O que é usinagem CNC de protótipos?
A usinagem de protótipos traz desenvolvimento de produtos ideias à realidade. Ele aplica dispositivos controlados por computador, como máquinas CNC, para criar modelos reais ou protótipos de um projeto.
Considere isso como a conversão de um projeto de computador em um produto real, exatamente como Impressão 3D mas com muitas vantagens significativas:
- Prototipagem rápida: Crie protótipos mais rapidamente do que o artesanato manual ou outros métodos padrão.
- Maior precisão: A usinagem de protótipos fornece medições precisas e detalhes complexos para protótipos com tolerâncias rigorosas. A usinagem de protótipos garante que essas especificações sejam precisas.
- Melhor escolha de material: Use materiais diferentes, como plásticos e metais (aço, alumínio), para garantir que o resultado seja adequado. Isso permite que você teste o ajuste e a longevidade fazendo um protótipo de capa de celular com o mesmo plástico do design final.
- Protótipos práticos: 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.
Protótipo de peças CNC: Material, tempo de projeto e custo estimado
| Material | Tempo de projeto (horas) |
Faixa de custo estimada
|
| Alumínio (6061) | 2-4 | $50 – $200 |
| Acrílico | 1-3 | $30 – $150 |
| Latão | 3-5 | $100 – $300 |
| Aço inoxidável (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 densidade (HDPE) | 1-2 | $20 – $100 |
Usinagem de protótipos ajuda você a criar e testar uma cópia física da ideia de design de forma rápida, precisa e com os materiais adequados. Isso garante um produto final bem-sucedido e acelera o processo de desenvolvimento. desenvolvimento de produtos processo.
Este artigo explora cinco métodos de prototipagem rápida recomendados para várias aplicações. Qual é a importância dos protótipos nos processos de avaliação, teste e produção de design? Ele menciona vários usos de protótipos, como prova de conceito, campanhas de crowdfunding e pontes para a produção total.
Os 5 principais métodos de prototipagem rápida
Usinagem CNC
Usinagem CNC é adequado para projetos que exigem peças sólidas mecânicas com tolerâncias precisas. Ele pode trabalhar com vários materiais e oferece tempos de resposta rápidos. No entanto, talvez não seja ideal para projetos de paredes finas ou de cavidades profundas.
Fundição a vácuo de poliuretano (VC):
Esse método usa um molde de borracha de silicone e resina de fundição para criar peças plásticas com qualidade próxima à de produção. Ele oferece versatilidade nas propriedades do material, acabamentos e formas ocas. No entanto, os moldes de silicone têm uma vida útil limitada.
Estereolitografia (SLA):
Esse método estabelecido de impressão 3D usa um laser UV para curar a resina líquida em protótipos de plástico sólido. Ele oferece um bom acabamento de superfície e várias opções de resina, mas requer etapas de pós-processamento e armazenamento especial devido às propriedades do material.
Modelagem por deposição 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.
Fusão de leito de pó:
Esse método inclui a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e a Fusão Multi-Jato (MJF). Ambos usam materiais em pó para construir protótipos. Eles oferecem peças autossustentáveis, uso eficiente do volume de construção e economia de custos de material no SLS.
Prototipagem em usinagem
Protótipos de peças CNC
CNC (Controle numérico computadorizado) A usinagem CNC é um método de fabricação moderno que revoluciona o negócio de desenvolvimento de produtos. Em contraste com outros métodos tradicionais que formam materiais manualmente, a usinagem CNC requer a capacidade dos computadores de fornecer precisão e controle fantásticos. Usinagem CNC funciona extraindo material de um bloco sólido e moldando-o na forma final desejada. Isso é feito por meio de instruções ou codificação predefinidas. Considere uma máquina CNC operando como um escultor com um cinzel; em vez de depender apenas das habilidades humanas, ela segue um plano digital preciso.
Design
O processo começa com um arquivo CAD e as plantas do seu protótipo. Ele fornece detalhes precisos sobre as dimensões, o tamanho e a forma do produto final.
