CNC mehāniskā apstrāde Ātrā prototipu veidošana: kad ir svarīgs ātrums un detaļai ir jādarbojas
Jūsu mehāniķis piektdien pabeidz CAD modeli. Produkta apskats ir trīs nedēļu laikā. Jums ir nepieciešams funkcionāls alumīnija korpuss - īsts materiāls, reālas pielaides, vītnes, kas faktiski nofiksējas -, lai pārbaudītu piemērotību, apstiprinātu montāžas atstarpes un ieietu šajā sanāksmē ar kaut ko, ko varat novietot pie galda.
Šis ir scenārijs, kur CNC apstrādes ātra prototipēšananopelna savu vietu. Ne katram prototipam tas ir vajadzīgs. Bet, ja detaļai ir jādarbojas kā ražošanas komponentam - noturēt toleranci, uzņemt slodzi, izdzīvot termisko ciklu, iekļauties komplektā ar iegādātu-aparatūru - 3D-izdrukāts vietturis nesniegs jums nepieciešamos datus. Jums ir nepieciešama daļa, kas izgriezta no faktiskā materiāla līdz faktiskajai specifikācijai.
Kļūda, ko šajā posmā pieļauj lielākā daļa produktu komandu, nav nepareiza procesa izvēle. Tas skaidri nedomā par to, kam prototips patiesībā ir paredzēts. Vispirms atbildiet uz šo jautājumu, un procesa izvēle sekos loģiski.
Ko CNC ātrā prototipēšana patiesībā nozīmē praksē
CNC apstrādes ātra prototipēšananav atsevišķa pakalpojumu kategorija ar īpašu aprīkojumu. Tā ir standarta CNC apstrāde - frēzēšana, virpošana, Šveices virpošana -, kas tiek izpildīta ar īsu-rindas plānošanu, optimizēta iestatīšana vienai vai nelielai-daudzuma izpildei un procesa pārskatīšana, kas konstatē DFM problēmas pirms griešanas sākuma, nevis pēc griešanas.
"Ātrā" daļa izriet no divām lietām: nav instrumentu sagatavošanas laika (atšķirībā no iesmidzināšanas vai presliešanas, CNC sākas no CAD faila un materiāla bloka), un prioritāšu noteikšana veikalā, kas nodrošina prototipu darbus rindā dienās, nevis nedēļās.
Uz vienkāršas alumīnija daļas - korpusa, kronšteina, kolektora bloka - mēs parasti varam pāriet no apstiprinātas CAD faila uz piegādāto daļu 3–5 darba dienu laikā. Sarežģīta ģeometrija, stingras pielaides vairākām funkcijām vai materiāli, piemēram, titāns, to paplašina. Taču tām daļām, kas lielākajai daļai produktu izstrādes komandu faktiski ir vajadzīgas apstiprināšanas posmā, laika grafiks ir patiešām īss.
Prototipu darbu viskonsekventāk palēnina nevis mašīnas laiks. Tas ir zīmēšanas problēmas - nepilnīgas pielaides norādes, trūkstošās virsmas apdares specifikācijas, vītņu norādes bez klases apzīmējumiem vai sienu biezums, ko nevar noturēt norādītajā materiālā. DFM pārskatīšana pirms darba sākuma pievieno dažas stundas. Fiksācijas problēmas konstatēšana pēc pirmās daļas nogriešanas palielina dienas.
CNC prototipu apstrāde salīdzinājumā ar 3D drukāšanu: izmantojiet pareizo rīku
Debates starpCNC prototipa apstrāde salīdzinājumā ar 3D drukāšanuir skaidra atbilde, tiklīdz jums ir skaidrs, kas prototipam ir jādara. Neviens process neuzvar vispārēji. Viņi atbild uz dažādiem jautājumiem.
