Что такое прототипная обработка с ЧПУ?

Обработка прототипов разработка продукции идеи в реальность. Здесь применяются устройства с компьютерным управлением, например станки с ЧПУ, для создания реальных моделей или прототипов дизайна.

Рассматривайте это как преобразование компьютерного чертежа в реальный продукт, точно так же, как 3D-печать но при этом обладает множеством существенных преимуществ:

• Быстрое создание прототипов: Создавайте прототипы быстрее, чем при ручном ремесле или других стандартных методах.
• Повышенная точность: Обработка прототипов обеспечивает точные измерения и сложные детали для прототипов со строгими допусками. Обработка прототипов гарантирует точность этих спецификаций.
• Улучшенный выбор материалов: Используйте различные материалы, такие как пластик и металлы (сталь, алюминий), чтобы гарантировать, что результат будет подходящим. Это позволит вам проверить соответствие и долговечность, изготовив прототип чехла для телефона из того же пластика, что и готовый дизайн.
• Практические прототипы: 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.

Прототипы деталей с ЧПУ: Материал, время проектирования и сметная стоимость

Материал	Время проектирования (часы)	Предполагаемый диапазон стоимости
Алюминий (6061)	2-4	$50 – $200
Акрил	1-3	$30 – $150
Латунь	3-5	$100 – $300
Нержавеющая сталь (304)	4-6	$150 – $400
АБС-пластик	1-2	$20 – $100
Поликарбонат (PC)	2-3	$30 – $150
Полипропилен (PP)	1-2	$25 – $125
Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)	1-2	$20 – $100

Обработка прототипов поможет вам быстро, точно и с использованием соответствующих материалов создать и протестировать физическую копию дизайнерской идеи. Это гарантирует успешный конечный продукт и ускоряет разработка продукции процесс.

В этой статье рассматриваются пять методов быстрого прототипирования, рекомендуемых для различных областей применения. Каково значение прототипов в процессах оценки, тестирования и производства дизайна? В статье упоминаются различные варианты использования прототипов, такие как доказательство концепции, краудфандинговые кампании и мосты к полному производству.

5 лучших методов быстрого прототипирования

Обработка с ЧПУ

Обработка с ЧПУ подходящий для проектов, требующих механических массивных деталей с точными допусками. Он может работать с различными материалами и обеспечивает быстрое время выполнения заказа. Однако он может оказаться не идеальным для тонкостенных конструкций или конструкций с глубокими полостями.

Полиуретановое вакуумное литье (VC):

Этот метод использует форму из силиконовой резины и литьевую смолу для создания пластиковых деталей практически производственного качества. Он обеспечивает универсальность свойств материала, отделки и полых форм. Однако силиконовые формы имеют ограниченный срок службы.

Стереолитография (SLA):

Этот известный метод 3D-печати использует УФ-лазер для отверждения жидкой смолы в твердые пластиковые прототипы. Он обеспечивает хорошую обработку поверхности и различные варианты смолы, но требует последующей обработки и специального хранения из-за свойств материала.

Моделирование методом наплавленного осаждения (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.

Порошковая кровать Fusion:

К этим методам относятся селективное лазерное спекание (SLS) и многоструйное сплавление (MJF). Оба метода используют порошковые материалы для создания прототипов. Они обеспечивают самоподдерживающиеся детали, эффективное использование объема сборки и экономию затрат на материалы при SLS.

Прототипирование при механической обработке

Прототипы деталей с ЧПУ

ЧПУ (Компьютерное числовое управление) Обработка - это современный метод производства, который революционизирует бизнес по созданию продуктов. В отличие от других традиционных методов, которые формируют материалы вручную, обработка с ЧПУ требует от компьютеров фантастической точности и контроля. Обработка на станках с ЧПУ Работает путем извлечения материала из твердого блока и формирования его в желаемую конечную форму. Для этого используются заранее заданные инструкции или кодирование. Считайте, что станок с ЧПУ работает как скульптор с резцом; вместо того чтобы зависеть только от человеческих навыков, он следует точному цифровому плану.

