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数控加工与 3D 打印 代表了两种根本不同的制造技术。数控加工是一种减法工艺，通过切割材料来制造零件，而三维打印（又称增材制造）则是逐层制造物体。2025 年，3D 打印市场达到 292.9 亿美元，预计到 2034 年将增长到 1,345.8 亿美元。数控机床市场在 2025 年达到 1012.2 亿美元，预计到 2032 年将达到 1955.9 亿美元。
自 2008 年以来，Lewei Precision 已在数千个项目中采用了这两种制造方法。我们的工厂通过了 ISO 9001:2015 认证，每月加工超过 10,000 个零件，这使我们能够直接了解每种技术何时能带来最佳效果。
什么是 3D 打印？
三维打印 这种制造工艺被称为 "增材制造"，通过在三维模型上逐层沉积材料来制造零件。制造过程从 CAD 软件开始，该软件将设计切割成薄层。然后，打印机开始制造每一层，整个过程不断重复，直至完成。
常见的印刷技术包括
- FDM 三维打印:通过加热喷嘴挤出热塑性塑料
- 服务级协议:使用紫外线激光固化液态树脂
- SLS:用激光熔化粉末
- 直接金属激光烧结:通过粉末熔化制造金属零件
许多三维打印机可处理聚合物、树脂和金属合金。金属三维打印仍在不断发展，但 2024 年的硬件销售额将超过 40 亿美元。由于只在需要的地方添加材料，添加过程产生的废料极少。
乐为精密应用:我们最近使用金属 3d 打印技术为一家航空航天客户生产了 50 个带有内部冷却通道的复杂部件。传统方法需要组装 6 个独立的部件。
什么是 CNC 加工？
数控加工 使用计算机控制的工具从实体块中去除材料。减法加工包括铣削、车削、钻孔和磨削操作。数控机床读取 G 代码指令来引导切削工具，精度可达 ±0.005mm。
主要机器类型
数控加工几乎可以使用任何可加工的塑料或金属，从铝到淬火工具钢。这种制造方法保留了材料的 100% 原始特性。现代系统集成了人工智能驱动的自适应控制和数字孪生监控。
乐为精密能力:我们的 45 多台数控机床可生产公差为 ±0.003 毫米的产品。上一季度，我们为要求严格尺寸精度的医疗设备制造商交付了 15,000 多个精密部件。
数控加工与 3D 打印
三维打印与数控加工的主要区别在于加工机械和结果。数控加工是通过切割材料来制造零件，而三维打印则是通过添加方式来制造零件。这一根本区别影响到从零件几何形状到最终材料属性的方方面面。
3D 打印与 CNC 比较显示出明显的优势：
| 系数 | 三维打印 | 数控加工 |
| 过程 | 添加剂 | 减法 |
| 设置时间 | 15-30 分钟 | 2-8 小时 |
| 材料强度 | 10-100% 散装 | 100% 本机特性 |
| 表面处理 | Ra 3-12 μm | Ra 0.4-3.2 μm |
| 宽容 | ±0.1-0.5毫米 | ±0.005-0.05毫米 |
| 废物 | <5% | 40-95% |
如果对尺寸精度和表面质量要求很高，一般会选择数控加工。对于具有无法加工的内部特征的复杂零件，3D 打印技术则表现出色。
CNC 加工与 3D 打印：生产成本比较
成本结构 金属三维打印与 数控加工则大不相同。由于编程和工具设置的原因，使用 CNC 加工简单的原型零件通常需要 250-500 美元。而通过三维打印制作同样的零件可能需要 50-80 美元。
然而，数控加工为重复订单提供了更好的经济性。一旦编程完成，生产许多零件就能大幅降低单件成本。3D打印或数控加工的决策通常取决于数量--盈亏平衡点通常在50-100个之间，具体取决于零件的复杂程度。
真实的 Lewei 数据:一个客户的铝制支架通过 FDM 3D 打印的成本为 45 美元，而通过 CNC 加工的第一个部件的成本为 380 美元。到第 75 件时，数控加工的成本降至每件 22 美元，而三维打印的成本仍为 45 美元。
数控加工与 3D 打印：速度比较
3D 打印与 CNC 加工在时间上具有不同的优势。三维打印的启动速度更快--文件加载只需几分钟，打印立即开始。构建时间取决于部件尺寸和几何形状，大多数部件的构建时间为 2-24 小时。