Tradução de código G
Quando você tiver seu arquivo CAD, Código G traduz em uma linguagem que a máquina CNC pode entender usando um software especial. O código G é um conjunto de instruções ou comandos codificados que instruem a máquina a mover suas ferramentas de corte e remover materiais do objeto.
Seguindo o caminho:
O código G dos percursos de ferramenta define a forma geral e o caminho específico que a ferramenta de corte deve seguir. Esses caminhos são conhecidos como caminhos de ferramenta. Eles garantem que a máquina extraia o material de forma rápida e eficiente para produzir a geometria final.
Várias ferramentas para várias tarefas
Dependendo da complexidade do seu protótipo, há vários métodos disponíveis nesse campo de usinagem CNC. Dois métodos padrão são os seguintes:
Fresagem CNC
A fresagem CNC é um método versátil. Esse método remove materiais de uma peça de trabalho fixa usando uma ferramenta de corte giratória. A fresagem CNC tem muitos tipos. A fresagem mais comum é a de 3 eixos. O 3 eixos permite o movimento ao longo dos eixos X, T e Z. Outros tipos avançados de fresamento são os de 4 e 5 eixos. Esses tipos de fresamento têm excelentes recursos de rotação. Eles criam geometrias mais complexas e avançadas. São melhores para objetos com vários ângulos e superfícies curvas.
O torneamento CNC é um método bem conhecido para criar elementos rotativos, como eixos, cilindros e engrenagens. A peça de trabalho gira como uma ferramenta de corte fixa, que remove o material para obter a forma desejada.
Esses conceitos básicos permitem que a usinagem CNC descubra infinitas ideias para a produção de protótipos altamente precisos e valiosos. A usinagem CNC de protótipos trabalha com várias ferramentas e técnicas e muda completamente o desenvolvimento de produtos.
Partes de uma fresadora CNC
Embora a usinagem CNC pareça ser de alta tecnologia, a arte da magia, um melhor conhecimento de seus elementos fundamentais leva a uma imagem mais clara. Veja a seguir uma visão geral dos principais colaboradores de uma fresadora CNC:
- Coluna e base da máquina: O machine’s base and column têm a mesma finalidade de uma bancada de trabalho robusta. Elas proporcionam movimentos precisos e fluidos e uma base sólida para o procedimento de usinagem.
- Eixo e ferramenta de corte: Considere o fuso, um motor de alta velocidade que apóia a ferramenta de corte. Juntas, essas forças dinâmicas criam a forma necessária na peça de trabalho. A ferramenta de corte remove o material enquanto o fuso o gira em alta velocidade.
- Unidade de controle NC: A unidade de controle controla a rotação dos eixos e do fuso lendo as instruções do código G, um projeto digital. Ela atua como o condutor de todo o processo de usinagem.
- Eixos X, Y, Z (fresamento de 3 eixos): Esses três eixos lineares (eixo X para movimento da esquerda para a direita, eixo Y para movimento da frente para trás e eixo Z para movimento de cima para baixo). Eles permitem o movimento perfeito da ferramenta de corte. Em uma linguagem simples, eles definem o ferramenta de corte precisely where it’s supposed to be to remove material.
- Mesa de trabalho e acessórios: A mesa de trabalho fixa com segurança a peça de trabalho durante a usinagem. Considere-a como um grampo que protege seu projeto. As fixações também são ferramentas úteis para apoiar peças complicadas e garantir que elas permaneçam estáveis durante o processo de usinagem.
O que torna a usinagem CNC de protótipos a melhor opção?
Toda decisão é importante na fabricação. A usinagem CNC de protótipos é única no processo de prototipagem devido às suas muitas vantagens.
Por que a usinagem CNC de protótipos pode ser a melhor escolha para o seu trabalho? Há muitos Benefícios da usinagem CNC de protótipos. Alguns são apresentados a seguir.
