Czym jest prototypowa obróbka CNC?
Obróbka prototypów przynosi rozwój produktu pomysłów do rzeczywistości. Wykorzystuje urządzenia sterowane komputerowo, takie jak maszyny CNC, do tworzenia rzeczywistych modeli lub prototypów projektu.
Potraktuj to jako przekształcanie komputerowego projektu w rzeczywisty produkt, dokładnie tak jak w przypadku Drukowanie 3D ale z wieloma znaczącymi zaletami:
- Szybkie prototypowanie: Twórz prototypy szybciej niż w przypadku ręcznego rzemiosła lub innych standardowych metod.
- Większa dokładność: Obróbka prototypów zapewnia precyzyjne pomiary i złożone detale prototypów o ścisłych tolerancjach. Obróbka prototypów gwarantuje, że specyfikacje te są dokładne.
- Ulepszony wybór materiałów: Używaj różnych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne i metale (stal, aluminium), aby zagwarantować, że wynik będzie odpowiedni. Umożliwia to przetestowanie dopasowania i trwałości poprzez wykonanie prototypu etui na telefon z tego samego tworzywa, co gotowy projekt.
- Praktyczne prototypy: 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.
Prototypowe części CNC: Materiał, czas projektowania i szacowany koszt
| Materiał | Czas projektowania (godziny) |
Szacowany zakres kosztów
|
| Aluminium (6061) | 2-4 | $50 – $200 |
| Akryl | 1-3 | $30 – $150 |
| Mosiądz | 3-5 | $100 – $300 |
| Stal nierdzewna (304) | 4-6 | $150 – $400 |
| Tworzywo ABS | 1-2 | $20 – $100 |
| Poliwęglan (PC) | 2-3 | $30 – $150 |
| Polipropylen (PP) | 1-2 | $25 – $125 |
| Polietylen o wysokiej gęstości (HDPE) | 1-2 | $20 – $100 |
Obróbka prototypów pomaga stworzyć i przetestować fizyczną kopię pomysłu na projekt szybko, dokładnie i przy użyciu odpowiednich materiałów. Gwarantuje to udany produkt końcowy i przyspiesza realizację projektu. rozwój produktu proces.
W tym artykule omówiono pięć metod szybkiego prototypowania zalecanych do różnych zastosowań. Jakie jest znaczenie prototypów w ocenie projektu, testowaniu i procesach produkcyjnych? Wspomina o różnych zastosowaniach prototypów, takich jak weryfikacja koncepcji, kampanie crowdfundingowe i pomosty do całkowitej produkcji.
5 najlepszych metod szybkiego prototypowania
Obróbka CNC
Obróbka CNC jest odpowiedni do projektów wymagających mechanicznych części stałych o precyzyjnych tolerancjach. Może pracować z różnymi materiałami i oferuje szybki czas realizacji. Może jednak nie być idealnym rozwiązaniem w przypadku cienkościennych lub głębokich wnęk.
Poliuretanowe odlewanie próżniowe (VC):
Metoda ta wykorzystuje formę z gumy silikonowej i żywicę odlewniczą do tworzenia części z tworzyw sztucznych o jakości zbliżonej do produkcyjnej. Oferuje wszechstronność w zakresie właściwości materiału, wykończeń i pustych form. Formy silikonowe mają jednak ograniczoną żywotność.
Stereolitografia (SLA):
Ta uznana metoda druku 3D wykorzystuje laser UV do utwardzania płynnej żywicy w prototypy z litego plastiku. Oferuje dobre wykończenie powierzchni i różne opcje żywicy, ale wymaga etapów obróbki końcowej i specjalnego przechowywania ze względu na właściwości materiału.
Modelowanie topionego osadzania (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.
Powder Bed Fusion:
Metoda ta obejmuje selektywne spiekanie laserowe (SLS) i syntezę wielostrumieniową (MJF). Obie wykorzystują sproszkowane materiały do budowy prototypów. Oferują one samonośne części, efektywne wykorzystanie objętości wydruku i oszczędność kosztów materiałów w przypadku SLS.
Prototypowanie w obróbce skrawaniem
Prototypowe części CNC
CNC (Komputerowe sterowanie numeryczne) Obróbka skrawaniem to nowoczesna metoda produkcji, która rewolucjonizuje branżę rozwoju produktów. W przeciwieństwie do innych tradycyjnych metod, które formują materiały ręcznie, obróbka CNC wymaga zdolności komputerów do zapewnienia fantastycznej precyzji i kontroli. Obróbka CNC działa poprzez wyodrębnianie materiału z bloku bryły i formowanie go w pożądany kształt końcowy. Odbywa się to przy użyciu predefiniowanych instrukcji lub kodowania. Rozważmy maszynę CNC działającą jak rzeźbiarz z dłutem; zamiast polegać wyłącznie na ludzkich umiejętnościach, podąża ona za dokładnym planem cyfrowym.