| Vērtēšanas kritēriji | CNC apstrāde | Metāla 3D druka (DMLS/SLM) | Plastmasas 3D druka (FDM/SLA) |
|---|---|---|---|
| Materiāla īpašības | Ražošanas -ekvivalents | Tuva{0}}ražošana (nedaudz anizotropijas) | Ievērojami vājāks par ražošanu |
| Izmēru tolerance | ±0,005–0,02 mm standarts | ±0,05–0,1 mm tipisks | ±0,1–0,3 mm tipiski |
| Virsmas apdare (-būve) | Ra 0,8–3,2 µm | Ra 5–15 µm (nepieciešama pēc-apstrāde) | Ra 5–50 µm atkarībā no procesa |
| Izpildes laiks (1–5 daļas) | 3-7 dienas | 5–14 dienas (ieskaitot pēc-apstrādi) | 1-3 dienas |
| Vienkāršas metāla daļas izmaksas | Vidēja | Augsts | Zems |
| Vislabākais priekš | Funkcionālā pārbaude, atbilstības pārbaudes, ražošanas{0}}reprezentatīva pārbaude | Sarežģīta iekšējā ģeometrija, topoloģija{0}}optimizētas struktūras | Vizuālie modeļi, agrīnas formas/piemērotības pārbaudes, ne-slodzes-neatbildība |
| Vītnes, caurumi ar vītnēm | Vietējā - izgriezta tieši | Nepieciešama pēc{0}}apstrāde | Nepieciešami ieliktņi vai pēc{0}}apstrāde |
| Dizaina iterācijas ātrums | Lēnāk (katra maiņa atkārtoti{0}}mašīna) | Vidēja | Ātri |
Godīgs spriedums: prototipiem, kas tiks nodoti funkcionālajai pārbaudei - slodzes slodze, termiskā ciklēšana, montāža ar ražošanas aparatūru, normatīvo aktu iesniegšanas paraugi - CNC gandrīz vienmēr ir īstais metāla detaļu pieprasījums. Materiāla īpašības ir līdzvērtīgas ražošanai-, jo jūs griežat no tā paša stieņa krājuma, kas tiks izmantots ražošanas procesā. 3D-apdrukātai metāla daļai ir mikrostrukturālas atšķirības no kaltas daļas, kas ir svarīgas, kad daļa ir pakļauta slodzei.
Agrīnās stadijās-formu un piemērotības pārbaudēm, kurās jūs tikai apstiprināt, ka formai ir jēga un montāžas koncepcija darbojas, plastmasas 3D drukāšana ir ātrāka, lētāka un pilnīgi piemērota. Kļūda ir tā, ka tā tiek izmantota pēc tā posma, kad prototipa datiem ir jāatspoguļo ražošanas veiktspēja.
Kad CNC ātrās prototipēšanas izpildes laiks tiek saspiests - un kad tas netiek
CNC apstrādes ātrais prototipu izgatavošanas laiksir reālas robežas, un to izpratne palīdz plānot tos, nevis pārsteigt.
| Faktors | Ietekme uz izpildes laiku | Ko jūs varat darīt |
|---|---|---|
| Daļu sarežģītība (iestatījumu skaits) | Katrs papildu iestatījums palielina 0,5–1 dienu | Dizains minimāliem iestatījumiem; iepriekš pārrunājiet fiksēšanas stratēģiju |
| Materiālu pieejamība | Eksotisku sakausējumu (titāna, Inconel) iegādei var būt nepieciešamas 2–3 dienas | Pirms grafika apstiprināšanas apstipriniet materiālu krājumus |
| Pielaides blīvums | Sub-±0,01 mm funkcijām ir nepieciešams lēnāks griezums un katrai-funkcijai CMM pārbaude | Atzīmējiet stingras{0}}pielaides funkcijas; neaizklājiet-±0,005 mm |
| Zīmējuma pilnība | Nepabeigtas izdrukas izraisa DFM jautājumus, kas aptur darbu | Nosūtiet pilnu izdruku ar visām norādēm; 2D + 3D modelis |
| Pēc{0}}apstrāde (anodēšana, pārklāšana) | Pievieno 2–5 dienas atkarībā no procesa un pārdevēja | Apstipriniet, vai apdare ir nepieciešama prototipam vai tikai ražošanas procesam |
| Daudzums | 1–3 daļas: minimāla rindas ietekme. 20+ daļas: grafiks kā neliela ražošanas sērija | Piedāvājumā skaidri norādiet, vai tas ir prototips vai tilta ražošana |
Viena detaļa, kas aizrauj klientus: virsmas apdares pēc{0}}apstrāde bieži vien atšķiras no apstrādes grafika. Detaļa, kas tiek apstrādāta divās dienās, var sēdēt un gaidīt anodēšanu vēl trīs. Ja jūsu prototipam funkcionāli nav nepieciešama anodēta apdare -, jūs pārbaudāt mehānisko piemērotību, nevis izturību pret koroziju vai kosmētiku, - norādiet "kā-machined" un ietaupiet laiku. Mēs to atzīmējam, citējot katru darbu, uz kuru tas attiecas.
