Kattava opas prototyyppien käyttöön CNC Koneistus

Prototyyppien cnc-työstö on muihin menetelmiin verrattuna arvokas valinta, kun halutaan valmistaa prototyyppejä pienistä määristä suuriin määriin nopeasti. CNC-prototyyppikoneistuksella voidaan yksinkertaisesti valmistaa monenlaisia prototyyppejä. Ulkonäköprototyypit, kuten autojen tapauksessa, tarjoavat visuaalisia vihjeitä lopullisen osan ulkonäöstä ja käyttäytymisestä. Sitä vastoin toiminnalliset prototyypit vaativat enemmän tarkkuutta, joten niissä korostetaan tuotteen rakennetta ja vakautta.

Artikkelissa kerrotaan CNC-työstetyistä prototyypeistä sekä niiden eduista ja haitoista. Lisäksi siinä korostetaan keskeisiä näkökohtia, kuten;

Mikä on prototyyppi CNC Koneistus?

Prototyyppien CNC-työstö on subtraktiivinen valmistusprosessi, jolla tuotetaan tarkasti prototyyppikomponentteja, joita voidaan käyttää eri tarkoituksiin. Näitä prototyyppikomponentteja käytetään osien toiminnallisuuden testaus- ja suunnitteluvaiheissa. Lisäksi tällaisten testien ensisijaiset tarkoitukset ovat visuaalisen ilmeen tunnistaminen, markkinointi tai varainhankinta. Periaatteessa cnc-prototyyppikoneistus tuottaa näytteitä tuotteesta tai koneesta, joka, jos se hyväksytään, jatkuu suunnittelun viimeistely-, valmistus- ja myyntivaiheisiin.

CNC:n monipuolisuuden ansiosta voit valmistaa prototyyppejä erilaisista materiaaleista, kuten edullisista muoveista lujatekoisiin metalleihin.

Miksi CNC-työstö on arvokas prosessi?

CNC-työstö on poikkeuksellinen vaihtoehto yksityiskohtaisten yksityiskohtien prototyyppien valmistukseen. Ensinnäkin se tarjoaa osille suurta tarkkuutta, tarkkuutta ja mittatarkkuutta, koska tietokoneohjatut ohjaukset valvovat tarkasti työkappaleen ja leikkuutyökalun liikkeitä. Tämä valvonnan taso takaa, että tuotettu prototyyppi on täsmälleen sama kuin suunnitelma. Tämän lisäksi prototyyppien pikakoneistus on huomattavan nopeaa ja auttaa jäljentämään monimutkaisia malleja prototyyppejä jopa +/- 0,005x toleransseihin asti. Sitä vastoin prosessit, kuten ruiskupuristus, , ja takominen tai 3d-tulostus, jotka usein vievät kuukausia tiukkojen toleranssivaatimusten täyttämiseen, ja muotit. Kehittyneillä CNC-koneilla prototyyppi voidaan siis tehdä välittömästi sen jälkeen, kun CAD-malli on muunnettu CAM-tiedostoiksi tai g-koodeiksi.

Prototyyppien valmistukseen käytettävät CNC-koneet:

Toiminnallisten prototyyppien ja loppukäyttöön tarkoitettujen tuotteiden muotoiluun käytetään erilaisia työstömenetelmiä.

CNC-sorvaus Prototyyppien valmistus:

CNC-sorvaus, jossa käytetään pyörivää konetta, jota kutsutaan sorviksi, pyöristettyjen tai symmetristen osien CNC-prototyyppien luomiseen. Prosessi on yhdistelmä nopeasti pyörivää materiaalia ja ohjelmoidun koodin mukaista leikkuutyökalua, jonka avulla muotoillaan korkealaatuisia, täsmällisesti määriteltyjä osia tai tuotteita. Sorveja pidetään ihanteellisina koneina prototyyppien valmistukseen, joissa on pyöreät keskiosat, koska ne ovat erikoistuneet pyöreisiin komponentteihin.

CNC-jyrsinnän prototyyppi:

Monimutkaisia prototyyppejä varten saatetaan tarvita CNC-konetta, jossa on jopa viisi akselia, CNC-jyrsintä on uskottava. Lisäakselit mahdollistavat tarkemman leikkauksen ja siten monimutkaisten osien luomisen, mutta kustannukset ovat korkeammat. CNC-jyrsinnän prototyyppitoiminnoissa tietokoneohjattu työkalupää leikkaa lopullisen prototyypin suuresta materiaalilohkosta. Aloituslohko on koko työstöprosessin perusta.