Дизайн

Процесс начинается с файла CAD и чертежей вашего прототипа. В них содержатся точные сведения о размерах, габаритах и форме конечного продукта.

Перевод G-кода

 Когда у вас есть файл CAD, G-код переводит его на язык, понятный станку с ЧПУ, с помощью специального программного обеспечения. G-код - это набор закодированных инструкций или команд, предписывающих станку перемещать режущие инструменты и удалять материалы с объекта. 

Следуйте по пути:

G-код Toolpaths определяет общую форму и конкретную траекторию движения режущего инструмента. Эти траектории известны как траектории инструментов. Они обеспечивают быстрое и эффективное извлечение материала для получения окончательной геометрии.

Несколько инструментов для разных задач

В зависимости от того, насколько сложен ваш прототип, в этой области обработки с ЧПУ существуют различные методы. Два стандартных метода следующие:

Фрезерование с ЧПУ

Фрезерование с ЧПУ - это универсальный метод. Этот метод позволяет удалять материалы с неподвижной заготовки с помощью вращающегося режущего инструмента. Фрезерование с ЧПУ имеет множество типов. Наиболее распространенным является 3-осевое фрезерование. Трехосевое фрезерование позволяет перемещаться по осям X, T и Z. Другие современные виды фрезерования - 4- и 5-осевое. Эти виды фрезерования обладают отличными возможностями вращения. Они создают более сложные и совершенные геометрии. Они лучше всего подходят для объектов с различными углами и изогнутыми поверхностями.

Токарная обработка с ЧПУ - это хорошо известный метод создания вращающихся элементов, таких как валы, цилиндры и шестерни. Заготовка вращается как неподвижный режущий инструмент, который удаляет материал для придания нужной формы.

Эти базовые понятия позволяют CNC-обработке открывать бесконечные идеи для производства высокоточных и ценных прототипов. Обработка прототипов с ЧПУ работает с различными инструментами и технологиями и полностью меняет разработку продукта.

Части фрезерного станка с ЧПУ

Хотя обработка на станках с ЧПУ кажется высокотехнологичным, волшебным искусством, лучшее знание ее фундаментальных элементов приводит к более четкому представлению. Ниже приведен обзор основных элементов фрезерного станка с ЧПУ:

• Машинная колонна и основание: Сайт machine’s base and column выполняют ту же задачу, что и прочный верстак. Они обеспечивают точность и плавность движений, а также прочную основу для процедуры обработки.
• Шпиндель и режущий инструмент: Рассмотрим шпиндель - высокоскоростной двигатель, поддерживающий режущий инструмент. Вместе эти динамические силы создают необходимую форму заготовки. Режущий инструмент снимает материал, а шпиндель вращает его с высокой скоростью.
• Блок управления NC: Блок управления управляет вращением осей и шпинделя, считывая инструкции G-кода - цифрового чертежа. Он выступает в роли дирижера всего процесса обработки.
• Оси X, Y, Z (3-осевое фрезерование): Эти три линейные оси (ось X - для перемещения влево-вправо, ось Y - для перемещения вперед-назад и ось Z - для перемещения вверх-вниз). Они обеспечивают идеальное перемещение режущего инструмента. Говоря простым языком, они задают режущий инструмент precisely where it’s supposed to be to remove material.
• Рабочий стол и приспособления: Рабочий стол надежно фиксирует заготовку во время обработки. Считайте, что это зажим, который фиксирует ваш проект. Приспособления также являются полезными инструментами для поддержки сложных деталей, чтобы обеспечить их устойчивость в процессе обработки.

Что делает обработку прототипов с ЧПУ лучшим вариантом?

В производстве каждое решение имеет значение. Обработка прототипов с ЧПУ уникальна в процессе создания прототипов благодаря своим многочисленным преимуществам.

Почему прототипная обработка с ЧПУ может быть лучшим выбором для вашей работы? Существует множество Преимущества обработки прототипов с ЧПУ. Некоторые из них приведены ниже.