Materiāli CNC prototipu daļām: ko patiesībā norāda inženieri
Materiāla izvēlei prototipa stadijā jāatbilst tam, no kā tiks izgatavota ražošanas daļa. Izmantojot 6061 alumīniju detaļas prototipam, kas galu galā būs 7075, iegūst maldinošus datus par stingrību un izturību. Nerūsējošā tērauda 304 izmantošana 316L medicīniskās sastāvdaļas prototipam nodrošina atšķirīgu korozijas izturēšanos validācijas testos.
Tas nozīmē, ka visizplatītākie prototipu materiāli priekšmaza apjoma CNC prototipu daļasnozarēs, kuras apkalpojam:
Alumīnijs 6061-T6- noklusējuma vērtība lielākajai daļai mehānisko korpusu, kronšteinu un konstrukcijas komponentu. Ātri apstrādājams, laba izmēru stabilitāte, labi uzņem anodēšanu. Ja arī ražošanas daļa ir 6061, šis ir tīrs, piemēram,-līdz-prototips.
Alumīnijs 7075-T6-, kad ražošanas daļai nepieciešama lielāka izturība. Nedaudz grūtāk apstrādājams nekā 6061, līdzīgs izpildes laiks. Norādiet, kad prototipa slodzes-nesošajai veiktspējai ir nozīme.
Nerūsējošais 316L- standarts medicīnas ierīču komponentiem, šķidruma-kontakta daļām un visam, kas nonāk korozīvā vidē. Apstrāde prasa ilgāku laiku nekā alumīnija; budžeta papildu dienu.
Titāna Ti-6Al-4V- aviācijas un medicīnas lietojumi, kur izturības-līdz-svara attiecībai ir izšķiroša nozīme. Ievērojami lēnāk apstrādājams nekā tērauds. Titāna prototipam, kas alumīnijā būtu nepieciešamas divas dienas, parasti būs nepieciešamas četras līdz piecas. Izmaksu atšķirība ir reāla -, taču, ja jūsu validācijas tests ir saistīts ar slodzi, nogurumu vai bioloģisko saderību, to nevar aizstāt.
Misiņš C360- savienotāji, vārstu korpusi, vītņoti veidgabali. Ātri apstrādājams, labi notur stingras pielaides.
Maza apjoma CNC prototipu daļas: izmaksu faktori, kas jums jāsaprot
Zema apjoma CNC prototipa detaļu izmaksasvairāk par vienību nekā ražotajām daļām tādu iemeslu dēļ, kas ir paredzami un ir vērts saprast, - ne tikai pieņemt kā dots.
Iestatīšanas izmaksas ir lielākais draiveris. CAM instrumenta ceļa programmēšana, detaļas nostiprināšana un pārbaudes griezuma veikšana aizņem aptuveni vienādu laiku neatkarīgi no tā, vai izgatavojat vienu daļu vai piecdesmit. Ražojot 50 detaļu, šīs uzstādīšanas izmaksas tiek amortizētas līdz nelielai vienības cenas daļai. Trīsdaļīgā prototipa palaišanā tas dominē.