Projekt
Proces rozpoczyna się od pliku CAD i planów prototypu. Zapewnia on dokładne szczegóły dotyczące wymiarów, rozmiaru i kształtu produktu końcowego.
Tłumaczenie kodu G
Po uzyskaniu pliku CAD, Kod G tłumaczy go na język zrozumiały dla maszyny CNC za pomocą specjalnego oprogramowania. G-code to zestaw zakodowanych instrukcji lub poleceń instruujących maszynę, jak przesuwać narzędzia tnące i usuwać materiały z obiektu.
Podążanie ścieżką:
Ścieżki narzędzia Kod G definiuje ogólny kształt i konkretną ścieżkę, którą musi pokonać narzędzie tnące. Ścieżki te są znane jako ścieżki narzędzi. Zapewniają one szybkie i wydajne usuwanie materiału przez maszynę w celu uzyskania ostatecznej geometrii.
Wiele narzędzi do wielu zadań
W zależności od stopnia złożoności prototypu, w tej dziedzinie obróbki CNC dostępne są różne metody. Dwie standardowe metody są następujące:
Frezowanie CNC
Frezowanie CNC to wszechstronna metoda. Metoda ta polega na usuwaniu materiałów z nieruchomego przedmiotu obrabianego za pomocą obracającego się narzędzia tnącego. Frezowanie CNC ma wiele rodzajów. Najpopularniejszą metodą frezowania jest frezowanie 3-osiowe. 3 osie umożliwiają ruch wzdłuż osi X, T i Z. Inne zaawansowane typy frezowania to 4- i 5-osiowe. Te typy frezowania mają doskonałe możliwości obrotowe. Umożliwiają one tworzenie bardziej złożonych i zaawansowanych geometrii. Są one najlepsze dla obiektów o różnych kątach i zakrzywionych powierzchniach.
Toczenie CNC to dobrze znana metoda tworzenia elementów obrotowych, takich jak wały, cylindry i koła zębate. Obrabiany przedmiot obraca się jako nieruchome narzędzie tnące, który usuwa materiał w celu uzyskania pożądanego kształtu.
Te podstawowe koncepcje umożliwiają obróbce CNC odkrywanie nieskończonych pomysłów na produkcję bardzo dokładnych i wartościowych prototypów. Obróbka CNC prototypów działa z różnymi narzędziami i technikami i całkowicie zmienia rozwój produktu.
Części frezarki CNC
Chociaż obróbka CNC wydaje się być zaawansowaną technologią, sztuką magii, lepsza znajomość jej podstawowych elementów prowadzi do jaśniejszego obrazu. Poniżej znajduje się przegląd głównych elementów frezarki CNC:
- Kolumna i podstawa maszyny: The machine’s base and column pełnią tę samą funkcję, co solidny stół warsztatowy. Zapewniają precyzyjne i płynne ruchy oraz solidną podstawę dla procedury obróbki.
- Wrzeciono i narzędzie tnące: Weźmy pod uwagę wrzeciono, wysokoobrotowy silnik wspierający narzędzie tnące. Razem te dynamiczne siły tworzą wymagany kształt przedmiotu obrabianego. Narzędzie tnące usuwa materiał, podczas gdy wrzeciono obraca je z dużą prędkością.
- Jednostka sterująca NC: Jednostka sterująca kontroluje obrót osi i wrzeciona, odczytując instrukcje G-code, czyli cyfrowy plan. Działa jako przewodnik dla całego procesu obróbki.
- Osie X, Y, Z (frezowanie 3-osiowe): Te trzy osie liniowe (oś X do ruchu od lewej do prawej, oś Y do ruchu od przodu do tyłu i oś Z do ruchu góra-dół). Pozwalają one na idealny ruch narzędzia tnącego. Mówiąc prostym językiem, ustawiają one narzędzie tnące precisely where it’s supposed to be to remove material.
- Stół roboczy i osprzęt: Stół roboczy bezpiecznie zabezpiecza obrabiany przedmiot podczas obróbki. Potraktuj go jako zacisk, który zabezpiecza Twój projekt. Uchwyty są również pomocnymi narzędziami do podpierania skomplikowanych części, aby zapewnić ich stabilność podczas procesu obróbki.
Co sprawia, że prototypowa obróbka CNC jest najlepszą opcją?
Każda decyzja ma znaczenie w produkcji. Prototypowa obróbka CNC jest wyjątkowa w procesie prototypowania ze względu na wiele zalet.
Dlaczego obróbka prototypów CNC może być najlepszym wyborem? Istnieje wiele Korzyści z prototypowej obróbki CNC. Niektóre z nich podano poniżej.