数控加工最初通常比较慢。编程刀具路径、选择刀具和设计夹具需要花费 2-8 小时。设置完成后，加工可快速生产零件。简单零件的实际切割时间为 15-45 分钟。
对于数量在 10 件以下的原型和最终使用部件，3D 打印的总体速度通常更快。超过 25 件时，数控加工通常比多次 3D 打印运行更快地完成整个批量。
数控加工与 3D 打印：体积比较
生产量会极大地影响三维打印与三维打印的决策。三维打印的单位成本保持不变--无论是生产 1 个零件还是 100 个零件，每个零件都需要相同的材料和加工时间。这非常适合小批量需求。
一般来说，数控加工在 50 件以上就会变得经济实惠，因为固定安装成本会分摊到零件生产中。我们的设备数据显示，从第一个零件到第一百个零件，数控加工的单位成本下降了 60-70%。一旦夹具准备就绪，高速数控车削每班可生产 200 多个零件。
生产工作流程 越来越多地结合两种技术。使用三维打印技术制作初始原型，然后随着需求的增加过渡到数控加工。这种方法能让您兼得两者的优点。
CNC 加工与 3D 打印：材料比较
材料选择从根本上区分了这两种制造技术。数控加工可以用任何可加工材料（铝、钛、不锈钢、黄铜、塑料、复合材料）生产零件。由于减法加工不会改变材料结构，因此零件可以保持完整的原始特性。
3D 打印材料不断扩展，但仍然有限。聚合物打印以 PLA、ABS、尼龙和工程树脂为主。金属 3D 打印仍不如塑料打印普遍，但发展迅速。可用的金属合金包括铝、钛、不锈钢和铬镍铁合金。
通过三维打印生产的零件通常强度较低。由于层间的粘附性，FDM 三维打印部件的块状材料强度通常为 10-20%。SLS 尼龙可达到 90-100%。数控加工生产的零件具有与源金属材料一致的各向同性。
卢韦测试结果我们对铝制零件进行的拉伸测试表明，尽管使用了相同的合金成分，但 CNC 加工的试样强度为 310 兆帕，而 DMLS 印刷的等效试样强度为 165 兆帕--50% 强度降低。
三维打印和数控加工的优势
为什么选择 3D 打印？
在产品开发过程中，快速制作原型至关重要。三维打印就能提供这样的速度--无需等待数周的模具或夹具设计。只需发送文件，几小时内就能开始制造零件。与切割 95% 金属块相比，快速成型工艺几乎不会造成任何浪费。
复杂的几何形状让机械师摇头？对于 3D 打印机来说，这不是问题。内部冷却通道、有机晶格结构、部件中的部件--三维模型显示什么，打印机就能制造什么。对于生产 5 到 50 件产品的初创企业和研发团队来说，无需工具投资，成本就能保持在合理水平。设计迭代只需几天而不是几个月。
为什么选择 CNC 加工：
当表面光洁度很重要时，数控加工就能做到。我们所说的镜面光滑度约为 Ra 0.4 μm，这是 3D 打印无法达到的。机床从实心材料切削，因此零件可保持 100% 的基体金属强度，无需担心层粘合问题或方向性弱点。
公差要求低于 ±0.05mm？CNC 可以满足常规要求。我们的机器可在关键特征上保持 ±0.003 毫米。此外，对材料也没有限制--铝、钛、不锈钢、黄铜、异种合金、工程塑料。无论应用需要什么，数控加工都能胜任。当您需要加工 50 个或更多零件时，数控加工的经济效益就会大大提高。
三维打印和数控加工的缺点
3D 打印的局限性：
打印部件上会出现层纹，这就是添加剂工艺的工作原理。有时它们几乎不可见，有时则需要打磨或涂层。根据打印技术和零件尺寸的不同，3D 打印的精度通常在 ±0.1 到 0.5 毫米之间。这并不可怕，但也不是机械加工级别的精度。
强度问题确实存在。FDM 零件的块状材料强度可能只有 10-20%。金属三维打印的强度为 50-70%，但仍比机加工部件弱。支撑结构需要拆除并留下痕迹。制作许多零件需要很长时间，因为每个零件都是单独制作的。此外，也不要考虑特定打印机无法处理的材料。
数控加工的局限性
设置成本很高。编程刀具路径、设计夹具、选择刀具--在第一个芯片飞出之前，需要花费 2 到 8 个小时。第一个零件的成本可能是 $500，而材料成本是 $15。材料浪费也很严重，有时会扔掉 40-95% 的芯片和废料。