Mašīnas laiks ir otrais vadītājs. CNC iekārtas 5 asu aprīkojumam strādā par USD 50–{2}} USD stundā. Detaļai, kurai nepieciešamas 90 minūtes mašīnas darba laika par 80 ASV dolāru stundā, vienības izmaksās ir 120 $, pirms tiek ņemti vērā materiāli, instrumenti un pārbaude.
Materiālie atkritumi ir reāli, bet bieži vien pārspīlēti. No 100 mm × 100 mm × 50 mm alumīnija bloka var būt daļa, kas sver 200 g - pārējā daļa ir skaidas. Mikroshēmu materiālu izmaksas ir patiesas izmaksas, taču alumīnija gadījumā tas reti ir dominējošais faktors.
Pārbaudes izmaksas prototipa daļām parasti ir lielākas nekā ražošanas detaļu -, jo jauna darba pirmajam rakstam ir nepieciešama pilna izmēra pārbaude attiecībā pret katru drukas norādi, nevis statistikas paraugs. Regulētajām nozarēm (medicīna, aviācija) pati pārbaudes pakete ir rezultāts.
Ja jūsu prototipa budžets ir ierobežots, divas visefektīvākās sviras ir: vienkāršojiet ģeometriju, lai samazinātu mašīnas laiku un iestatīšanas skaitu, un skaidri pajautājiet, vai šajā fāzē ir nepieciešama apdares specifikācija. Abi ir dizaina un plānošanas lēmumi, nevis piegādātāju sarunu lēmumi.
Kā darbojas MID Precision Handles Prototype
Mēs veicam prototipu un maza -apjoma ražošanas darbus kā noteiktu pakalpojumu celiņu -, nevis kā pārpalikumus, kas tiek izspiesti starp lielām ražošanas sērijām. Prototipu darbi uzņēmumā MID tiek pārbaudīti DFM pirms piedāvājuma iznākšanas. Šajā pārskatā ir ietvertas pielaides norādes, kas pārsniedz to, ko atbalsta ģeometrija, sienu biezums, kas radīs stiprinājuma problēmas, vītnes specifikācijas, kurām nepieciešams klases apzīmējums, un visas funkcijas, kurās neliela dizaina korekcija ievērojami samazinātu izmaksas vai risku.
Nesenā darbā - 6061-T6 pneimatiskā kolektora bloks ar astoņiem M5 pieslēgvietām un ±0,01 mm urbuma pielaidi uz centrālā vārsta ligzdas — DFM pārskatā tika konstatēts, ka divām portu pozīcijām būtu nepieciešama ceturtā iestatīšana, kas nebija acīmredzama no 3D modeļa. Mēs to atzīmējām pirms griešanas, klients mainīja vienu porta pozīciju par 2 mm CAD, un darbs tika veikts trīs iestatījumos, nevis četros. Daļa tika nosūtīta ceturtajā dienā pēc apstiprinātās drukāšanas. Tāds zvans tiek veikts tikai tad, ja kāds patiešām izlasa zīmējumu pirms tā programmēšanas.
MūsuCNC apstrādes ātra prototipēšanaPakalpojums attiecas uz 3-asu, 4 asu un 5 asu frēzēšanu, CNC virpošanu un Šveices CNC virpošanu maza diametra precizitātes komponentiem. Standarta izpildes laiks lielākajai daļai prototipu palaišanas ir 3–7 darba dienas no apstiprinātās 2D+3D zīmēšanas pakotnes. Materiāli no alumīnija sakausējumiem, izmantojot nerūsējošo tēraudu, titānu, misiņu, varu un inženiertehnisko plastmasu.
Ja jūsu projekts ir{0}}kritisks laiks,runājiet ar mūsu inženieriempirms nosūtāt RFQ - 10 minūšu saruna par fiksēšanas pieeju un tolerances prioritātēm var atkāpties no grafika vienu vai divas dienas pirms darba sākšanas.
