Che cos'è la lavorazione CNC di prototipi?
La lavorazione dei prototipi porta sviluppo del prodotto idee alla realtà. Applica dispositivi controllati dal computer, come le macchine CNC, per creare modelli o prototipi reali di un progetto.
Consideratelo come la conversione di una cianografia al computer in un prodotto reale, proprio come Stampa 3D ma con molti vantaggi significativi:
- Prototipazione rapida: Creare prototipi più velocemente rispetto all'artigianato manuale o ad altri metodi standard.
- Maggiore precisione: La lavorazione di prototipi fornisce misure precise e dettagli complessi per prototipi con tolleranze rigorose. La lavorazione di prototipi garantisce l'accuratezza di queste specifiche.
- Miglioramento della scelta dei materiali: Utilizzate materiali diversi come plastica e metalli (acciaio, alluminio) per garantire un risultato adeguato. In questo modo è possibile testare la vestibilità e la longevità realizzando un prototipo di custodia per telefono con la stessa plastica del progetto finito.
- Prototipi pratici: Creare progetti funzionali che consentano di testare la struttura, l'adattamento e la funzionalità. Considerate un modello funzionante di un nuovo prototipo di strumento chirurgico. La lavorazione CNC consente di testare la presa, la mobilità e l'interazione dello strumento con i tessuti simulati.
Prototipi di parti CNC: Materiali, tempi di progettazione e costi stimati
| Materiale | Tempo di progettazione (ore) |
Intervallo di costo stimato
|
| Alluminio (6061) | 2-4 | $50 - $200 |
| Acrilico | 1-3 | $30 - $150 |
| Ottone | 3-5 | $100 - $300 |
| Acciaio inox (304) | 4-6 | $150 - $400 |
| Plastica ABS | 1-2 | $20 - $100 |
| Policarbonato (PC) | 2-3 | $30 - $150 |
| Polipropilene (PP) | 1-2 | $25 - $125 |
| Polietilene ad alta densità (HDPE) | 1-2 | $20 - $100 |
Lavorazione di prototipi vi aiuta a creare e testare una copia fisica dell'idea progettuale in modo rapido, accurato e con i materiali appropriati. Questo garantisce il successo del prodotto finale e accelera la sviluppo del prodotto processo.
Questo articolo esplora cinque metodi di prototipazione rapida consigliati per varie applicazioni. Qual è il significato dei prototipi nella valutazione del design, nei test e nei processi di produzione? Il documento cita vari usi dei prototipi, come proof-of-concept, campagne di crowdfunding e ponti verso la produzione totale.
I 5 principali metodi di prototipazione rapida
Lavorazione CNC
Lavorazione CNC è adatto per progetti che richiedono pezzi meccanici solidi con tolleranze precise. Può lavorare con diversi materiali e offre tempi di consegna rapidi. Tuttavia, potrebbe non essere l'ideale per progetti con pareti sottili o cavità profonde.
Colata sotto vuoto di poliuretano (VC):
Questo metodo utilizza uno stampo in gomma siliconica e una resina di colata per creare parti in plastica di qualità prossima alla produzione. Offre versatilità nelle proprietà dei materiali, nelle finiture e nelle forme cave. Tuttavia, gli stampi in silicone hanno una durata limitata.
Stereolitografia (SLA):
Questo metodo di stampa 3D consolidato utilizza un laser UV per polimerizzare la resina liquida in prototipi di plastica solida. Offre una buona finitura superficiale e varie opzioni di resina, ma richiede fasi di post-elaborazione e uno stoccaggio speciale a causa delle proprietà del materiale.
Modellazione a deposizione fusa (FDM):
Il metodo di stampa 3D più diffuso, FDM, utilizza filamenti di plastica per creare prototipi strato per strato. È conveniente e facilmente reperibile, ma la sua bassa risoluzione può richiedere un maggiore lavoro di finitura.
Fusione del letto a polvere:
Questo metodo comprende la sinterizzazione laser selettiva (SLS) e la fusione multigetto (MJF). Entrambi utilizzano materiali in polvere per costruire prototipi. Offrono parti autoportanti, un uso efficiente del volume di costruzione e un risparmio sui costi dei materiali nel caso della SLS.
Prototipazione in lavorazione
Prototipi di parti CNC
CNC (Controllo numerico computerizzato) La lavorazione CNC è un metodo di produzione moderno che rivoluziona il settore dello sviluppo dei prodotti. A differenza di altri metodi tradizionali che formano i materiali manualmente, la lavorazione CNC richiede la capacità dei computer di fornire una precisione e un controllo fantastici. Lavorazione CNC funziona estraendo il materiale da un blocco solido e formandolo nella forma finale desiderata. Questa operazione viene eseguita utilizzando istruzioni o codici predefiniti. Considerate una macchina CNC che opera come uno scultore con uno scalpello; invece di dipendere solo dalle capacità umane, segue un piano digitale preciso.