Confiabilidade na precisão
Usinagem CNC é notável por sua capacidade de criar produtos com dimensões precisas. Isso é especialmente necessário para protótipos que exigem tolerâncias precisas. A usinagem CNC de protótipos garante que o protótipo atenda às necessidades específicas do produto acabado.
Por exemplo, um protótipo de qualquer peça nova de motor pode enfrentar problemas de desempenho se houver um mínimo de tolerâncias dimensionais. A usinagem CNC de protótipos garante usinagem de precisão e alta precisão para um desempenho perfeito.
Escolha de materiais
A usinagem CNC oferece excelente variação de materiais em comparação com os processos de prototipagem limitados a materiais específicos. Ela pode ser usada com vários materiais, como materiais compostos, diferentes plásticos (incluindo ABS e náilon) e metais (como aço, alumínio e aço inoxidável). Isso permite que você crie protótipos com propriedades de material quase iguais às do produto final.
Pense na fabricação de uma nova capa de celular. A usinagem CNC permite que você trabalhe com o mesmo plástico do produto final, o que possibilita comparar sua resistência e sensação com mais precisão.
Protótipos do mundo real
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 teste de manufaturabilidade 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.
Melhoria da eficiência
O desenvolvimento de produtos é uma atividade que consome muito tempo. A usinagem CNC é excelente em tempos de resposta rápidos. Em comparação com os métodos tradicionais, como fundição ou fabricação manual, ela produz protótipos rapidamente, permitindo um ciclo rápido de alterações no projeto.
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.
Você está procurando melhorar sua iteração do projeto de acordo com seus requisitos específicos? Você precisa atualizar seu arquivo CAD. A máquina CNC produzirá rapidamente um novo protótipo que atenda às suas especificações. Essa versatilidade da usinagem CNC permite a análise de várias opções e acelera o processo de design.
Aplicações da usinagem CNC de protótipos
A versatilidade da usinagem CNC de protótipos dá suporte a muitos setores. Ela também os ajuda a concretizar suas ideias com grande precisão e funcionalidade.
Abaixo estão os mais comuns Aplicações da usinagem CNC:
Aeroespacial e Defesa
A usinagem CNC oferece um caminho para o desenvolvimento no campo desafiador do setor aeroespacial e de defesa. Ela é necessária para a produção de peças complexas e precisas. protótipos de defesa para naves espaciais, aviões e equipamentos militares essenciais. Imagine um novo protótipo de componente de motor de foguete. A usinagem CNC garante os detalhes precisos e as tolerâncias necessárias para o máximo desempenho e segurança.
Automotivo e transporte
A usinagem CNC de protótipos é necessária para os setores automotivo e de transporte, transformando ideias em realidade. Ela produz protótipos de automação para seções da carroceria do carro e peças do motor, como pistões e engrenagens. Isso também permite que os engenheiros testem a forma, a função e o ajuste antes de iniciar a produção em massa.
Equipamentos médicos
A precisão é essencial no campo do desenvolvimento médico. A usinagem CNC é útil na criação de produtos altamente precisos e seguros. protótipos de dispositivos médicos para equipamentos e dispositivos cirúrgicos. Considere um novo protótipo de broca cirúrgica. A usinagem CNC garante medidas precisas e uma superfície perfeita para procedimentos médicos delicados.
Eletrodomésticos e eletrônicos
Muitos eletrodomésticos e dispositivos modernos que usamos diariamente começam como protótipos usinados por CNC. Essa abordagem permite a criação de protótipos de eletrodomésticos, gabinetes e até mesmo trabalho protótipos de eletrônicos de consumo.
Conclusão
A usinagem CNC de protótipos é uma força inovadora no processo de desenvolvimento de produtos. Ela acelera o processo de design e promove a inovação ao fornecer precisão extraordinária, variação de material e a capacidade de construir protótipos funcionais. A futuro da usinagem CNC é muito brilhante. No futuro, a usinagem CNC continuará evoluindo. Tecnologias CNC avançadas oferecem a oportunidade de combinar integração da manufatura aditiva com ainda mais automação e perfeição.