Nosūtiet mums savu izdrukuun mēs 24 stundu laikā atgriezīsim piedāvājumu ar DFM piezīmi. Parneliela apjoma prototipu un tiltu ražošanadarbojas, mēs atbildam uz jautājumiem tajā pašā darba dienā.
FAQ
J: Mans dizains joprojām mainās. Vai man jāgaida, līdz tas tiks pabeigts, pirms tiek piedāvāts CNC prototips?
Nav obligāti. Ja izmaiņas ir nelielas - objektu pozīcijās, caurumu izmēriem, rādiusa norādēm -, pirmā prototipa izgriešana tūlīt un izmaiņu iekļaušana otrajā piegājienā bieži vien ir ātrāka, nekā gaidīt dizaina iesaldēšanu. Iestatīšanas izmaksas otrajā piegājienā ir zemākas, jo CAM programmēšana ir ievērojami pārnesta. Ir jēga gaidīt, ja pamata ģeometrija joprojām mainās, jo būtiskas formas izmaiņas nozīmē pārprogrammēšanu no jauna. Pastāstiet mums, kur atrodas dizains pārskatīšanas ciklā, kad jautāsiet -, mēs sniegsim padomu, vai to ir vērts izgriezt tūlīt vai paturēt.
J. Mums ir nepieciešams prototips, lai tas atbilstu ražošanas materiālam un pilnībā pabeigtu - anodētu 6061-T6 atbilstoši ražošanas procesa specifikācijām. Vai jūs varat to izdarīt?
Jā, un tas ir pareizais aicinājums, ja prototipam tiek veikts formas/piemērotības/funkcijas tests, kas ietver virsmas izturību vai kosmētiku, kas ir svarīga ieinteresēto pušu pārskatīšanai. Rasējumā norādiet anodējuma veidu (II tipa dzidrs, III tipa cietais anodējums, krāsa), biezumu un visas maskēšanas prasības. Anodēšana tiek veikta mūsu apstiprinātajam apdares partnerim un parasti tiek pievienota 2–3 darba dienas. Ja prototips ir paredzēts tikai iekšējai dimensiju pārbaudei, -mašīna ietaupa šīs dienas un apdares izmaksas.
J: Kāds ir minimālais daudzums, ko izmantosit CNC prototipa darbam?
Viena daļa. Mēs regulāri veicam vienas-vienības prototipa darbus - implantu izmēģinājuma komponenti, pielāgoti stiprinājuma elementi, vienreizējie-izslēgšanas vārstu korpusi. Vienas daļas vienības izmaksas ir augstākas nekā 10 daļām, jo iestatīšana tiek amortizēta par mazākām daļām, taču nav minimālā pasūtījuma daudzuma sliekšņa. Ja jums ir nepieciešama viena daļa, lai apstiprinātu koncepciju, tas ir derīgs darbs.
J: Kā daracnc prototipa apstrāde pret 3D drukāšanuizmaksas, salīdzinot ar nelielu alumīnija korpusu, piemēram, 80 mm × 60 mm × 30 mm?
Vienkāršam korpusam šajā izmēru diapazonā plastmasas 3D drukāšana (SLA vai SLS) parasti ir lētāka un ātrāka vizuālās/formas pārbaudes prototipam -, kas ir mazāka par 100 USD un 1–2 dienas. CNC alumīnija korpusam vienam un tam pašam korpusam maksās 150–400 USD atkarībā no funkcijas sarežģītības ar 3–5 dienu izpildes laiku. CNC daļa nodrošina ražošanas{11}ekvivalentu materiālu, īstu vītnes saķeri un virsmas apdari, kuru var reāli anodēt. Ja prototipam tiek veikta funkcionālā pārbaude vai tam ir jāatspoguļo ražošanas veiktspēja, izmaksu atšķirība ir pamatota. Ja tas notiek uz galda, lai ieinteresētās personas pārskatītu, 3D drukāšana ir īstais aicinājums.
