CNC-Bearbeitung und 3D-Druck: Unterschiede und Vergleich

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck steht für zwei grundlegend unterschiedliche Fertigungstechniken. Bei der CNC-Bearbeitung handelt es sich um ein subtraktives Verfahren, bei dem Material abgetragen wird, um Teile herzustellen, während beim 3D-Druck - auch als additive Fertigung bekannt - Objekte Schicht für Schicht aufgebaut werden. Der 3D-Druckmarkt erreichte 2025 ein Volumen von 29,29 Milliarden USD und wird bis 2034 voraussichtlich auf 134,58 Milliarden USD anwachsen. Der Markt für CNC-Maschinen erreichte 2025 ein Volumen von 101,22 Mrd. USD und wird bis 2032 voraussichtlich 195,59 Mrd. USD erreichen.

Bei Lewei Precision haben wir seit 2008 beide Fertigungsmethoden in Tausenden von Projekten eingesetzt. In unserem nach ISO 9001:2015 zertifizierten Werk werden monatlich mehr als 10.000 Teile bearbeitet, so dass wir direkt wissen, wann welche Technologie optimale Ergebnisse liefert.

Was ist 3D-Druck?

3D-Druck, Bei der so genannten additiven Fertigung werden Teile durch schichtweises Auftragen von Material aus einem 3D-Modell hergestellt. Der Herstellungsprozess beginnt mit einer CAD-Software, die die Entwürfe in dünne Schichten zerlegt. Der Drucker baut dann jede Schicht auf, wobei der Prozess bis zur Fertigstellung wiederholt wird.

Zu den gängigen Drucktechnologien gehören:

• FDM-3D-Druck: Extrudiert Thermoplaste durch beheizte Düsen
• SLA: Aushärtung von Flüssigharz mit UV-Lasern
• SLS: Verschmelzen von Pulver mit Lasern
• Direktes Metall-Laser-Sintern: Herstellung von Metallteilen durch Pulverschmelzen

Viele 3D-Drucker verarbeiten Polymere, Harze und Metalllegierungen. Der 3D-Druck aus Metall befindet sich noch in der Entwicklung, wird aber im Jahr 2024 einen Umsatz von über 4 Mrd. USD mit Hardware erzielen. Das additive Verfahren erzeugt nur minimalen Abfall, da das Material nur dort hinzugefügt wird, wo es benötigt wird.

Lewei Präzision Anwendung: Für einen Kunden aus der Luft- und Raumfahrtindustrie haben wir kürzlich 50 komplexe Teile mit internen Kühlkanälen im 3D-Metalldruck hergestellt. Herkömmliche Methoden hätten die Montage von 6 separaten Komponenten erfordert.

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung verwendet computergesteuerte Werkzeuge, um Material aus massiven Blöcken zu entfernen. Das subtraktive Verfahren umfasst Fräs-, Dreh-, Bohr- und Schleifvorgänge. Eine CNC-Maschine liest G-Code-Anweisungen, um die Schneidwerkzeuge mit einer Genauigkeit von bis zu ±0,005 mm zu führen.

Primäre Maschinentypen:

• CNC-Fräsen: Mehrachsiges Schneiden für komplexe Geometrien
• CNC-Drehen Zentren: Rotierende Werkstücke für zylindrische Teile
• 5-Achsen-Maschinen: Gleichzeitige Bewegung für komplizierte Merkmale
• Schleifmaschinen: Ultra-glatte Oberfläche

Bei der CNC-Bearbeitung wird praktisch jeder bearbeitbare Kunststoff oder jedes bearbeitbare Metall verwendet, von Aluminium bis zu gehärtetem Werkzeugstahl. Bei diesem Fertigungsverfahren bleiben 100% der ursprünglichen Eigenschaften des Materials erhalten. Moderne Systeme integrieren KI-gestützte adaptive Steuerungen und digitale Zwillingsüberwachung.

Die Lewei-Präzisionsfähigkeit: Unsere mehr als 45 CNC-Maschinen ermöglichen Toleranzen von ±0,003 mm. Im letzten Quartal haben wir mehr als 15.000 Präzisionskomponenten für Hersteller medizinischer Geräte geliefert, die eine hohe Maßgenauigkeit erfordern.

