CNC megmunkálás Gyors prototípuskészítés: Amikor a sebesség számít, és az alkatrésznek működnie kell
Gépészmérnöke pénteken fejezi be a CAD modellt. A termék értékelése három hét múlva lesz. Funkcionális alumínium házra - valódi anyagból, valós tűrésekre, ténylegesen illeszkedő menetekre van szüksége - az illeszkedés teszteléséhez, az összeszerelési hézagok ellenőrzéséhez, és valamivel, amit az asztal körül kézbe vehet, be kell mennie a találkozóra.
Ez az a forgatókönyv, ahol CNC megmunkálás gyors prototípus készítéskiérdemli a helyét. Nem minden prototípusra van szüksége. De amikor az alkatrésznek úgy kell működnie, mint egy gyártási alkatrésznek - tartási tűrés, terhelés, túlélés a hőcikluson, beilleszthető egy szerelvénybe vásárolt-hardverrel -, a 3D-nyomtatott helyőrző nem fogja megadni a szükséges adatokat. Szüksége van egy alkatrészre a tényleges anyagból, a tényleges specifikáció szerint.
A legtöbb termékcsapat ebben a szakaszban elköveti azt a hibát, hogy nem a rossz folyamatot választja. Nem gondolja át egyértelműen, hogy valójában mire való a prototípus. Először válaszoljon erre a kérdésre, és a folyamat kiválasztása logikusan következik.
Mit jelent a CNC gyors prototípuskészítés a gyakorlatban?
CNC megmunkálás gyors prototípus készítésnem egy külön szolgáltatási kategória speciális felszereléssel. Ez egy szabványos CNC megmunkálás - marás, esztergálás, svájci esztergálás -, rövid-sorütemezéssel, optimalizált beállítás egyszeri vagy kis{4}}mennyiségre, és folyamatáttekintés, amely a DFM-problémákat a vágás megkezdése előtt észleli, nem pedig utána.
A „gyors” rész két dologból adódik: nincs szerszámozási idő (ellentétben a fröccsöntéssel vagy a fröccsöntéssel, a CNC egy CAD-fájlból és egy anyagtömbből indul), valamint a műhelyi rangsorolás, amely a prototípus-feladatokat napok, nem pedig hetek alatt kapja meg a sorban.
Egy egyszerű alumínium alkatrészen - egy házon, egy konzolon, egy elosztótömbön - általában 3-5 munkanap alatt tudunk a visszaigazolt CAD-fájlból a leszállított alkatrészig. A bonyolult geometria, a szűk tűrések több jellemzőnél vagy az olyan anyagok, mint a titán, ezt kiterjesztik. Azon alkatrészek esetében azonban, amelyekre a legtöbb termékfejlesztő csapatnak valóban szüksége van az érvényesítési szakaszban, az idővonal valóban rövid.
Nem a gépi idő lassítja a legkövetkezetesebben a prototípus-feladatokat. Rajzproblémák - hiányos tűrésfeliratok, hiányzó felületkezelési specifikációk, osztálymegjelölés nélküli menetkiírások vagy falvastagságok, amelyek nem tarthatók a megadott anyagban. A munka megkezdése előtti DFM-ellenőrzés néhány órát vesz igénybe. Ha az első rész kivágása után észleli a rögzítési problémát, az több napot jelent.
CNC prototípus megmunkálás vs 3D nyomtatás: használja a megfelelő eszközt
közötti vitaCNC prototípus megmunkálás vs 3D nyomtatásegyértelmű választ ad, ha már tisztában van azzal, hogy mit kell tennie a prototípusnak. Egyik folyamat sem nyer általánosan. Különféle kérdésekre válaszolnak.
| Értékelési kritériumok | CNC megmunkálás | Fém 3D nyomtatás (DMLS/SLM) | Műanyag 3D nyomtatás (FDM/SLA) |
|---|---|---|---|
| Anyagtulajdonságok | Gyártási-egyenértékű | Gyártásközeli-(némi anizotrópia) | A termelésnél lényegesen gyengébb |
| Mérettűrés | ±0,005–0,02 mm szabvány | ±0,05–0,1 mm jellemző | ±0,1–0,3 mm jellemző |
| Felületkezelés (-beépítve) | Ra 0,8–3,2 µm | Ra 5–15 µm (utó{2}}feldolgozást igényel) | Ra 5-50 µm a folyamattól függően |
| Átfutási idő (1-5 rész) | 3-7 nap | 5–14 nap (beleértve az utólagos-feldolgozást is) | 1-3 nap |
| Az egyszerű fém alkatrész költsége | Közepes | Magas | Alacsony |
| A legjobb | Funkcionális ellenőrzés, illeszkedési ellenőrzések, gyártási-reprezentatív tesztelés | Összetett belső geometria, topológia{0}}optimalizált struktúrák | Vizuális modellek, korai forma/illesztés ellenőrzések, nem -teher-hordás |
| Szálak, menetes lyukak | A natív - közvetlen kivágása | Utólagos{0}}megmunkálást igényel | Betéteket vagy utólagos{0}}megmunkálást igényel |
| Tervezési iterációs sebesség | Lassabb (minden változás újra-gép) | Közepes | Gyors |
Az őszinte ítélet: olyan prototípusok esetében, amelyek funkcionális tesztelésre kerülnek - feszültségterhelés, hőciklus, gyártóhardverrel való összeszerelés, hatósági benyújtási minták - A CNC szinte mindig a megfelelő ajánlat a fémalkatrészek számára. Az anyagtulajdonságok gyártási-egyenértékűek, mert ugyanabból a rúdanyagból vág, amelyet a gyártási folyamat is használ. A 3D-nyomtatott fémalkatrészek mikroszerkezeti különbségekkel rendelkeznek a kovácsolt alapanyaghoz képest, ami akkor számít, amikor az alkatrész terhelés alatt áll.