Niezawodność w precyzji
Obróbka CNC wyróżnia się możliwością tworzenia produktów o precyzyjnych wymiarach. Jest to szczególnie konieczne w przypadku prototypów, które wymagają precyzyjnych tolerancji. Obróbka CNC prototypów zapewnia, że prototyp spełnia szczególne potrzeby gotowego produktu.
Na przykład, prototyp każdej nowej części silnika może napotkać problemy z wydajnością, jeśli wystąpią nawet niewielkie błędy. tolerancje wymiarowe. Prototypowa obróbka CNC zapewnia precyzyjna obróbka skrawaniem i wysoka dokładność dla doskonałej wydajności.
Wybór materiałów
Obróbka CNC oferuje wyjątkową różnorodność materiałów w porównaniu z procesami prototypowania ograniczonymi do określonych materiałów. Może być stosowana z różnymi materiałami, takimi jak materiały kompozytowe, różne tworzywa sztuczne (w tym ABS i nylon) oraz metale (takie jak stal, aluminium i stal nierdzewna). Pozwala to na tworzenie prototypów o właściwościach materiałowych prawie odpowiadających produktowi końcowemu.
Pomyśl o produkcji nowego etui na telefon. Obróbka CNC pozwala na pracę z tym samym tworzywem sztucznym, co produkt końcowy, umożliwiając dokładniejsze porównanie jego wytrzymałości i odczuć.
Prototypy w świecie rzeczywistym
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 testowanie możliwości produkcyjnych 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.
Poprawa wydajności
Rozwój produktu to czasochłonne zajęcie. Obróbka CNC wyróżnia się krótkim czasem realizacji. W porównaniu z tradycyjnymi metodami, takimi jak odlewanie lub obróbka ręczna, umożliwia ona szybkie tworzenie prototypów, pozwalając na szybki cykl zmiany konstrukcyjne.
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.
Czy chcesz poprawić swoje iteracja projektu zgodnie z konkretnymi wymaganiami? Musisz zaktualizować swój plik CAD. Maszyna CNC szybko wyprodukuje nowy prototyp, który spełni Twoje wymagania. Ta wszechstronność obróbki CNC umożliwia analizę różnych wyborów i przyspiesza proces projektowania.
Zastosowania prototypowej obróbki CNC
Wszechstronność prototypowej obróbki CNC wspiera wiele gałęzi przemysłu. Pomaga im również realizować swoje pomysły z dużą dokładnością i funkcjonalnością.
Poniżej znajdują się najbardziej popularne zastosowania obróbki CNC:
Przemysł lotniczy i obronny
Obróbka CNC umożliwia rozwój w wymagającej dziedzinie lotnictwa i obrony. Jest niezbędna do produkcji złożonych i precyzyjnych prototypy obronne dla statków kosmicznych, samolotów i niezbędnego sprzętu wojskowego. Wyobraźmy sobie prototyp nowego elementu silnika rakietowego. Obróbka CNC zapewnia precyzyjne detale i tolerancje wymagane dla maksymalnej wydajności i bezpieczeństwa.
Motoryzacja i transport
Obróbka CNC prototypów jest niezbędna w przemyśle motoryzacyjnym i transportowym, przenosząc pomysły z idei do rzeczywistości. Produkuje prototypy automatyzacji dla części karoserii i części silnika, takich jak tłoki i koła zębate. Pozwala to również inżynierom na przetestowanie kształtu, funkcji i dopasowania przed rozpoczęciem masowej produkcji.
Sprzęt medyczny
Precyzja jest niezbędna w dziedzinie rozwoju medycznego. Obróbka CNC jest pomocna przy tworzeniu bardzo dokładnych i bezpiecznych prototypy urządzeń medycznych dla sprzętu i urządzeń chirurgicznych. Rozważmy nowy prototyp wiertła chirurgicznego. Obróbka CNC gwarantuje precyzyjne pomiary i idealną powierzchnię do wrażliwych procedur medycznych.
Sprzęt gospodarstwa domowego i elektronika
Wiele nowoczesnych urządzeń domowych i urządzeń, których używamy na co dzień, zaczyna się jako prototypy obrabiane CNC. Takie podejście umożliwia tworzenie prototypy urządzeńObudowy, a nawet praca prototypy elektroniki użytkowej.
Wnioski
Prototypowa obróbka CNC jest innowacyjną siłą w procesie rozwoju produktu. Przyspiesza proces projektowania i promuje innowacje, zapewniając niezwykłą precyzję, różnorodność materiałów i możliwość tworzenia funkcjonalnych prototypów. Obróbka Przyszłość obróbki CNC jest bardzo jasna. W przyszłości obróbka CNC będzie ewoluować. Zaawansowane technologie CNC zapewniają możliwość połączenia integracja produkcji addytywnej z jeszcze większą automatyzacją i perfekcją.