Design
Il processo inizia con un file CAD e le cianografie del vostro prototipo. Questi forniscono dettagli precisi sulle dimensioni, le misure e la forma del prodotto finale.
Traduzione del codice G
Quando si dispone del file CAD, Codice G lo traduce in un linguaggio che la macchina CNC è in grado di comprendere grazie a un software speciale. Il codice G è un insieme di istruzioni o comandi codificati che istruiscono la macchina a muovere gli utensili di taglio e a rimuovere i materiali dall'oggetto.
Seguire il percorso:
Il codice G dei percorsi utensile definisce la forma complessiva e il percorso specifico che l'utensile da taglio deve compiere. Questi percorsi sono noti come percorsi utensile. Assicurano che la macchina estragga il materiale in modo rapido ed efficiente per produrre la geometria finale.
Più strumenti per più attività
A seconda della complessità del prototipo, in questo campo della lavorazione CNC sono disponibili vari metodi. Due metodi standard sono i seguenti:
Fresatura CNC
La fresatura CNC è un metodo versatile. Questo metodo rimuove i materiali da un pezzo fisso utilizzando un utensile da taglio rotante. La fresatura CNC è di diversi tipi. La fresatura più comune è quella a 3 assi. Il 3 assi consente il movimento lungo gli assi X, T e Z. Altri tipi di fresatura avanzati sono quelli a 4 e 5 assi. Questi tipi di fresatura hanno eccellenti capacità di rotazione. Creano geometrie più complesse e avanzate. Sono ideali per oggetti con vari angoli e superfici curve.
La tornitura CNC è un metodo ben noto per creare elementi rotanti come alberi, cilindri e ingranaggi. Il pezzo in lavorazione ruota come un utensile da taglio fisso, che rimuove il materiale per ottenere la forma desiderata.
Questi concetti di base consentono alla lavorazione CNC di scoprire infinite idee per produrre prototipi altamente precisi e di valore. La lavorazione CNC dei prototipi funziona con diversi strumenti e tecniche e cambia completamente lo sviluppo del prodotto.
Parti di una fresa CNC
Sebbene la lavorazione CNC sembri un'arte magica e altamente tecnologica, una migliore conoscenza dei suoi elementi fondamentali porta a un'immagine più chiara. Di seguito viene fornita una panoramica dei principali componenti di un mulino CNC:
- Colonna e base della macchina: Il base e colonna della macchina svolgono la stessa funzione di un robusto banco di lavoro. Forniscono movimenti precisi e fluidi e una solida base per la procedura di lavorazione.
- Mandrino e utensile da taglio: Consideriamo il mandrino, un motore ad alta velocità che sostiene l'utensile da taglio. Insieme, queste forze dinamiche creano la forma necessaria nel pezzo. L'utensile da taglio rimuove il materiale mentre il mandrino lo fa ruotare ad alta velocità.
- Unità di controllo NC: L'unità di controllo controlla la rotazione degli assi e del mandrino leggendo le istruzioni del codice G, un progetto digitale. Funge da conduttore per l'intero processo di lavorazione.
- Assi X, Y, Z (fresatura a 3 assi): Questi tre assi lineari (asse X per il movimento da sinistra a destra, asse Y per il movimento da avanti a indietro e asse Z per il movimento dall'alto verso il basso). Consentono il movimento perfetto dell'utensile da taglio. In parole povere, impostano il utensile da taglio esattamente dove dovrebbe essere per rimuovere il materiale.
- Tavolo da lavoro e attrezzature: Il tavolo da lavoro fissa in modo sicuro il pezzo durante la lavorazione. È una morsa che fissa il progetto. I dispositivi di fissaggio sono anche strumenti utili per sostenere pezzi complicati e garantire che rimangano stabili durante il processo di lavorazione.
Cosa rende la lavorazione CNC dei prototipi l'opzione migliore?
Ogni decisione è importante nella produzione. La lavorazione CNC dei prototipi è unica nel processo di prototipazione grazie ai suoi numerosi vantaggi.
Perché la lavorazione CNC di prototipi può essere la scelta migliore per il vostro lavoro? Ci sono molti vantaggi della lavorazione CNC dei prototipi. Alcuni di essi sono riportati di seguito.
Affidabilità nella precisione
Lavorazione CNC è notevole per la sua capacità di creare prodotti con dimensioni precise. Ciò è particolarmente necessario per i prototipi che richiedono tolleranze precise. La lavorazione CNC dei prototipi garantisce che il prototipo soddisfi le esigenze specifiche del prodotto finito.