A korai-stádiumú forma- és illeszkedésellenőrzéseknél, ahol csak megerősíti, hogy a forma ésszerű és az összeszerelési koncepció működik, a műanyag 3D-nyomtatás gyorsabb, olcsóbb és tökéletesen megfelelő. A hiba az, hogy túl van azon a szakaszon, amikor a prototípus adatoknak a termelési teljesítményt kell képviselniük.
Amikor a CNC gyors prototípusgyártás átfutási ideje le van tömörítve - és amikor nem
CNC megmunkálás gyors prototípus elkészítési időValós határai vannak, és ezek megértése segít a tervezésben, ahelyett, hogy meglepődne.
| Tényező | Hatás az átfutási időre | Mit tehetsz |
|---|---|---|
| Alkatrész összetettsége (beállítások száma) | Minden további beállítás 0,5–1 napot vesz igénybe | Tervezés minimális beállításokhoz; előre megbeszélni a rögzítési stratégiát |
| Anyag elérhetősége | Az egzotikus ötvözetek (titán, Inconel) beszerzése 2-3 napig tarthat | Az ütemterv megerősítése előtt erősítse meg az anyagkészletet |
| Tűrési feszesség | A szub-±0,01 mm-es funkciók lassabb vágásokat és funkciónkénti CMM-ellenőrzést igényelnek | A szigorú{0}}tűrési funkciókat kifejezetten jelölje meg; ne takarjon-±0,005 mm-t |
| A rajz teljessége | A hiányos nyomatok DFM-kérdéseket váltanak ki, amelyek szüneteltetik a munkát | Teljes nyomat küldése az összes felirattal; 2D + 3D modell |
| Utó{0}}feldolgozás (eloxálás, bevonat) | A folyamattól és a szállítótól függően 2-5 nap hozzáadódik | Erősítse meg, hogy a prototípushoz vagy csak a gyártáshoz van-e szükség befejezésre |
| Mennyiség | 1–3 rész: minimális várakozási sor hatása. 20+ részek: ütemezés kis gyártási sorozatként | Az RFQ-nál tisztázni kell, hogy prototípusról vagy hídgyártásról van-e szó |
Egy részlet, amely megragadja az ügyfeleket: a felületkezelés utó{0}}feldolgozása gyakran más ütemben történik, mint a megmunkálásé. Egy alkatrész, amely két nap alatt megmunkálható, még háromig ülhet eloxálásra várva. Ha a prototípusnak funkcionálisan nincs szüksége az eloxált felületre -, akkor a mechanikai illeszkedést teszteli, nem a korrózióállóságot vagy a kozmetikumokat, - adja meg a „megmunkált állapotban” -megmunkálást, és időt takarít meg. Ezt minden olyan állásnál megjelöljük, ahol ez vonatkozik.
Anyagok CNC prototípus alkatrészekhez: Amit a mérnökök valójában meghatároznak
A prototípus szakaszában az anyagválasztásnak meg kell egyeznie azzal, amiből a gyártási alkatrész készül. Ha 6061 alumíniumot használ egy olyan alkatrész prototípusához, amely végül 7075 lesz, félrevezető merevségi és szilárdsági adatokat kap. A 304 rozsdamentes acél használata a 316L orvosi alkatrész prototípusához eltérő korróziós viselkedést eredményez az érvényesítési tesztekben.
Ez azt jelenti, hogy a leggyakrabban prototípusként készített anyagokkis mennyiségű CNC prototípus alkatrészekaz általunk kiszolgált iparágakban:
Alumínium 6061-T6- a legtöbb mechanikus ház, konzol és szerkezeti elem alapértelmezett értéke. Gyorsan megmunkálható, jó méretstabilitás, jól bírja az eloxálást. Ha a gyártási rész is 6061, akkor ez egy tiszta like-for-prototípus.
