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: Создавайте функциональные модели, позволяющие тестировать структуру, посадку и функционирование. Рассмотрим действующую модель прототипа нового хирургического инструмента. Обработка с ЧПУ позволяет проверить захват, подвижность и взаимодействие инструмента с моделируемыми тканями.

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):

Самый популярный метод 3D-печати - FDM - использует пластиковые нити для создания прототипов слой за слоем. Он экономичен и легко доступен, но его более низкое разрешение может потребовать дополнительной доводки.

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 основание и колонна машины 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 именно там, где он должен быть, чтобы удалить материал.
• 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

Одним из наиболее значимых преимуществ обработки с ЧПУ является возможность изготовления функциональных прототипов. Обработка на станках с ЧПУ позволяет создавать прототипы, способные выдерживать экстремальные проверка технологичности формы, посадки и даже функциональности, по сравнению с традиционными процессами, которые могут привести к созданию нефункциональных моделей. Это позволяет оценить эффективность конструкции в реальных условиях.

Подумайте о создании рабочей модели инновационного прототипа для здравоохранения с помощью обработки на станках с ЧПУ. Это позволит вам проверить захват, подвижность и контакт устройства с симулируемыми тканями.

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.

Цифровые и современные технологии - залог успеха обработки с ЧПУ. Поскольку прототипы изготавливаются с использованием цифровых моделей CAD, их легко настроить.

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.