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck

Die wichtigsten Unterschiede zwischen 3D-Druck und CNC-Bearbeitung liegen in der Verfahrensmechanik und den Ergebnissen. Bei der CNC-Bearbeitung wird Material abgetragen, um Teile herzustellen, während sie beim 3D-Druck additiv hergestellt werden. Dieser grundlegende Unterschied wirkt sich auf alles aus, von den Möglichkeiten der Teilegeometrie bis zu den endgültigen Materialeigenschaften.

3D-Druck vs. CNC Der Vergleich zeigt deutliche Vorteile:

Die CNC-Bearbeitung wird im Allgemeinen bevorzugt, wenn Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität entscheidend sind. Der 3D-Druck eignet sich hervorragend für komplexe Teile mit inneren Merkmalen, die nicht bearbeitet werden können.

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Vergleich der Leitkosten

Kostenstrukturen für Metall-3D-Druck vs. CNC-Bearbeitung unterscheiden sich erheblich. Die CNC-Bearbeitung kostet in der Regel 250-500 USD für einfache Prototypenteile, was auf die Programmierung und die Einrichtung der Werkzeuge zurückzuführen ist. Das gleiche Teil per 3D-Druck kann 50-80 USD kosten.

Bei Wiederholungsaufträgen bietet die CNC-Bearbeitung jedoch eine bessere Wirtschaftlichkeit. Einmal programmiert, senkt die Produktion vieler Teile die Kosten pro Stück drastisch. Die Entscheidung für 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung hängt oft von der Stückzahl ab - der Break-even-Punkt liegt je nach Komplexität des Teils typischerweise zwischen 50 und 100 Stück.

Echte Lewei-Daten: Die Aluminiumhalterung eines Kunden kostet 45 USD im FDM-3D-Druck gegenüber 380 USD für das erste CNC-gefräste Teil. Bei Stück 75 sanken die CNC-Kosten auf 22 USD pro Teil, während der 3D-Druck bei 45 USD blieb.

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Vergleich der Geschwindigkeit

3D-Druck und CNC-Bearbeitung weisen unterschiedliche Zeitvorteile auf. Der 3D-Druck ermöglicht eine schnellere Inbetriebnahme - die Dateien werden innerhalb von Minuten geladen und der Druck beginnt sofort. Die Bauzeit hängt von der Größe und Geometrie des Teils ab und beträgt für die meisten Komponenten zwischen 2 und 24 Stunden.

Die CNC-Bearbeitung ist anfangs oft langsamer. Die Programmierung von Werkzeugwegen, die Auswahl von Fräsern und die Konstruktion von Spannvorrichtungen nimmt 2-8 Stunden in Anspruch. Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist, ermöglicht die Bearbeitung eine schnelle Teileproduktion. Einfache Teile werden in 15-45 Minuten tatsächlicher Bearbeitungszeit fertiggestellt.

Bei Prototypen und Endverbrauchsteilen in Mengen unter 10 Stück ist der 3D-Druck in der Regel insgesamt schneller. Bei mehr als 25 Stück werden durch CNC-Bearbeitung oft ganze Chargen schneller fertiggestellt als durch mehrere 3D-Druckläufe.

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Volumenvergleich

Das Volumen hat einen großen Einfluss auf die Entscheidung zwischen 3D-Druck und Produktion. Beim 3D-Druck bleiben die Kosten pro Einheit konstant - egal, ob 1 oder 100 Teile hergestellt werden, für jedes werden das gleiche Material und die gleiche Bearbeitungszeit benötigt. Dies eignet sich perfekt für kleine Stückzahlen.

Die CNC-Bearbeitung wird im Allgemeinen ab 50 Stück wirtschaftlich, da sich die fixen Einrichtungskosten auf die Teileproduktion verteilen. Unsere Betriebsdaten zeigen, dass die CNC-Stückkosten zwischen dem ersten und dem hundertsten Teil um 60-70% sinken. Beim Hochgeschwindigkeits-CNC-Drehen können mehr als 200 Teile pro Schicht hergestellt werden, sobald die Vorrichtungen fertig sind.

