Prototype CNC verspanen

Een uitgebreide gids voor prototypes CNC Bewerking

Prototype cnc-verspaning is een waardevolle keuze voor het snel produceren van kleine hoeveelheden prototypes tot grote volumes in vergelijking met andere methodes. Verschillende soorten prototypes kunnen eenvoudig worden gemaakt door CNC prototypebewerking. Uiterlijk prototypes, zoals die van auto's, bieden visuele aanwijzingen over het uiterlijk en gedrag van het uiteindelijke onderdeel. Functionele prototypes hebben daarentegen meer precisie nodig en benadrukken dus de productstructuur en stabiliteit.

Het artikel toont de voordelen en nadelen van CNC-bewerkte prototypes. Bovendien worden de belangrijkste aspecten belicht, waaronder;

Wat is prototype CNC Bewerking?

Het prototype cnc bewerken is een subtractief productieproces voor het nauwkeurig produceren van prototype-onderdelen die voor verschillende doeleinden gebruikt kunnen worden. Deze prototype-onderdelen worden gebruikt voor test- en ontwerpfasen voor de functionaliteit van onderdelen. Daarnaast zijn de primaire doeleinden van dergelijke tests voor het identificeren van visuals, marketing of fondsenwerving. In principe produceert cnc prototypebewerking de monsters van een product of machine die, als ze worden goedgekeurd, doorgaan naar de stadia van ontwerpfinalisatie, productie en verkoop.

Dankzij de veelzijdigheid van CNC kun je prototypes maken van verschillende materialen, zoals voordelige kunststoffen tot hoogsterkte metalen.

Waarom CNC verspanen een waardevol proces is?

CNC machinale bewerking is een uitzonderlijke optie voor het maken van prototypes van gedetailleerde onderdelen. Ten eerste zorgt het voor hoge precisie, nauwkeurigheid en maatvastheid van onderdelen vanwege de gecomputeriseerde besturing die de beweging van het werkstuk en het snijgereedschap strikt bewaakt. Deze mate van controle garandeert dat het geproduceerde prototype exact hetzelfde is als het ontwerp. Daarnaast is de snelle bewerking van prototypes bijzonder snel en helpt het bij het namaken van gecompliceerde prototypes met toleranties tot +/- 0,005x. Processen zoals spuitgieten, smeden of 3D-printen daarentegen, die vaak maanden duren om te voldoen aan strenge tolerantie-eisen, en mallen. Met geavanceerde CNC machines kunt u dus meteen prototypes maken nadat het CAD model is omgezet in CAM-bestanden of g-codes.

Soorten CNC machines die gebruikt worden voor prototyping:

Er worden verschillende bewerkingsmethoden gebruikt voor het vormen van functionele prototypes en eindproducten.

CNC draaien Prototyping:

CNC-draaien, met behulp van een roterende machine die draaibanken worden genoemd, voor het maken van cnc-prototypes van afgeronde of symmetrische onderdelen. Het proces is een combinatie van het materiaal dat snel wordt rondgedraaid en een snijgereedschap volgens geprogrammeerde code om hoogwaardige onderdelen of producten met exacte specificaties te vormen. De draaibankmachines worden beschouwd als ideale machines voor prototypes met ronde middensecties vanwege hun specialisatie in ronde componenten.

CNC prototype frezen:

Voor ingewikkelde prototypes kan een CNC machine met maximaal vijf assen nodig zijn, cnc frezen is geloofwaardig. De extra assen maken het mogelijk om nauwkeuriger te snijden en dus ingewikkelde onderdelen te maken, maar de kosten zijn hoger. Bij het CNC frezen van prototypes snijdt de computergestuurde freeskop het uiteindelijke prototype uit een groot blok materiaal. Het startblok is de basis voor het hele bewerkingsproces.

CNC Frezen

De CNC Router is de beste manier om prototypes te maken omdat je hiermee het ontwerp van het product precies zo kunt maken als je wilt. CNC routers zijn net CNC frezen en machines, maar ze zijn betaalbaarder en ze hebben een portaalsysteem waardoor het werkgebied groter is dan de machine. Toch beperkt deze lay-out hun complexiteit. Freesmachines zijn de beste optie voor het werken met materialen zoals hout, kunststof en zachte metalen zoals aluminium. Ze worden meestal gebruikt door industriële machinisten en kleine hobbyisten om producten met exacte ontwerpkenmerken na te maken.

Meestal worden 3-assige of 2-assige bovenfrezen veel gebruikt voor ingewikkelde ontwerpen. Hiervan worden 2-assige bovenfrezen gebruikt voor eenvoudigere geometrische componenten, terwijl 3-dimensionale onderdelen worden gemaakt met behulp van 3-dimensionale componenten. Ze kunnen echter niet zo nauwkeurig zijn als CNC-frezen. Omdat het proces van het maken of draaien van gedetailleerde CNC bestanden op basis van het gereedschap en de machine veel vaardigheid of geschoolde professionals vereist.