Надежность в точности

Обработка на станках с ЧПУ отличается своей способностью создавать изделия с точными размерами. Это особенно необходимо для прототипов, требующих точных допусков. Обработка прототипов с ЧПУ гарантирует, что прототип будет соответствовать конкретным требованиям готового изделия.

Например, прототип любой новой детали двигателя может столкнуться с проблемами в работе, если есть даже незначительные допуски на размеры. Прототип CNC обрабатывая обеспечивает точная обработка и высокая точность для идеальной работы.

Выбор материалов

Обработка с ЧПУ обеспечивает превосходную вариативность материалов по сравнению с процессами прототипирования, ограничивающимися конкретными материалами. Она может использоваться с различными материалами, такими как композитные материалы, различные пластики (включая ABS и нейлон) и металлы (такие как сталь, алюминий и нержавеющая сталь). Это позволяет создавать прототипы, свойства материалов которых практически полностью соответствуют конечному продукту.

Подумайте о производстве нового чехла для телефона. Обработка на станках с ЧПУ позволяет работать с тем же пластиком, что и конечный продукт, что дает возможность более точно сравнить его прочность и ощущения.

Прототипы реального мира

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 проверка технологичности 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.

Повышение эффективности

Разработка продукта - трудоемкое занятие. Обработка с ЧПУ отличается высокой скоростью выполнения заказа. По сравнению с традиционными методами, такими как литье или ручная работа, она позволяет быстро создавать прототипы, что дает возможность быстрый цикл изменения в дизайне.

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.

Вы хотите улучшить свои итерация дизайна в соответствии с вашими специфическими требованиями? Вам необходимо обновить файл CAD. Станок с ЧПУ быстро изготовит новый прототип, отвечающий вашим требованиям. Такая универсальность обработки на станках с ЧПУ позволяет анализировать различные варианты и ускоряет процесс проектирования. 

Области применения обработки прототипов с ЧПУ 

Универсальность обработки прототипов с ЧПУ помогает многим отраслям промышленности. Она также помогает им реализовать свои идеи с высокой точностью и функциональностью. 

Ниже приведены наиболее распространенные области применения обработки с ЧПУ:

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Обработка с ЧПУ открывает путь к развитию в сложной области аэрокосмической и оборонной промышленности. Она необходима для производства сложных и точных оборонные прототипы для космических кораблей, самолетов и важнейшего военного оборудования. Представьте себе прототип нового компонента ракетного двигателя. Обработка с ЧПУ обеспечивает точность деталей и допуски, необходимые для максимальной производительности и безопасности.

Автомобили и транспорт

Обработка прототипов с ЧПУ необходима для автомобильной и транспортной промышленности, превращая идеи в реальность на дорогах. Она производит прототипы средств автоматизации для кузовов автомобилей и деталей двигателей, таких как поршни и шестерни. Это также позволяет инженерам проверить форму, функциональность и посадку перед началом серийного производства.

Медицинское оборудование

Точность очень важна в области медицинских разработок. Обработка с ЧПУ помогает при создании высокоточных и безопасных прототипы медицинского оборудования для хирургического оборудования и приборов. Рассмотрим прототип нового хирургического сверла. Обработка с ЧПУ гарантирует точность измерений и идеальную поверхность для деликатных медицинских процедур.

Бытовая техника и электроника

Многие современные бытовые приборы и устройства, которыми мы пользуемся ежедневно, начинались как прототипы, обработанные на станках с ЧПУ. Такой подход позволяет создавать прототипы приборовКорпуса и даже рабочие прототипы бытовой электроники.

Заключение

Обработка прототипов с ЧПУ - это инновационная сила в процессе разработки продукта. Она ускоряет процесс проектирования и способствует инновациям, обеспечивая исключительную точность, вариативность материалов и возможность создания функциональных прототипов. Сайт будущее обработки с ЧПУ является очень ярким. В будущем обработка с ЧПУ будет продолжать развиваться. Передовые технологии ЧПУ дают возможность сочетать интеграция аддитивного производства с еще большей автоматизацией и совершенством.