Arbeitsabläufe in der Fertigung zunehmend beide Technologien kombinieren. Nutzen Sie den 3D-Druck für erste Prototypen und gehen Sie dann bei steigender Nachfrage zur CNC-Bearbeitung über. Dieser Ansatz bietet Ihnen das Beste aus beiden Welten.

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Vergleich der Materialien

Die Materialauswahl trennt diese beiden Fertigungsverfahren grundlegend. Bei der CNC-Bearbeitung können Teile aus jedem bearbeitbaren Material hergestellt werden - Aluminium, Titan, Edelstahl, Messing, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe. Die Teile behalten ihre ursprünglichen Eigenschaften, da der subtraktive Prozess die Materialstruktur nicht verändert.

Die Zahl der 3D-Druckmaterialien nimmt weiter zu, bleibt aber begrenzt. Der Polymerdruck dominiert mit PLA, ABS, Nylon und technischen Harzen. Der 3D-Druck aus Metall ist noch weniger verbreitet als der Kunststoffdruck, nimmt aber rasch zu. Zu den verfügbaren Metalllegierungen gehören Aluminium, Titan, Edelstahl und Inconel.

Im 3D-Druck hergestellte Teile weisen oft eine geringere Festigkeit auf. FDM-3D-gedruckte Teile erreichen in der Regel eine Festigkeit von 10-20% des Bulkmaterials aufgrund der Schichtadhäsion. SLS-Nylon erreicht 90-100%. Bei der CNC-Bearbeitung werden Teile mit konsistenten isotropen Eigenschaften hergestellt, die denen des Ausgangsmaterials aus Metall entsprechen.

Lewei Testergebnisse: Unsere Zugversuche an Aluminiumteilen zeigen, dass CNC-gefräste Proben trotz identischer Legierungszusammensetzung eine Festigkeitsreduzierung von 310 MPa gegenüber 165 MPa für DMLS-gedruckte Äquivalente - 50% - aufweisen.

Vorteile von 3D-Druck und CNC-Bearbeitung

Warum der 3D-Druck?

Bei der Produktentwicklung kommt es darauf an, dass Prototypen schnell hergestellt werden. Der 3D-Druck bietet diese Schnelligkeit - kein wochenlanges Warten auf die Konstruktion von Werkzeugen oder Vorrichtungen. Senden Sie einfach Ihre Datei, und die Teile werden innerhalb weniger Stunden hergestellt. Das additive Verfahren verschwendet fast nichts im Vergleich zum Wegschneiden von 95% eines Metallblocks.

Komplexe Geometrien, über die Maschinenbauer den Kopf schütteln? Kein Problem für 3D-Drucker. Interne Kühlkanäle, organische Gitterstrukturen, Teile in Teilen - der Drucker baut, was immer das 3D-Modell zeigt. Für Start-ups und F&E-Teams, die 5 bis 50 Einheiten herstellen, bleiben die Kosten ohne Investitionen in Werkzeuge angemessen. Design-Iterationen können in Tagen statt in Monaten durchgeführt werden.

Warum die CNC-Bearbeitung:

Wenn es auf die Oberflächengüte ankommt, liefert die CNC-Bearbeitung die besten Ergebnisse. Wir sprechen hier von spiegelglatten Oberflächen um Ra 0,4 μm, an die der 3D-Druck nicht herankommt. Die Maschine schneidet aus massivem Material, sodass die Teile 100% der Festigkeit des Grundmetalls behalten - ohne Probleme mit der Schichthaftung oder Richtungsschwächen, um die man sich sorgen muss.

Toleranzanforderungen unter ±0,05 mm? CNC erledigt das routinemäßig. Unsere Maschinen halten ±0,003 mm bei kritischen Merkmalen ein. Außerdem gibt es keine Materialbeschränkungen - Aluminium, Titan, Edelstahl, Messing, exotische Legierungen, technische Kunststoffe. Was auch immer für die Anwendung benötigt wird, die CNC-Bearbeitung macht es möglich. Sobald Sie 50 oder mehr Teile herstellen, kippt die Wirtschaftlichkeit zu Gunsten der CNC-Bearbeitung.