CNC lasersnijder

De CNC lasersnijder is een techniek waarbij een laserstraal met hoge energie wordt gebruikt om een prototype van een product vorm te geven, dat vervolgens wordt getest en verbeterd totdat het uiteindelijke product wordt gemaakt.

De lasersnijders die sterk genoeg zijn om gebruikt te worden door kleine bedrijven kunnen zowel metalen zoals aluminium als stevige kunststoffen zoals acryl, textiel, composieten en hout aan voor prototype CNC bewerkingen. Hun flexibiliteit is de reden waarom ze het populairst zijn bij kleine bedrijven die veel prototypes willen maken zonder hun budget te overschrijden.

Lasersnijders kunnen echter "schroeiplekken" veroorzaken op het oppervlak van het prototypeonderdeel vanwege de hitte die wordt opgewekt tijdens het snijproces. Bovendien is de complexiteit van het ontwerp meestal beperkt, omdat deze CNC-snijplotters meestal meerdere assen nauwkeurig kunnen gebruiken voor productontwikkeling.

CNC machinale bewerking wordt beschouwd als een ideaal proces dat wordt toegepast in verschillende productieomgevingen. Het helpt om zeer gedetailleerde en complexe onderdelen te maken met uitzonderlijke maatvastheid en een hoge mate van precisie. In de meeste industrieën is een werkend prototype, of zelfs een versie die de functionaliteit van het product laat zien, het belangrijkst.

Voor functionele prototypes die een grote sterkte, mechanische stabiliteit en specifieke eigenschappen vereisen die additieve methoden niet kunnen bieden, wordt meestal gekozen voor machinaal bewerken.

Toepassingen van CNC precisieprototypebewerking

Laten we het hebben over verschillende industrieën die precisieprototyping gebruiken voor het vormen van lichtgewicht componenten om te testen en ontwerpen te valideren voordat ze hun productieprojecten op grotere schaal opstarten. Hier zijn enkele van de meest voorkomende industrieën die CNC-verspaning als primaire bron gebruiken om onderdelen of producten met een strenge standaardkwaliteit en exacte specificaties te maken.

Medische industrie

In de medische sector is CNC bewerking de meest cruciale factor die het prototyping proces sneller maakt. Farmaceutische bedrijven hebben bijvoorbeeld meestal prototypes nodig om de werking van het product te demonstreren voor de uiteindelijke productie. Precisie en nauwkeurigheid zijn de belangrijkste factoren, vooral bij medische apparatuur, en CNC-verspaning zorgt ervoor dat de prototypes exacte kopieën zijn van het eindproduct en perfect kunnen werken in hun beoogde functies. Enkele voorbeelden van de medische industrie zijn: steunzolen, beveiligde behuizingen, implantaten, MRI-machines, onderzoeksapparatuur, enzovoort.

Militaire en defensie-industrie

De snelle CNC bewerkingsdiensten voor prototypes zijn de belangrijkste reden waarom ze erg belangrijk zijn in de defensiesector, omdat de ingewikkelde mechanismen die nodig zijn voor de munitie en militaire voertuigen de belangrijkste factoren zijn.

Prototypes zijn de belangrijkste onderdelen om te garanderen dat deze mechanismen correct werken, daarom is CNC-prototypebewerking de meest geprefereerde methode. Producten zoals vliegtuigonderdelen, transport- en communicatiesystemen, munitie en diverse uitrustingen zijn voorbeelden van producten die worden geproduceerd door CNC-verspaning in deze industrie.

Ruimtevaartindustrie

De lucht- en ruimtevaartindustrie is erg gevoelig voor precisie omdat zelfs de kleinste onnauwkeurigheden de luchtweerstand of slijtage van de vliegtuigonderdelen kunnen verhogen. De industrie heeft dus prototypes nodig om er zeker van te zijn dat ze perfect en foutloos zijn voordat ze in productie gaan. Prototyping is het proces van het testen van de componenten in een gecontroleerde omgeving om er zeker van te zijn dat ze geschikt zijn voor toepassingen in de echte wereld.

CNC-prototypebewerking is een cruciaal onderdeel van de productie van talloze onderdelen voor deze industrie, zoals landingsgestelpoorten, bussen, spruitstukken en vleugelprofielen. De wijdverspreide toepassing van computergestuurde CNC-bewerking in de lucht- en ruimtevaartindustrie wordt onderzocht.

Auto-industrie

Autofabrikanten en OEM-fabrikanten maken altijd rapid prototyping voor het itereren van nieuwe ontwerpen en esthetische verbeteringen. Daarom is er behoefte aan de productie van prototypen om deze te testen voor de massaproductie. Deze prototypes worden onderworpen aan strenge tests om ervoor te zorgen dat ze goed werken en goed passen, getest zijn en goed functioneren voordat de productie op volledige schaal begint.