CNC-jyrsimet

CNC-jyrsin on paras tapa tehdä prototyyppejä, koska sen avulla voit tehdä tuotteen mallin juuri sellaiseksi kuin haluat. CNC-jyrsimet ovat kuin CNC-jyrsimet ja -koneet, mutta ne ovat edullisempia, ja niissä on porttijärjestelmä, jonka ansiosta työalue on suurempi kuin koneen koko. Tämä ulkoasu kuitenkin rajoittaa niiden monimutkaisuutta. Reitittimet ovat paras vaihtoehto, kun työstetään materiaaleja, kuten puuta, muovia ja pehmeitä metalleja, kuten alumiinia. Teollisuuden koneistajat ja pienyritysten harrastajat ottavat ne yleensä käyttöön tarkan suunnittelun ominaisuustuotteiden jäljentämiseen.

Yleensä 3-akselisia tai 2-akselisia jyrsimiä käytetään laajalti monimutkaisiin muotoiluihin. Näistä 2-ulotteisia jyrsimiä käytetään yksinkertaisempiin geometrisiin komponentteihin, kun taas 3-ulotteiset osat valmistetaan käyttämällä 3-ulotteisia komponentteja. Ne eivät kuitenkaan ole yhtä tarkkoja kuin CNC-jyrsimet. Koska yksityiskohtaisten CNC-tiedostojen luominen tai sorvaaminen työkalun ja koneen perusteella vaatii paljon taitoa tai ammattitaitoisia ammattilaisia.

CNC laserleikkuri

CNC-laserleikkuri on tekniikka, jossa käytetään suurienergistä lasersädettä prototyyppituotteen muotoilemiseen, jota testataan ja parannetaan, kunnes lopullinen tuote on valmistettu.

Laserleikkurit, jotka ovat tarpeeksi vahvoja pienten yritysten käyttöön, voivat käsitellä metalleja, kuten alumiinia, sekä tukevia muoveja, kuten akryyliä, tekstiilejä, komposiitteja ja puuta prototyyppien CNC-työstöön. Niiden joustavuus on syy siihen, miksi ne ovat suosituimpia pienten yritysten keskuudessa, jotka haluavat tehdä paljon prototyyppejä ylittämättä budjettiaan.

Laserleikkurit voivat kuitenkin aiheuttaa prototyyppikappaleen pintaan "palojälkiä", koska leikkausprosessin aikana syntyy lämpöä. Lisäksi suunnittelun monimutkaisuus on yleensä rajoitettu, koska useimmiten näillä CNC-leikkureilla voidaan käyttää tarkasti useita akseleita tuotekehitykseen.

CNC-työstöä pidetään ihanteellisena prosessina, jota sovelletaan eri valmistusaloilla. Sen avulla voidaan muodostaa erittäin yksityiskohtaisia ja monimutkaisia osia, joilla on poikkeuksellinen mittatarkkuus ja suuri tarkkuus. Useimmilla teollisuudenaloilla on äärimmäisen tärkeää saada toimiva prototyyppi tai jopa versio, joka osoittaa tuotteen toimivuuden.

Sen sijaan toiminnallisiin prototyyppeihin, jotka vaativat tiukkaa lujuutta, mekaanista vakautta ja erityisominaisuuksia, joita additiiviset menetelmät eivät pysty tarjoamaan, valitaan yleensä koneistetut työkalut.

Tarkkuusprototyyppien CNC-työstön sovellukset

Keskustellaan eri teollisuudenaloista, jotka käyttävät tarkkuusprototyyppikoneistusta kevyiden komponenttien muotoiluun testausta ja suunnittelun validointia varten ennen kuin ne aloittavat osavalmistusprojektit suuremmissa mittakaavoissa. Seuraavassa on joitakin yleisimpiä teollisuudenaloja, jotka käyttävät CNC-työstöä ensisijaisena lähteenä valmistamaan tiukkoja standardilaatuisia tarkkoja osia tai tuotteita.

