforderlich, um am Ende ein gutes Ergebnis für das Bauteil zu erzielen. Ein Vorteil beim Fräsen ist auch, dass die Genauigkeit und die Oberflächenqualität der Objekte oft besser ist. Das allerdings nur, wenn man die Objekte mit solchen vergleicht, die auf gängigen 3D-Druckern für Heimanwender hergestellt wurden. Professionelle Anlagen erreichen meist eine sehr hohe Oberflächenqualität der gedruckten Teile.

Zielsetzung entscheidend

Die Frage, die sich dabei grundsätzlich stellt, ist die, was für ein Objekt hergestellt werden soll. Geht es um sehr große Objekte, ist oft das Fräsen noch die günstigere Alternative. Manchmal ist Fräsen überhaupt die einzige Alternative, weil die Bauplattformen der meisten 3D-Drucker für sehr große Bauteile oft noch nicht ausreichen. Wenn man jedoch sehr komplexe Objekte produzieren möchte, eignet sich dafür meist der 3D-Drucker besser, weil dieser in der Lage ist, alle nur denkbaren Formen zu produzieren.

Für kleine Objekte ist der 3D-Drucker in jedem Fall sinnvoll, zumal die Vor- und Nachbereitung viel weniger Zeit in Anspruch nimmt als beim CNC-Fräsen.

Quelle für diesen Beitrag war dieser Artikel, der zum Teil als Übersetzung aus dem Englischen einfließt.


Petra Fastermann gründete 2010 in Düsseldorf die Firma Fasterpoly GmbH, welche 3D-Druck als Dienstleistung anbietet und außerdem selbst entwickelte Produkte unter der Marke Fasterpoly vertreibt. Im November 2011 wurde Petra Fastermann für ihr Start-up-Unternehmen mit dem Unternehmerinnenbrief NRW ausgezeichnet.

Im Juli 2012 veröffentlichte sie im Springer-Verlag ein Fachbuch zu 3D-Druck/Rapid Prototyping. Noch im selben Winter veröffentlichte sie mit “Die Macher der dritten industriellen Revolution: Das Maker Movement” ein weiteres Buch zum Thema. Ebenfalls bei Springer erschien 2014 das Buch “3D-Drucken”, eine leicht verständliche Erklärung der Technologie. Außerdem gibt es von der Autorin einige Bücher im Bereich Belletristik.