Un ghid cuprinzător pentru prototip CNC Prelucrare

Prototip prelucrare cnc este o alegere valoroasă pentru producerea rapidă a unor cantități mici de prototipuri până la volume mari, în comparație cu alte metode. Mai multe tipuri de prototipuri pot fi realizate simplu prin prelucrarea CNC a prototipurilor. Prototipurile de aspect, cum ar fi cazul automobilelor, oferă indicii vizuale cu privire la aspectul și comportamentul piesei finale. Dimpotrivă, prototipurile funcționale au nevoie de mai multă precizie, astfel, acestea pun accentul pe structura și stabilitatea produsului.

Articolul prezintă prototipurile prelucrate CNC, precum și avantajele și dezavantajele acestora. În plus, se vor evidenția aspectele cheie, inclusiv;

Ce este prototipul CNC Machining?

Prelucrarea cnc a prototipurilor este un proces de fabricație substractivă pentru producerea cu precizie a componentelor prototip care pot fi utilizate în diferite scopuri. Aceste componente prototip sunt utilizate pentru fazele de testare și proiectare pentru funcționalitățile pieselor. În plus, scopurile principale ale acestor teste sunt identificarea vizuală, marketingul sau strângerea de fonduri. Practic, prelucrarea cnc a prototipurilor produce eșantioane ale unui produs sau ale unei mașini care, dacă sunt aprobate, vor continua cu etapele de finalizare a designului, de fabricație și de vânzare.

Versatilitatea CNC vă permite să realizați prototipuri din diferite materiale, cum ar fi materiale plastice economice sau metale de înaltă rezistență pentru a crea prototipuri.

De ce mecanizarea CNC este un proces valoros?

Prelucrarea CNC este o opțiune excepțională pentru prototiparea pieselor cu caracteristici detaliate. În primul rând, asigură o precizie ridicată, acuratețe și stabilitate dimensională a pieselor datorită controalelor computerizate care supraveghează strict mișcarea piesei de prelucrat și a sculei de tăiere. Acest grad de control garantează că prototipul care este produs este exact la fel ca proiectul. Pe lângă aceasta, prelucrarea rapidă a prototipurilor este deosebit de rapidă și ajută la reproducerea prototipurilor cu modele complicate până la toleranțe de până la +/- 0,005x. În schimb, procese precum turnarea prin injecție, , și forjarea sau imprimarea 3d, care adesea durează luni de zile pentru a îndeplini cerințele de toleranțe strânse, și matrițe. Astfel, mașinile CNC avansate vă permit să realizați prototipuri imediat după ce modelul CAD este convertit în fișiere CAM sau coduri g.

Tipuri de mașini CNC utilizate pentru prototipuri:

Există diverse metode de prelucrare utilizate pentru modelarea prototipurilor funcționale și a produselor de uz final.

Turnare CNC Prototipare:

Strunjirea CNC, cu ajutorul unei mașini rotative numite strunguri, pentru crearea de prototipuri cnc de componente rotunjite sau simetrice. Procesul este o combinație între materialul care se rotește rapid și un instrument de tăiere conform codului programat pentru a modela piese sau produse de înaltă calitate cu specificații exacte. Mașinile de strunjit sunt considerate mașini ideale pentru prototipurile cu secțiuni medii rotunde datorită specializării lor în componente rotunde.

Prototip de frezare CNC:

Pentru prototipuri complicate, poate fi necesară o mașină CNC care are până la cinci axe, frezarea cnc fiind credibilă. Axele suplimentare sunt cele care fac posibilă o tăiere mai precisă, astfel, crearea pieselor complicate, dar costul este mai mare. În cadrul operațiilor de frezare CNC a prototipurilor, capul sculei controlat de calculator taie prototipul final din blocul mare de material. Blocul de plecare este baza pentru întregul proces de prelucrare.

Rutiere CNC

Routerul CNC este cel mai bun mod de a crea prototipuri, deoarece vă permite să realizați designul produsului exact așa cum doriți să fie. Routerele CNC sunt asemănătoare cu frezele și mașinile CNC, dar sunt mai accesibile și au un sistem gantry care face ca zona de lucru să fie mai mare decât dimensiunea mașinii. Cu toate acestea, acest aspect le limitează complexitatea. Mașinile de frezat sunt cea mai bună opțiune pentru lucrul cu materiale precum lemnul, plasticul și metalele moi precum aluminiul. Acestea sunt de obicei adoptate de mașinistii industriali și de micii pasionați de afaceri pentru a reproduce produse cu caracteristici de design exacte.

De obicei, routerele cu 3 axe sau cu 2 axe sunt utilizate pe scară largă pentru modele complicate. Dintre acestea, routerele bidimensionale sunt utilizate pentru componente geometrice mai simple, în timp ce piesele tridimensionale sunt realizate prin utilizarea componentelor tridimensionale. Cu toate acestea, acestea nu pot fi la fel de precise ca frezele CNC. Deoarece, procesul de creare sau de strunjire a fișierelor CNC detaliate pe baza uneltei și a mașinii dobândește o mulțime de competențe sau de profesioniști calificați.