Lääketeollisuus

Lääketieteen alalla CNC-työstö on ratkaisevin tekijä, joka nopeuttaa prototyyppien valmistusprosessia. Esimerkiksi lääkeyritykset tarvitsevat yleensä prototyyppejä osoittaakseen tuotteen toimivuuden ennen lopullista tuotantoa. Tarkkuus ja tarkkuus ovat tärkeimpiä tekijöitä erityisesti lääkinnällisissä laitteissa, ja CNC-työstö varmistaa, että prototyypit ovat täsmällisiä kopioita lopullisesta tuotteesta ja toimivat täydellisesti niille tarkoitetuissa toiminnoissa. Esimerkkejä lääketeollisuudesta ovat ortoosilaitteet, turvakotelot, implantit, magneettikuvauslaitteet, tutkimuslaitteet ja niin edelleen.

Sotilas- ja puolustusteollisuus

Nopea prototyyppien CNC-työstö on tärkein syy siihen, miksi ne ovat erittäin tärkeitä puolustusalalla, sillä ampumatarvikkeisiin ja sotilasajoneuvoihin tarvittavat monimutkaiset mekanismit ovat tärkeimmät tekijät.

Prototyypit ovat tärkeimmät osat, jotka takaavat, että nämä mekanismit toimivat oikein, joten CNC-prototyyppien työstö on suositeltavin menetelmä. Esimerkkejä CNC-työstön avulla valmistettavista tuotteista ovat lentokoneiden komponentit, kuljetus- ja viestintäjärjestelmät, ampumatarvikkeet ja erilaiset laitteet.

Ilmailu- ja avaruusteollisuus

Ilmailu- ja avaruusteollisuus on erittäin herkkä tarkkuudelle, sillä pienimmätkin epätarkkuudet voivat lisätä lentokoneen osien vastusta tai kulumista. Näin ollen teollisuus tarvitsee prototyyppejä varmistaakseen, että ne ovat täydellisiä ja virheettömiä ennen tuotantoon siirtymistä. Prototyyppien rakentaminen on prosessi, jossa komponentteja testataan valvotuissa ympäristöissä ja varmistetaan, että ne soveltuvat todellisiin sovelluksiin.

CNC-prototyyppikoneistus on keskeinen osa monien tämän teollisuudenalan komponenttien, kuten laskutelineiden aukkojen, holkkien, jakoputkien ja siipien valmistusta. Tarkoituksena on tutkia CNC-työstön laajamittaista soveltamista ilmailu- ja avaruusteollisuudessa.

Autoteollisuus

Autonvalmistajat ja OEM-valmistajat harjoittavat aina nopeaa prototyyppien valmistusta uusien mallien ja esteettisten parannusten iteroimiseksi. Näin ollen tarvitaan prototyyppien valmistusta testausta varten ennen massatuotantoa. Nämä prototyypit testataan tiukasti, jotta varmistetaan, että ne toimivat oikein ja että ne sopivat, testataan ja toimivat asianmukaisesti ennen täysimittaisen valmistuksen aloittamista.

Prototyyppien cnc-työstöprosessi on avaintekijä tarkkojen autojen prototyyppien tuotannossa, jotka on suunniteltu annettujen eritelmien mukaisesti. Lisäksi CNC-prototyyppien valmistusta voidaan käyttää myös erilaisten ajoneuvojen osien, kuten lastiveneiden, jakeluajoneuvojen jne. valmistukseen.

Nopean prototyyppikoneistuksen edut

Keskustellaanpa pikaprototyyppikoneistuksen eduista.

Kustannustehokas:

CNC-työstö on halpa vaihtoehto, kun on valmistettava muutamia prototyyppejä. Toisin kuin ruiskuvalussa, jossa muotin valmistelu ja toleranssien säätäminen kestää useita kuukausia, CNC-prototyyppien työstö voidaan aloittaa muutamassa viikossa piirustusten ja toleranssien viimeistelystä.

Korkea sietokyky:

Prototyyppien valmistuksen nopeuttamisen suuri etu on CNC-työstön mahdollistamat suuret toleranssialueet. CNC-työstö eroaa 3D-tulostuksesta siinä, että sillä luodaan yksityiskohtaisia prototyyppejä, jotka ovat hyvin lähellä lopputuotetta. Tämä on erityisen hyödyllistä rakenteellisessa ja toiminnallisessa testauksessa.

Prototyyppien työstö Koneistus

Useimmissa tapauksissa prototyyppi on viimeinen tuotantoprosessi. Lisäksi prototyyppi auttaa tunnistamaan tuotteen ongelmat tai puutteet varhaisessa vaiheessa, ja se myös nopeuttaa tuotantoa, koska suurin osa komponenteista on jo tässä vaiheessa valmiina.