Alumínium 7075-T6-, amikor a gyártási résznek nagyobb szilárdságra van szüksége. Kicsit nehezebben megmunkálható, mint a 6061, hasonló átfutási idő. Adja meg, hogy mikor számít a prototípus teherviselési teljesítménye-.
Rozsdamentes 316L- szabvány az orvosi eszközök alkatrészeihez, a folyadékkal{1}}érintkező alkatrészekhez és minden olyan dologhoz, amely korrozív környezetbe kerül. A megmunkálás tovább tart, mint az alumíniumé; költségvetés egy extra napot.
Titán Ti-6Al-4V- repülési és orvosi alkalmazások, ahol az erő-/{2}}súly aránya kritikus. Lényegesen lassabban megmunkálható, mint az acél. Egy titán prototípushoz, amely alumíniumban két napig tartana, általában négy-öt. A költségkülönbség valós -, de ha az érvényesítési teszt terhelést, fáradtságot vagy biológiai kompatibilitást foglal magában, nincs más.
Sárgaréz C360- csatlakozók, szeleptestek, menetes szerelvények. Gyorsan megmunkálható, jól tartja a szűk tűrést.
Kis mennyiségben gyártott CNC prototípus alkatrészek: Költséghajtók, amelyeket meg kell értenie
Alacsony mennyiségű CNC prototípus alkatrészek költségeegységenként több, mint a gyártási alkatrészek, előre látható és megértésre méltó okokból - nem csak úgy elfogadni, mint adott.
A telepítési költség a legnagyobb meghajtó. A CAM szerszámpálya programozása, az alkatrész rögzítése és a próbavágás futtatása nagyjából ugyanannyi időt vesz igénybe, függetlenül attól, hogy egy vagy ötven darabot készít. Egy 50 részből álló gyártási sorozatnál ez a beállítási költség az egységár kis töredékére amortizálódik. 3 részes prototípus futtatáson ez dominál.
A gépidő a második vezető. A CNC gépek óránként 50–100+ USD áron működnek 5 tengelyes berendezések esetén. Egy alkatrész, amely 90 percnyi gépi időt vesz igénybe 80 dollár/óra áron, 120 dollárral járul hozzá az egységköltséghez, mielőtt az anyagokat, a szerszámokat és az ellenőrzést beleszámítanák.
Az anyagi hulladék valódi, de gyakran túlértékelt. Egy 100 mm × 100 mm × 50 mm-es alumíniumtömbből 200 g tömegű alkatrész készülhet - a többi forgács. A forgácsok anyagköltsége valós költség, de az alumíniumnál ritkán ez a domináns tényező.
A prototípus-alkatrészek ellenőrzési költsége általában magasabb, mint a gyártási alkatrészeké -, mivel egy új munka első cikkéhez minden nyomtatási felirathoz teljes méretellenőrzés szükséges, nem statisztikai minta alapján. A szabályozott iparágak (orvosi, repülőgépipar) számára az ellenőrző csomag maga is teljesítendő termék.
Ha a prototípus költségvetése korlátozott, a két leghatékonyabb eszköz a következő: egyszerűsítse a geometriát a gépidő és a beállítási szám csökkentése érdekében, és kifejezetten kérdezze meg, hogy szükség van-e a befejezési specifikációra ebben a fázisban. Mindkettő tervezési és tervezési döntés, nem beszállítói tárgyalási döntés.
Hogyan működik a MID Precision Prototype kezelése
A prototípusokat és a kis mennyiségű{0}}gyártási munkákat meghatározott szolgáltatási sávként - futtatjuk, nem pedig a nagy gyártási futtatások között összeszorított maradékként. A MID prototípus-feladatai DFM-ellenőrzést kapnak, mielőtt az árajánlat megjelenne. Ez a felülvizsgálat kiterjed azokra a tűrésfeliratokra, amelyek meghaladják a geometria által támogatott mértéket, a rögzítési problémákat okozó falvastagságokat, az osztálymegjelölést igénylő menetspecifikációkat és minden olyan jellemzőt, ahol egy kisebb tervezési módosítás jelentősen csökkentené a költségeket vagy a kockázatot.
A közelmúltban végzett munkája során - egy 6061-T6 pneumatikus elosztóblokk nyolc M5-ös porttal és ±0,01 mm-es furattűréssel a központi szelepüléken – a DFM áttekintése megállapította, hogy a nyílások közül kettőnél egy negyedik beállításra lenne szükség, ami nem volt nyilvánvaló a 3D-s modellből. Vágás előtt megjelöltük, az ügyfél 2 mm-rel eltolta az egyik port pozíciót a CAD-ban, és a munka négy helyett három beállításban futott. Az alkatrészt a visszaigazolt nyomtatástól számított negyedik napon szállították. Ez az a fajta hívás, amely csak akkor indul el, ha valaki valóban elolvassa a rajzot, mielőtt programozná.
