¿Qué es el mecanizado CNC de prototipos?
El mecanizado de prototipos aporta desarrollo de productos ideas a la realidad. Aplica dispositivos controlados por ordenador, como máquinas CNC, para crear modelos reales o prototipos de un diseño.
Considérelo como la conversión de un plano informático en un producto real, precisamente como Impresión 3D pero con muchas ventajas significativas:
- Creación rápida de prototipos: Cree prototipos más rápidamente que con las manualidades u otros métodos estándar.
- Mayor precisión: El mecanizado de prototipos proporciona medidas precisas y detalles complejos para prototipos con tolerancias estrictas. El mecanizado de prototipos garantiza la precisión de estas especificaciones.
- Mejor elección de materiales: Utiliza distintos materiales, como plásticos y metales (acero, aluminio), para garantizar que el resultado sea adecuado. Esto te permite comprobar el ajuste y la longevidad fabricando un prototipo de funda de teléfono con el mismo plástico que el diseño final.
- Prototipos prácticos: Create functional designs that enable structure, fit, and function testing. Consider a functioning model of a new surgical tool prototype. CNC machining allows you to test the tool’s grip, mobility, and interaction with simulated tissue.
Prototipos de piezas CNC: Material, tiempo de diseño y coste estimado
| Material | Tiempo de diseño (horas) |
Coste estimado
|
| Aluminio (6061) | 2-4 | $50 – $200 |
| Acrílico | 1-3 | $30 – $150 |
| Latón | 3-5 | $100 – $300 |
| Acero inoxidable (304) | 4-6 | $150 – $400 |
| Plástico ABS | 1-2 | $20 – $100 |
| Policarbonato (PC) | 2-3 | $30 – $150 |
| Polipropileno (PP) | 1-2 | $25 – $125 |
| Polietileno de alta densidad (HDPE) | 1-2 | $20 – $100 |
Mecanizado de prototipos le ayuda a crear y probar una copia física de la idea de diseño de forma rápida, precisa y con los materiales adecuados. Esto garantiza el éxito del producto final y acelera el desarrollo de productos proceso.
Este artículo explora cinco métodos de prototipado rápido recomendados para diversas aplicaciones. ¿Qué importancia tienen los prototipos en los procesos de evaluación, prueba y producción de diseños? Menciona diversos usos de los prototipos, como pruebas de concepto, campañas de crowdfunding y pasarelas a la producción total.
Los 5 mejores métodos de prototipado rápido
Mecanizado CNC
Mecanizado CNC es adecuado para proyectos que requieren piezas mecánicas sólidas con tolerancias precisas. Puede trabajar con diversos materiales y ofrece plazos de entrega rápidos. Sin embargo, puede no ser ideal para diseños de paredes finas o cavidades profundas.
Colada al vacío de poliuretano (VC):
Este método utiliza un molde de caucho de silicona y resina de moldeo para crear piezas de plástico de calidad casi de producción. Ofrece versatilidad en cuanto a propiedades del material, acabados y formas huecas. Sin embargo, los moldes de silicona tienen una vida útil limitada.
Estereolitografía (SLA):
Este consolidado método de impresión 3D utiliza un láser UV para curar la resina líquida y convertirla en prototipos de plástico sólido. Ofrece un buen acabado superficial y varias opciones de resina, pero requiere pasos de posprocesamiento y un almacenamiento especial debido a las propiedades del material.
Modelado por deposición fundida (FDM):
The most popular 3D printing method, FDM uses plastic filaments to create prototypes layer by layer. It’s cost-effective and readily available, but its lower resolution may require more finishing work.
Fusión de cama de polvo:
Este método incluye el Sinterizado Selectivo por Láser (SLS) y la Fusión Multi-Jet (MJF). Ambos utilizan materiales en polvo para construir prototipos. Ofrecen piezas autoportantes, un uso eficiente del volumen de construcción y ahorro de costes de material en SLS.
Creación de prototipos en el mecanizado
Prototipos de piezas CNC
CNC (Control Numérico por Ordenador) El mecanizado CNC es un método de fabricación moderno que revoluciona el negocio del desarrollo de productos. A diferencia de otros métodos tradicionales que conforman los materiales manualmente, el mecanizado CNC requiere la capacidad de los ordenadores para proporcionar una precisión y un control fantásticos. Mecanizado CNC funciona extrayendo material de un bloque sólido y dándole la forma final deseada. Esto se realiza mediante instrucciones predefinidas o codificación. Considere una máquina CNC que funciona como un escultor con un cincel; en lugar de depender únicamente de las habilidades humanas, sigue un plan digital preciso.