Cutter cu laser CNC

Cutterul cu laser CNC este o tehnică care utilizează un fascicul de energie înaltă de tăiere cu laser pentru a da formă unui produs prototip, care este apoi testat și îmbunătățit până la realizarea produsului final.

Cutterele cu laser care sunt suficient de puternice pentru a fi utilizate de companiile mici pot manipula metale precum aluminiul, precum și materiale plastice rezistente, cum ar fi; acrilice, textile, compozite și lemn pentru prelucrarea CNC a prototipurilor. Flexibilitatea lor este motivul pentru care acestea sunt cele mai populare în rândul firmelor mici care doresc să realizeze o mulțime de prototipuri fără a-și depăși bugetul.

Cu toate acestea, mașinile de tăiat cu laser pot lăsa "urme de arsură" pe suprafața piesei prototip din cauza căldurii generate în timpul procesului de tăiere. În plus, complexitatea proiectării este, de obicei, limitată, deoarece majoritatea acestor mașini de tăiat CNC pot utiliza cu precizie mai multe axe pentru dezvoltarea produsului.

Prelucrarea CNC este considerată un proces ideal aplicat în diferite domenii de producție. Acesta ajută la formarea unor piese foarte detaliate și complexe, cu o stabilitate dimensională excepțională și un grad ridicat de precizie. În majoritatea industriilor, un prototip funcțional, sau chiar o versiune care arată funcționalitatea produsului, este extrem de importantă.

În schimb, pentru prototipurile funcționale care necesită o rezistență riguroasă, stabilitate mecanică și caracteristici specifice pe care metodele aditive nu le pot oferi, se optează de obicei pentru unelte prelucrate.

Aplicații ale prelucrării CNC a prototipurilor de precizie

Să discutăm despre diverse industrii care utilizează prelucrarea de precizie pentru prototipuri pentru modelarea componentelor ușoare în vederea testării și validării proiectelor înainte de a-și iniția proiectele de producție de piese la scară mai mare. Iată câteva dintre cele mai comune industrii care utilizează prelucrarea CNC ca sursă primară pentru fabricarea de piese sau produse cu specificații exacte de calitate standard strictă.

Industria medicală

În domeniul medical, prelucrarea CNC este cel mai important factor care face procesul de prototipare mai rapid. De exemplu, companiile farmaceutice au de obicei nevoie de prototipuri pentru a demonstra funcționarea produsului înainte de producția finală. Precizia și acuratețea sunt cei mai importanți factori, în special în domeniul dispozitivelor medicale, iar prelucrarea CNC asigură faptul că prototipurile sunt copii exacte ale produsului final și pot funcționa perfect în funcțiile prevăzute. Câteva exemple din industria medicală sunt: dispozitive ortopedice, incinte securizate, implanturi, aparate RMN, echipamente de cercetare și așa mai departe.

Industria militară și de apărare

Serviciile rapide de prelucrare CNC pentru prototipuri sunt principalul motiv pentru care sunt foarte importante în sectorul apărării, deoarece mecanismele complicate care sunt necesare pentru muniție și vehicule militare sunt principalii factori.

Prototipurile sunt principalele componente ale garanției că aceste mecanisme funcționează corect, prin urmare, prelucrarea CNC a prototipurilor este cea mai preferată metodă. Produse sau articole precum componente de aeronave, sisteme de transport și comunicații, muniție și diverse echipamente sunt exemple de produse care sunt fabricate prin prelucrare CNC în această industrie.

Industria aerospațială

Industria aerospațială este foarte sensibilă la precizie, deoarece chiar și cele mai mici inexactități pot cauza creșterea rezistenței la înaintare sau uzura componentelor aeronavei. Astfel, industria are nevoie de prototipuri pentru a se asigura că acestea sunt perfecte și fără cusur înainte de a intra în producție. Prototiparea este procesul de testare a componentelor în medii controlate și se asigură că acestea sunt adecvate pentru aplicațiile din lumea reală.

Prelucrarea prototipurilor CNC este o parte esențială a fabricării a numeroase componente pentru această industrie, cum ar fi porturile trenurilor de aterizare, bucșele, colectorii și profilurile aerodinamice. Aplicația pe scară largă a prelucrării prin comandă numerică computerizată (CNC) în industria aerospațială urmează să fie analizată.

Industria auto

Producătorii de automobile și producătorii OEM practică întotdeauna producția rapidă de prototipuri pentru iterarea noilor modele și îmbunătățiri estetice. Astfel, este necesară producția de prototipuri pentru testare înainte de producția în serie. Aceste prototipuri sunt supuse unor teste stricte pentru a se asigura că funcționează corect și că se potrivesc, sunt testate și funcționează corespunzător înainte de începerea producției la scară largă.

Procesul de prelucrare cnc a prototipurilor este factorul cheie în producția de prototipuri auto precise, proiectate în conformitate cu specificațiile date. În plus, prototiparea CNC poate fi, de asemenea, utilizată pentru a produce piese pentru diverse vehicule, cum ar fi bărci de marfă, vehicule de livrare etc.