A miénkCNC megmunkálás gyors prototípus készítésA szolgáltatás lefedi a 3-tengelyes, a 4-tengelyes és az 5-tengelyes marást, a CNC-esztergálást és a svájci CNC-esztergálást kis átmérőjű precíziós alkatrészekhez. A szabványos átfutási idő a legtöbb prototípus futtatásakor 3–7 munkanap a visszaigazolt 2D+3D rajzcsomagtól számítva. Anyagok alumíniumötvözetekből rozsdamentes acélon, titánon, sárgarézig, rézig és műszaki műanyagokig.
Ha projektje időkritikus,{0}}beszéljen mérnökeinkkelMielőtt elküldené az ajánlatkérést -, egy 10 perces beszélgetés a rögzítési megközelítésről és a tolerancia prioritásairól egy-két napot levonhat az ütemtervből, mielőtt a munka elkezdődik.
Küldje el nekünk a nyomtatványátés 24 órán belül visszaküldjük az árajánlatot egy DFM megjegyzéssel. Mertkis volumenű prototípus- és hídgyártásfut, a megkeresésekre még aznap válaszolunk.
GYIK
K: A tervezésem még mindig változik. Meg kell várnom a véglegesítésig, mielőtt ajánlatot kérek egy CNC prototípusra?
Nem feltétlenül. Ha a változtatások kisebbek: - a tereptárgyak pozíciói, furatméretei, sugárkiírásai - az első prototípus azonnali levágása és a változtatások beépítése a második futtatás során gyakran gyorsabb, mint a terv lefagyására várni. A második futtatás beállítási költsége alacsonyabb, mivel a CAM-programozás jelentős mértékben átmegy. Akkor van értelme várni, ha az alapvető geometria még mindig változóban van, mert egy jelentős alakváltozás a semmiből történő újra-programozást jelenti. Érdeklődve mondja el, hol tart a terv a felülvizsgálati ciklusban -, tanácsot adunk, hogy érdemes-e most levágni vagy megtartani.
K: Szükségünk van a prototípusra, hogy illeszkedjen a gyártási anyaghoz, és pontosan az - eloxált 6061-T6-ot a gyártási folyamattal megegyező specifikációk szerint végezze el. Meg tudod csinálni?
Igen, és ez a megfelelő felhívás, ha a prototípus olyan forma-/illesztés-/működési teszten megy keresztül, amely a felület tartósságát is magában foglalja, vagy a kozmetikumok fontosak az érdekelt felek általi felülvizsgálatra. Adja meg a rajzon az eloxált típust (II. típusú átlátszó, III. típusú kemény eloxált, szín), a vastagságot és a maszkolási követelményeket. Az eloxálás a jóváhagyott befejező partnerünkhöz megy, és általában 2-3 munkanapot tesz hozzá. Ha a prototípus pusztán belső méretellenőrzésre szolgál, az as{5}}megmunkálással megtakaríthatja azokat a napokat és a befejezési költségeket.
K: Mennyi a minimális mennyiség, amit egy CNC prototípus munkán futtatni fog?
Egy rész. Rendszeresen futtatunk egy-egységes prototípus-feladatokat - implantációs próbaelemek, egyedi rögzítőelemek, egy-kioldó szeleptestek. Egyetlen alkatrész egységköltsége magasabb, mint egy 10 alkatrészé, mert a beállítás kevesebb darabra amortizálódik, de nincs minimális rendelési mennyiségi küszöb. Ha egy alkatrészre van szüksége egy koncepció érvényesítéséhez, az érvényes feladat.
K: Hogyancnc prototípus megmunkálás vs 3D nyomtatásösszehasonlítani a költségeket egy kis alumínium házhoz, mondjuk 80 mm × 60 mm × 30 mm?
Egy ilyen mérettartományba tartozó egyszerű burkolat esetén a műanyag 3D-nyomtatás (SLA vagy SLS) általában olcsóbb és gyorsabb a vizuális/formaellenőrzési prototípus esetén - 100 dollár alatt és 1–2 nap alatt. Az alumíniumból készült CNC ugyanahhoz a házhoz 150–400 dollárba kerül, a funkciók összetettségétől függően, 3–5 napos átfutási idővel. A CNC alkatrész gyártási{11}egyenértékű anyagot, valódi menetkötést és ténylegesen eloxálható felületkezelést biztosít. Ha a prototípus funkcionális tesztelés alatt áll, vagy termelési teljesítményt kell képviselnie, a költségkülönbség indokolt. Ha az asztalra kerül az érdekelt felek általi felülvizsgálatra, a 3D nyomtatás a megfelelő hívás.