Diseño
El proceso comienza con un archivo CAD y los planos de su prototipo. Proporciona detalles precisos sobre las dimensiones, el tamaño y la forma del producto final.
Traducción del código G
Cuando tenga su archivo CAD, Código G lo traduce a un lenguaje comprensible para la máquina CNC mediante un software especial. El código G es un conjunto de instrucciones o comandos codificados que ordenan a la máquina mover sus herramientas de corte y retirar materiales del objeto.
Siguiendo el camino:
El código G de las sendas define la forma general y la trayectoria específica que debe seguir la herramienta de corte. Estas trayectorias se conocen como sendas. Garantizan que la máquina extraiga el material con rapidez y eficacia para producir la geometría final.
Múltiples herramientas para múltiples tareas
Dependiendo de lo complejo que sea su prototipo, existen varios métodos en este campo del mecanizado CNC. Dos métodos estándar son los siguientes:
Fresado CNC
El fresado CNC es un método versátil. Este método elimina materiales de una pieza de trabajo fija utilizando una herramienta de corte giratoria. El fresado CNC tiene muchos tipos. El fresado más común es el de 3 ejes. El de 3 ejes permite el movimiento a lo largo de los ejes X, T y Z. Otros tipos de fresado avanzados son los de 4 y 5 ejes. Estos tipos de fresado tienen excelentes capacidades de rotación. Crean geometrías más complejas y avanzadas. Son los mejores para objetos con varios ángulos y superficies curvas.
El torneado CNC es un método muy conocido para crear elementos giratorios como ejes, cilindros y engranajes. La pieza gira como una herramienta de corte fija, que elimina material para obtener la forma deseada.
Estos conceptos básicos permiten al mecanizado CNC descubrir infinitas ideas para producir prototipos de gran precisión y valor. El mecanizado CNC de prototipos trabaja con diversas herramientas y técnicas y cambia por completo el desarrollo de productos.
Partes de una fresadora CNC
Aunque el mecanizado CNC parezca alta tecnología, el arte de la magia, un mejor conocimiento de sus elementos fundamentales conduce a una imagen más clara. A continuación se presenta una visión general de los principales contribuyentes en un molino CNC:
- Columna y base de la máquina: En machine’s base and column cumplen la misma función que un robusto banco de trabajo. Proporcionan movimientos precisos y fluidos y una base sólida para el procedimiento de mecanizado.
- Husillo y herramienta de corte: Consideremos el husillo, un motor de alta velocidad que soporta la herramienta de corte. Juntas, estas fuerzas dinámicas crean la forma necesaria en la pieza. La herramienta de corte retira material mientras el husillo la hace girar a gran velocidad.
- Unidad de control NC: La unidad de control controla la rotación de los ejes y el husillo leyendo las instrucciones del código G, un plano digital. Actúa como conductor de todo el proceso de mecanizado.
- Ejes X, Y, Z (fresado en 3 ejes): Estos tres ejes lineales (eje X para el movimiento de izquierda a derecha, eje Y para el movimiento de adelante hacia atrás y eje Z para el movimiento de arriba hacia abajo). Permiten el movimiento perfecto de la herramienta de corte. En lenguaje sencillo, fijan el herramienta de corte precisely where it’s supposed to be to remove material.
- Mesa de trabajo y accesorios: La mesa de trabajo sujeta con seguridad la pieza durante el mecanizado. Considérela una abrazadera que asegura su proyecto. Las fijaciones también son herramientas útiles para sujetar piezas complicadas y garantizar que permanezcan estables durante el proceso de mecanizado.
¿Por qué el mecanizado CNC de prototipos es la mejor opción?
Cada decisión es importante en la fabricación. El mecanizado CNC de prototipos es único en el proceso de creación de prototipos debido a sus numerosas ventajas.
¿Por qué el mecanizado CNC de prototipos puede ser la mejor opción para su trabajo? Hay muchos ventajas del mecanizado CNC de prototipos. A continuación se indican algunas.
Fiabilidad en la precisión
Mecanizado CNC destaca por su capacidad para crear productos con dimensiones precisas. Esto es especialmente necesario para prototipos que requieren tolerancias precisas. El mecanizado CNC de prototipos garantiza que el prototipo satisfaga las necesidades particulares del producto acabado.