Ad esempio, un prototipo di qualsiasi nuovo componente del motore può avere problemi di prestazioni se ci sono anche solo lievi tolleranze dimensionali. La lavorazione CNC dei prototipi assicura lavorazione di precisione e elevata precisione per prestazioni perfette.
Scelta dei materiali
La lavorazione CNC offre un'eccezionale variazione dei materiali rispetto ai processi di prototipazione limitati a particolari materiali. Può essere utilizzata con vari materiali, come i materiali compositi, diverse materie plastiche (tra cui ABS e nylon) e metalli (come acciaio, alluminio e acciaio inossidabile). Ciò consente di realizzare prototipi con proprietà dei materiali quasi identiche a quelle del prodotto finale.
Pensate alla produzione di una nuova custodia per il telefono. La lavorazione CNC permette di lavorare con la stessa plastica del prodotto finale, consentendo di confrontarne con maggiore precisione la resistenza e la sensazione al tatto.
Prototipi del mondo reale
Uno dei vantaggi più significativi della lavorazione CNC è la capacità di realizzare prototipi funzionali. La lavorazione CNC consente di creare prototipi in grado di resistere a condizioni estreme. test di producibilità per la forma, la vestibilità e persino la funzionalità, rispetto ai processi tradizionali che potrebbero dare origine a modelli non funzionali. In questo modo è possibile valutare le prestazioni del progetto in circostanze reali.
Pensate di creare un modello funzionante di un prototipo sanitario innovativo utilizzando la lavorazione CNC. In questo modo è possibile testare la presa, la mobilità e il contatto del dispositivo con i tessuti simulati.
Migliorare l'efficienza
Lo sviluppo di un prodotto è un'attività che richiede molto tempo. La lavorazione CNC eccelle per i tempi rapidi. Rispetto ai metodi tradizionali, come la fusione o la lavorazione a mano, produce prototipi in tempi rapidi, consentendo di un rapido ciclo di modifiche al design.
La tecnologia digitale e moderna è la chiave del successo della lavorazione CNC. Poiché i prototipi sono realizzati con modelli CAD digitali, sono facili da personalizzare.
Volete migliorare il vostro iterazione del progetto secondo i vostri requisiti specifici? È necessario aggiornare il file CAD. La macchina CNC produrrà rapidamente un nuovo prototipo conforme alle vostre specifiche. Questa versatilità della lavorazione CNC consente di analizzare diverse scelte e di accelerare il processo di progettazione.
Applicazioni della lavorazione CNC di prototipi
La versatilità della lavorazione CNC dei prototipi supporta molte industrie. Le aiuta a realizzare le loro idee con grande precisione e funzionalità.
Di seguito sono riportati i più comuni applicazioni della lavorazione CNC:
Aerospazio e Difesa
La lavorazione CNC offre una via di sviluppo nel difficile settore dell'aerospaziale e della difesa. È necessaria per produrre pezzi complessi e precisi prototipi per la difesa per astronavi, aerei e attrezzature militari essenziali. Immaginate un nuovo prototipo di componente di un motore a razzo. La lavorazione CNC garantisce dettagli e tolleranze precisi, necessari per ottenere il massimo delle prestazioni e della sicurezza.
Automotive e trasporti
La lavorazione CNC dei prototipi è necessaria per l'industria automobilistica e dei trasporti, per trasformare le idee in una realtà percorribile su strada. Produce prototipi di automazione per sezioni di carrozzeria e parti di motore come pistoni e ingranaggi. In questo modo gli ingegneri possono testare la forma, il funzionamento e l'adattamento prima di avviare la produzione di massa.
Apparecchiature mediche
La precisione è essenziale nel campo dello sviluppo medico. La lavorazione CNC è utile per la creazione di prodotti altamente precisi e sicuri. prototipi di dispositivi medici per le attrezzature e i dispositivi chirurgici. Si pensi a un nuovo prototipo di trapano chirurgico. La lavorazione CNC garantisce misure precise e una superficie perfetta per procedure mediche delicate.
Elettrodomestici ed elettronica
Molti dei moderni elettrodomestici e dispositivi che utilizziamo quotidianamente nascono come prototipi lavorati a CNC. Questo approccio consente di creare prototipi di elettrodomestici, involucri e perfino lavorazioni prototipi di elettronica di consumo.
Conclusione
La lavorazione CNC dei prototipi è una forza innovativa nel processo di sviluppo del prodotto. Accelera il processo di progettazione e promuove l'innovazione fornendo una straordinaria precisione, una variazione dei materiali e la capacità di costruire prototipi funzionali. Il il futuro della lavorazione CNC è molto luminoso. In futuro, la lavorazione CNC continuerà a evolversi. Tecnologie CNC avanzate offrono l'opportunità di combinare integrazione della produzione additiva con ancora più automazione e perfezione.