刀具接触限制了设计。刀具接触不到的地方就无法加工。内部特征无法从外部进入？不可能。开口狭窄的深槽？祝你好运。你需要熟练的机械师，他们需要了解进给、速度和刀具，而不是周末学来的。复杂的零件可能需要多次装夹和重新定位，从而使本已很高的装夹时间成倍增加。
结论
两者 数控加工和 3D 打印 解决不同的问题。生产需要严格的公差和光滑的表面？数控加工更好。想在本周测试五种设计变体，而无需花费 $10,000 美元？那就用 3D 打印吧。
在 Lewei Precision，两种技术我们都采用了 17 年。老实说，我们使用哪种方法都是合理的。一位医疗设备客户需要 200 个公差为 ±0.01mm 的钛植入体，数控是唯一的选择。另一位客户需要 10 个带内部织带的外壳以减轻重量--3D 打印在 3 天内就完成了。
市场支持这两种方法。到 2032 年，3D 打印的年增长率为 18.52%，而 CNC 的年增长率为 9.9%。公司并没有偏袒哪一方，而是针对每项工作采用最佳方法。这正是我们的建议。
什么材料最适合数控加工与 3D 打印？
数控系统可切割任何可加工的材料--铝、钢、钛、黄铜、塑料等。由于只是切割，而不是熔化或熔合，因此零件可以保持材料的全部特性。3D 打印技术主要适用于聚合物，但在原材料成本合理的情况下，金属 3D 打印技术也适用于钛和铬镍铁合金。
哪种制造方法能生产出更坚固的零件？
数控技术在此获胜。零件的基本材料强度为 100%，因为减材制造工艺不会改变金属的内部结构。三维打印 FDM 塑料的强度通常为 10-20%，金属打印为 50-70%，如果幸运的话，SLS 尼龙的强度可能为 90-100%。这在很大程度上也取决于打印方向。
这些制造工艺的成本如何比较？
对于小批量生产（1-25 个零件），3D 打印每个零件的成本通常为 $50-150。由于设置的原因，CNC 可能会在第一件零件上达到 $250-500。但是，如果生产 75 个零件，CNC 每件的价格就会降到 $20-80，而 3D 打印的价格则保持在 $50-150 左右。数量完全改变了计算结果。
每种制造技术的产量如何？
在 1-50 个零件左右的情况下，坚持使用 3D 打印，因为模具成本会让你的预算大打折扣。在 50-75 件左右，数控技术开始变得经济合理。超过 100 个零件时，数控系统通常会在单件成本上大获全胜。一旦一切就绪，快速循环时间意味着每班可生产 200 多个零件。
这两种制造技术能否协同工作？
当然。我们经常这样做。三维打印原型和小批量测试装置，然后在生产量增加时转为数控打印。有些部件甚至将二者结合起来--打印复杂的内部核心，然后加工关键的配合面以实现紧密配合。两全其美。
引文
- 先例研究。(2025)."3D 打印市场规模及 2025 至 2034 年预测》。检索自 https://www.precedenceresearch.com/3d-printing-market
- 财富》商业洞察。(2025)."数控机床市场规模 [2032]"。取自 https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/computer-numerical-controls-cnc-machine-tools-market-101707
- 市场与市场。(2025)."2025-2030 年 3D 打印市场增长分析》。取自 https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/3d-printing-market-1276.html
- Grand View Research.(2025)."计算机数控机床市场报告》。取自 https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/computer-numerical-controls-cnc-market
- 魔都情报局(2025)."制造技术趋势 2025-2032》。取自 https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/3d-printing-market