Por ejemplo, un prototipo de cualquier pieza de motor nueva puede tener problemas de rendimiento si hay incluso ligeras diferencias de rendimiento. tolerancias dimensionales. El mecanizado CNC de prototipos garantiza mecanizado de precisión y alta precisión para un rendimiento perfecto.
Elección de materiales
El mecanizado CNC ofrece una extraordinaria variación de materiales en comparación con los procesos de creación de prototipos limitados a determinados materiales. Puede utilizarse con diversos materiales, como materiales compuestos, diferentes plásticos (incluidos ABS y nailon) y metales (como acero, aluminio y acero inoxidable). Esto le permite fabricar prototipos con propiedades de material casi iguales a las del producto final.
Piense en la fabricación de una nueva funda de teléfono. El mecanizado CNC le permite trabajar con el mismo plástico que el producto final, lo que hace posible comparar su resistencia y tacto con mayor precisión.
Prototipos reales
One of CNC machining’s most significant advantages is its capacity for making functional prototypes. CNC machining allows you to create prototypes that can endure extreme pruebas de fabricabilidad for shape, fit, and even function, compared to traditional processes that could result in non-functional models. This allows you to judge your design’s performance in real-world circumstances.
Think about creating a working model of an innovative healthcare prototype using CNC machining. This allows you to test the device’s grip, mobility, and contact with simulated tissue.
Mejorar la eficiencia
El desarrollo de productos es una actividad que requiere mucho tiempo. El mecanizado CNC destaca por sus rápidos plazos de entrega. En comparación con métodos tradicionales como la fundición o el mecanizado a mano, produce prototipos rápidamente, lo que permite un ciclo rápido de cambios de diseño.
Digital and modern technology is the key to CNC machining’s success. Because prototypes are made using digital CAD models, they are easy to customize.
¿Quiere mejorar su iteración del diseño según sus requisitos específicos? Necesita actualizar su archivo CAD. La máquina CNC producirá rápidamente un nuevo prototipo que cumpla sus especificaciones. Esta versatilidad del mecanizado CNC permite analizar diversas opciones y acelera el proceso de diseño.
Aplicaciones del mecanizado CNC de prototipos
La versatilidad del mecanizado CNC de prototipos ayuda a muchas industrias. También les ayuda a materializar sus ideas con gran precisión y funcionalidad.
A continuación se indican los más comunes aplicaciones del mecanizado CNC:
Aeroespacial y defensa
El mecanizado CNC ofrece una vía de desarrollo en el exigente campo aeroespacial y de defensa. Es necesario para producir piezas complejas y precisas prototipos de defensa para naves espaciales, aviones y equipos militares esenciales. Imagine un nuevo prototipo de componente de motor de cohete. El mecanizado CNC garantiza la precisión de los detalles y las tolerancias necesarias para obtener el máximo rendimiento y seguridad.
Automoción y transporte
El mecanizado CNC de prototipos es necesario para las industrias de la automoción y el transporte, ya que permite pasar de la idea a la realidad. Produce prototipos de automatización para secciones de carrocería y piezas de motor como pistones y engranajes. Esto también permite a los ingenieros probar la forma, la función y el ajuste antes de iniciar la producción en serie.
Equipos médicos
La precisión es esencial en el campo del desarrollo médico. El mecanizado CNC es útil a la hora de crear piezas de gran precisión y seguridad. prototipos de dispositivos médicos para equipos y dispositivos quirúrgicos. Piense en un nuevo prototipo de fresa quirúrgica. El mecanizado CNC garantiza medidas precisas y una superficie perfecta para procedimientos médicos delicados.
Electrodomésticos y electrónica
Muchos electrodomésticos y dispositivos modernos que utilizamos a diario empiezan siendo prototipos mecanizados por CNC. Este enfoque permite crear prototipos de electrodomésticosy cerramientos, e incluso trabajar prototipos de electrónica de consumo.
Conclusión
El mecanizado CNC de prototipos es una fuerza innovadora en el proceso de desarrollo de productos. Acelera el proceso de diseño y fomenta la innovación proporcionando una extraordinaria precisión, variación de materiales y la capacidad de construir prototipos funcionales. En el futuro del mecanizado CNC es muy brillante. En el futuro, el mecanizado CNC seguirá evolucionando. Tecnologías CNC avanzadas ofrecen la oportunidad de combinar integración de la fabricación aditiva con aún más automatización y perfección.