Nachteile von 3D-Druck und CNC-Bearbeitung

Grenzen des 3D-Drucks:

Schichtlinien sind auf gedruckten Teilen zu sehen - so funktioniert das additive Verfahren. Manchmal sind sie kaum sichtbar, ein anderes Mal müssen sie abgeschliffen oder beschichtet werden. Die Genauigkeit des 3D-Drucks liegt in der Regel bei ±0,1 bis 0,5 mm, abhängig von der Drucktechnologie und der Größe des Teils. Das ist nicht schrecklich, aber auch keine maschinelle Präzision.

Die Bedenken hinsichtlich der Festigkeit sind real. FDM-Teile erreichen möglicherweise nur eine Festigkeit von 10-20% des Massenmaterials. Der 3D-Metalldruck ist mit 50-70% besser, aber das ist immer noch schwächer als bei maschinell gefertigten Teilen. Stützstrukturen müssen entfernt werden und hinterlassen Spuren. Die Herstellung vieler Teile dauert ewig, da jedes Teil einzeln gefertigt wird. Und vergessen Sie Materialien, die Ihr spezieller Drucker nicht verarbeiten kann.

Grenzen der CNC-Bearbeitung:

Die Einrichtungskosten schmerzen. Programmieren von Werkzeugwegen, Entwerfen von Spannvorrichtungen, Auswählen von Werkzeugen - rechnen Sie mit 2 bis 8 Stunden, bevor der erste Span fliegt. Das erste Teil kann $500 kosten, während die Materialkosten $15 betragen. Auch die Materialverschwendung ist unangenehm, manchmal werden 40-95% als Späne und Ausschuss weggeworfen.

Der Zugang zum Werkzeug schränkt die Konstruktionen ein. Man kann nicht bearbeiten, was der Fräser nicht erreichen kann. Interne Merkmale ohne Zugang von außen? Unmöglich. Tiefe Taschen mit engen Öffnungen? Viel Glück. Sie brauchen erfahrene Zerspanungsmechaniker, die sich mit Vorschüben, Geschwindigkeiten und Werkzeugen auskennen - und nicht etwas, das sie an einem Wochenende gelernt haben. Komplexe Teile müssen möglicherweise mehrfach eingerichtet und neu positioniert werden, wodurch sich die ohnehin schon lange Einrichtzeit vervielfacht.

Schlussfolgerung

Beide CNC-Bearbeitung und 3D-Druck lösen unterschiedliche Probleme. Sie benötigen enge Toleranzen und glatte Oberflächen für die Produktion? CNC-Bearbeitung ist besser. Möchten Sie diese Woche fünf Designvarianten testen, ohne $10.000 auszugeben? Nutzen Sie den 3D-Druck.

Hier bei Lewei Precision arbeiten wir seit 17 Jahren mit beiden Technologien. Das sind mehr als 500.000 gelieferte Teile, und ehrlich gesagt, wir verwenden die Methode, die am sinnvollsten ist. Ein Kunde aus der Medizintechnik benötigte 200 Titanimplantate mit Toleranzen von ±0,01 mm - die CNC-Bearbeitung war die einzige Option. Ein anderer Kunde wollte 10 Gehäuse mit internem Gurtband zur Gewichtsreduzierung - mit dem 3D-Druck war das in 3 Tagen erledigt.

Die Märkte stützen beide Ansätze. Der 3D-Druck wächst jährlich um 18,52%, während die CNC-Bearbeitung bis 2032 um 9,9% zunimmt. Die Unternehmen entscheiden sich nicht für eine Seite, sondern für die, die für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet ist. Das ist genau das, was wir empfehlen.

Zitate

1. Vorrangige Forschung. (2025). "3D Printing Market Size and Forecast 2025 to 2034". Abgerufen von https://www.precedenceresearch.com/3d-printing-market
2. Fortune Business Insights. (2025). "CNC Machine Market Size [2032]." Abgerufen von https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/computer-numerical-controls-cnc-machine-tools-market-101707
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4. Grand View Research. (2025). "Computer Numerical Control Machines Market Report". Abgerufen von https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/computer-numerical-controls-cnc-market
5. Mordor Intelligence. (2025). "Manufacturing Technology Trends 2025-2032". Abgerufen von https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/3d-printing-market