Pieni volyymituotanto

Vaikka nopea prototyyppien rakentaminen liitetään yleensä prototyyppien valmistukseen, se on erittäin menestyksekäs myös pienissä tuotantomäärissä. Ruiskuvalumenetelmien, tyhjiövalun ja jopa 3D-tulostuksen kaltaiset menetelmät tuottavat korkealaatuisia tuotteita, jotka pystyvät tyydyttämään markkinoiden alkuperäisen kysynnän tehokkaasti.

Mitkä ovat CNC-työstön rajoitukset prototyyppien valmistuksessa?

Keskustellaanpa nyt joistakin nopean prototyyppikoneistuksen haitoista.

Kalliimpi kuin 3D-tulostus:

CNC-prototyyppien työstö on kalliimpaa kuin 3D-tulostus pienille yrityksille, koska se vaatii paljon ihmisen valvontaa ja virransyöttöä. Lisäksi CNC-prototyyppien työstössä käytettävät raaka-aineet ovat yleensä kalliimpia kuin 3D-tulostuksessa käytettävät materiaalit, kuten PLA.

Tämä kustannusero on merkittävä syy siihen, että insinöörit etsivät muita prototyyppitekniikoita, vaikka he aikovat käyttää koneistusta lopullisiin osiin. Vaikka kehitys on resurssi-intensiivinen prosessi, yritykset pyrkivät yleensä alentamaan kustannuksia prototyyppien alkuvaiheessa.

Ympäristöystävällinen:

Koska CNC-työstö on subtraktiivinen prosessi, se tuottaa paljon jätettä, kun taas materiaalin poisto aiheuttaa yleensä suurempia kustannuksia tuotekehitysbudjetissa. Tämä jäte koostuu pääasiassa metalli- tai muovilastuista, joita ei voida käyttää uudelleen ja jotka on siksi heitettävä pois. Tämä seikka on syynä CNC-työstöprosessin ympäristöystävällisyyteen.

Perinteinen Vs. Rapid Prototyping: Prototyypit: Keskeiset erot

Perinteisesti tuotekehityksen prototyyppien rakentamisessa on noudatettu seuraavia vaiheita:

1. Tuotteen suunnitteluprosessi, jossa käytetään solid modeling -ohjelmistoa 3D-CAD-mallin ja 2D-piirustusten luomiseksi. Tämä prosessi kestää yleensä päiviä tai viikkoja.
2. Tarjouspyyntöjen hankkiminen eri valmistajilta tarvittavien täsmällisten osien valmistamiseksi.
3. Koneistetun prototyypin saaminen kestää yleensä päivistä jopa kuukausiin.

Lisäksi perinteisissä prototyyppitekniikoissa, kuten hiekkavalussa, käytetään käsin tehtyjä malleja savesta, puusta, langasta tai teipistä osien valmistamiseksi. Siksi se on tyypillisesti aikaa vievä nopean prototyyppien valmistusprosessi. Tarkkuusprototyyppien työstön, kuten CNC-työstön, 3D-tulostuksen ja pikaprototyyppien avulla insinöörit voivat nykyään luoda toimivia prototyyppejä nopeammin ja tehokkaammin kuin perinteisillä tekniikoilla.

Yhteenveto

CNC-prototyyppien työstö on ainutlaatuinen menetelmä tehdä prototyypit, jolle on ominaista sen nopea läpimenoaika ja sykliajat erilaisten spesifikaatioiden tuotteiden valmistukseen. Näin ollen se on tehokkain verrattuna muihin vaihtoehtoihin, kuten 3D-tulostukseen. Lisäksi CNC-työstö tuottaa prototyyppejä, jotka muistuttavat enemmän varsinaista tuotetta.

Lisäksi sen käyttö on elintärkeää ja laajalle levinnyttä valmistusteollisuudessa, kuten autoteollisuudessa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa ja kulutuselektroniikassa, koska se tarjoaa suorituskykyisiä sisä- ja ulko-osia, jotka täyttävät yksityiskohtaiset ominaisuudet ja tarkat osatoleranssit, jotka ovat vähintään +/- 0,005. On suositeltavaa, että ennen prototyypin cnc-koneistusprojektin käynnistämistä konsultoit alan ammattilaisia, jotta projektisi tulokset olisivat optimaaliset. Ota siis yhteyttä meihin selvittääksesi, ovatko CNC-koneistetut prototyypit paras vaihtoehto projektillesi.