Beneficiile prelucrării prin prototipare rapidă

Să discutăm despre beneficiile prelucrării prin prototipare rapidă.

Rentabil:

Prelucrarea CNC este o opțiune ieftină atunci când trebuie să produceți câteva prototipuri. Spre deosebire de turnarea prin injecție, care durează câteva luni pentru pregătirea matriței și ajustarea toleranțelor, prelucrarea prototipurilor CNC poate începe în câteva săptămâni de la finalizarea schițelor și a toleranțelor.

Toleranță ridicată:

Un beneficiu major al accelerării producției de prototipuri îl reprezintă plajele de toleranță ridicate care sunt posibile cu prelucrarea CNC. Dimpotrivă, prelucrarea CNC este diferită de imprimarea 3D prin faptul că creează prototipuri detaliate care sunt foarte apropiate de produsul final. Acest lucru este deosebit de util pentru testarea structurală și funcțională.

Prototipare Prelucrare

În majoritatea cazurilor, prototipul este ultimul proces de producție. În plus, prototipul ajută la identificarea timpurie a problemelor sau defectelor produsului și, de asemenea, accelerează producția, având majoritatea componentelor deja pregătite în această etapă.

Producție de volum redus

Deși prototiparea rapidă este de obicei asociată cu prototiparea, aceasta este, de asemenea, foarte eficientă pentru producția de volum redus. Metode precum turnarea prin injecție, turnarea în vid și chiar imprimarea 3D produc produse de înaltă calitate care pot satisface în mod eficient cererea inițială a pieței.

Care sunt limitările prototipării prin prelucrare CNC?

Să discutăm câteva dintre dezavantajele prelucrării prin prototipare rapidă.

Mai scumpă decât imprimarea 3D:

Prelucrarea prototipurilor CNC este mai costisitoare decât imprimarea 3D pentru întreprinderile mici, din cauza cerințelor ridicate privind supravegherea umană și alimentarea cu energie. În plus, materiile prime utilizate în prototiparea CNC sunt de obicei mai scumpe decât materialele utilizate în imprimarea 3D, cum ar fi PLA.

Această diferență de cost este un motiv major pentru care inginerii caută alte tehnici de prototipare, chiar dacă intenționează să utilizeze prelucrarea pentru piesele finale. Deși dezvoltarea este un proces care necesită multe resurse, companiile încearcă, de obicei, să reducă costurile în primele etape de prototipare.

Neprietenos cu mediul:

Prelucrarea CNC, fiind un proces substractiv, produce o mulțime de deșeuri, în timp ce îndepărtarea materialului tinde să genereze costuri mai mari pentru bugetul de dezvoltare a produsului. Aceste deșeuri sunt formate în principal din metale sau materiale plastice ciobite care nu pot fi reutilizate și, prin urmare, trebuie aruncate. Acest factor este responsabil de caracterul neprietenos pentru mediu al procesului de prelucrare CNC.

Convențional vs. Prototiparea rapidă: Principalele diferențe

În mod tradițional, prototipurile de dezvoltare a produselor urmau acești pași:

1. Procesul de proiectare a unui produs folosind un software de modelare solidă pentru a crea un model CAD 3D și desene 2D. Acest proces durează de obicei zile sau săptămâni pentru a fi finalizat.
2. Obținerea de oferte de la diferiți producători pentru a produce piesele cu specificații exacte necesare.
3. În mod normal, este nevoie de o perioadă lungă de timp, de la zile la chiar luni, înainte de a primi prototipul prelucrat.

Tehnicile convenționale de prototipare, în plus, cum ar fi turnarea în nisip, implică utilizarea de modele manuale din lut, lemn, sârmă sau bandă pentru a produce piesele. Prin urmare, este de obicei un proces de prototipare rapidă care consumă mult timp. Cu ajutorul prelucrării de precizie a prototipurilor, cum ar fi prelucrarea CNC, imprimarea 3D și prototiparea rapidă, inginerii pot crea astăzi prototipuri funcționale mai rapid și mai eficient decât tehnicile convenționale.

Rezumatul

Prelucrarea prototipurilor CNC este o metodă unică de a realiza prototipuri, care se caracterizează prin timpii rapizi de răspuns și de ciclu pentru fabricarea de produse cu specificații diferite. Astfel, este cea mai eficientă în comparație cu alte alternative precum imprimarea 3D. În plus, prelucrarea CNC produce prototipuri care sunt mai asemănătoare cu produsul real.

În plus, utilizarea sa este vitală și atât de răspândită în industriile de producție, inclusiv în industria auto, aerospațială și electronică de consum, deoarece oferă piese de înaltă performanță, de la interior la exterior, prin respectarea caracteristicilor detaliate și a toleranțelor exacte ale pieselor până la +/- 0,005. Este recomandat ca înainte de a vă inițializa proiectul de prelucrare cnc a prototipurilor să vă consultați cu profesioniști din industrie pentru rezultate optime în proiectele dumneavoastră. Așadar, contactați-ne pentru a afla dacă prototipurile prelucrate CNC sunt cele mai bune pentru proiectul dumneavoastră.