Het Prototype cnc bewerkingsproces is de sleutelfactor in de productie van nauwkeurige autoprototypes die ontworpen zijn volgens de opgegeven specificaties. Daarnaast kan CNC prototyping ook worden gebruikt om onderdelen te produceren voor verschillende voertuigen, zoals vrachtboten, bestelwagens, enz.

Voordelen van snelle prototypebewerking

Laten we het eens hebben over de voordelen van machinale bewerking van snelle prototypes.

Kosteneffectief:

CNC bewerken is een goedkope optie als je een paar prototypes moet maken. In tegenstelling tot spuitgieten, waar je maanden nodig hebt om de matrijs voor te bereiden en toleranties aan te passen, kan CNC-prototypebewerking binnen enkele weken na het afronden van de blauwdrukken en toleranties beginnen.

Hoge tolerantie:

Een groot voordeel van het versneld produceren van prototypes is het hoge tolerantiebereik dat mogelijk is met CNC-verspaning. In tegenstelling tot 3D printen maakt CNC machinale bewerking gedetailleerde prototypes die heel dicht bij het eindproduct liggen. Dit is vooral handig voor structurele en functionele testen.

Prototyping Machinale bewerking

In de meeste gevallen is het prototype het laatste productieproces. Bovendien helpt het prototype bij de vroege identificatie van problemen of gebreken van het product en versnelt het de productie doordat de meeste onderdelen in dit stadium al zijn voorbereid.

Productie van kleine volumes

Hoewel rapid prototyping meestal in verband wordt gebracht met prototyping, is het ook zeer succesvol voor de productie van kleine volumes. Methoden als spuitgieten, vacuümgieten en zelfs 3D-printen produceren producten van hoge kwaliteit die effectief kunnen voldoen aan de initiële marktvraag.

Wat zijn de beperkingen van CNC Prototyping?

Laten we enkele nadelen van het bewerken van snelle prototypes bespreken.

Duurder dan 3D printen:

De CNC prototype bewerking is duurder dan 3D printen voor kleine startups vanwege de hoge eisen voor menselijke supervisie en stroomvoorziening. Bovendien zijn de grondstoffen die gebruikt worden bij CNC prototyping meestal duurder dan de materialen die gebruikt worden bij 3D printen, zoals PLA.

Dit kostenverschil is een belangrijke reden waarom ingenieurs op zoek gaan naar andere prototypingtechnieken, ook al zijn ze van plan om machinale bewerking te gebruiken voor de uiteindelijke onderdelen. Hoewel de ontwikkeling een arbeidsintensief proces is, proberen bedrijven meestal de kosten te drukken in de vroege prototypefasen.

Milieuonvriendelijk:

CNC-verspaning is een subtractief proces en produceert veel afval, terwijl het verwijderen van materiaal doorgaans hogere kosten met zich meebrengt voor het productontwikkelingsbudget. Dit afval bestaat voornamelijk uit versplinterde metalen of kunststoffen die niet hergebruikt kunnen worden en dus weggegooid moeten worden. Deze factor is verantwoordelijk voor de milieuonvriendelijkheid van het CNC-bewerkingsproces.

Conventioneel vs. Rapid Prototyping: Belangrijkste verschillen

Traditioneel volgde de prototyping van productontwikkeling deze stappen:

1. Het proces van het ontwerpen van een product met behulp van solid modeling software om een 3D CAD-model en 2D-tekeningen te maken. Dit proces neemt meestal dagen of weken in beslag.
2. Offertes aanvragen bij verschillende fabrikanten om de benodigde onderdelen met exacte specificaties te produceren.
3. Normaal gesproken duurt het dagen tot soms zelfs maanden voordat je het bewerkte prototype hebt.

Bij de conventionele prototyping technieken, zoals zandgieten, worden handgemaakte modellen van klei, hout, draad of tape gebruikt om de onderdelen te maken. Daarom is het typisch een tijdrovend proces van rapid prototyping. Met precisiebewerking van prototypes zoals CNC, 3D printen en rapid prototyping kunnen ingenieurs tegenwoordig sneller en efficiënter functionele prototypes maken dan met conventionele technieken.

Samenvattend

CNC prototypebewerking is een unieke methode om prototypesdie wordt gekenmerkt door zijn snelle doorlooptijd en cyclustijden voor het maken van producten met verschillende specificaties. Het is dus het meest efficiënt vergeleken met andere alternatieven zoals 3D printen. Bovendien produceert CNC verspanen prototypes die meer lijken op het echte product.

Bovendien is het gebruik ervan van vitaal belang en zo wijdverspreid in de productie-industrieën waaronder de auto-industrie, ruimtevaart en consumentenelektronica, omdat het hoogwaardige onderdelen van binnen en buiten levert door te voldoen aan gedetailleerde kenmerken en exacte onderdeeltoleranties tot +/- 0,005. Het is aan te raden om voordat je je prototype cnc bewerkingsproject opstart te overleggen met professionals uit de industrie voor een optimaal resultaat van je projecten. Neem dus contact met ons op om uit te zoeken of CNC-bewerkte prototypes het beste zijn voor uw project.