CNC Machining Rapid Prototyping: Όταν η ταχύτητα έχει σημασία και το εξάρτημα πρέπει να λειτουργήσει πραγματικά

CNC Machining Rapid Prototyping: Όταν η ταχύτητα έχει σημασία και το εξάρτημα πρέπει να λειτουργήσει πραγματικά

Ο μηχανολόγος σας ολοκληρώνει το μοντέλο CAD την Παρασκευή. Η αναθεώρηση του προϊόντος είναι σε τρεις εβδομάδες. Χρειάζεστε ένα λειτουργικό περίβλημα από αλουμίνιο - πραγματικό υλικό, πραγματικές ανοχές, νήματα που εμπλέκουν πραγματικά το - για να δοκιμάσετε την εφαρμογή, να επικυρώσετε τις αποστάσεις της συναρμολόγησης και να περπατήσετε σε αυτή τη συνάντηση με κάτι που μπορείτε να δώσετε στο τραπέζι.

Αυτό είναι το σενάριο όπου CNC κατεργασία ταχείας κατασκευής πρωτοτύπωνκερδίζει τη θέση του. Δεν το χρειάζεται κάθε πρωτότυπο. Αλλά όταν το εξάρτημα πρέπει να λειτουργεί σαν στοιχείο παραγωγής - ανοχή συγκράτησης, λήψη φορτίου, επιβίωσης ενός θερμικού κύκλου, προσαρμογής σε ένα συγκρότημα με αγορασμένο-υλισμικό - ένα 3D-εκτυπωμένο σύμβολο κράτησης θέσης δεν πρόκειται να σας δώσει τα δεδομένα που χρειάζεστε. Χρειάζεστε ένα κομμάτι κομμένο από το πραγματικό υλικό, στις πραγματικές προδιαγραφές.

Το λάθος που κάνουν οι περισσότερες ομάδες προϊόντων σε αυτό το στάδιο είναι ότι δεν επιλέγουν τη λάθος διαδικασία. Δεν σκέφτεται ξεκάθαρα για ποιον σκοπό είναι στην πραγματικότητα το πρωτότυπο. Απαντήστε πρώτα σε αυτήν την ερώτηση και η επιλογή της διαδικασίας ακολουθεί λογικά.

Τι σημαίνει στην πράξη το CNC Rapid Prototyping

CNC κατεργασία ταχείας κατασκευής πρωτοτύπωνδεν αποτελεί ξεχωριστή κατηγορία υπηρεσιών με ειδικό εξοπλισμό. Είναι τυπική κατεργασία CNC - φρεζάρισμα, τόρνευση, ελβετική στροφή - που εκτελείται με σύντομο-προγραμματισμό ουρών, βελτιστοποιημένη ρύθμιση για μεμονωμένες ή μικρές- εκτελέσεις ποσοτήτων και έλεγχο διαδικασίας που εντοπίζει προβλήματα DFM πριν από την έναρξη της κοπής και όχι μετά.

Το "γρήγορο" μέρος προέρχεται από δύο πράγματα: δεν υπάρχει χρόνος παράδοσης εργαλείων (σε αντίθεση με τη χύτευση με έγχυση ή τη χύτευση με χύτευση, το CNC ξεκινά από ένα αρχείο CAD και ένα μπλοκ υλικού) και μια ιεράρχηση προτεραιοτήτων στο κατάστημα που φέρνει πρωτότυπες εργασίες στην ουρά σε ημέρες και όχι εβδομάδες.

Σε ένα απλό εξάρτημα αλουμινίου - ένα περίβλημα, ένα στήριγμα, ένα μπλοκ πολλαπλής - μπορούμε συνήθως να μεταβούμε από ένα επιβεβαιωμένο αρχείο CAD σε ένα ανταλλακτικό που αποστέλλεται σε 3 έως 5 εργάσιμες ημέρες. Πολύπλοκη γεωμετρία, αυστηρές ανοχές σε πολλαπλά χαρακτηριστικά ή υλικά όπως το τιτάνιο επεκτείνουν αυτό. Αλλά για τα μέρη που χρειάζονται πραγματικά οι περισσότερες ομάδες ανάπτυξης προϊόντων στο στάδιο επικύρωσης, το χρονοδιάγραμμα είναι πραγματικά σύντομο.

Αυτό που επιβραδύνει πιο σταθερά τις εργασίες πρωτοτύπων δεν είναι ο χρόνος της μηχανής. Πρόκειται για ζητήματα σχεδίασης - ελλιπών επεξηγήσεων ανοχής, ελλείψεων προδιαγραφών φινιρίσματος επιφανειών, επεξηγήσεων νημάτων χωρίς χαρακτηρισμούς κατηγορίας ή πάχους τοιχώματος που δεν μπορούν να συγκρατηθούν στο καθορισμένο υλικό. Μια αξιολόγηση DFM πριν από την έναρξη της εργασίας προσθέτει μερικές ώρες. Η αντιμετώπιση ενός προβλήματος στερέωσης μετά την κοπή του πρώτου μέρους προσθέτει ημέρες.

CNC Prototype Machining vs 3D Printing: Χρησιμοποιήστε το σωστό εργαλείο

Η συζήτηση μεταξύΠρωτότυπη κατεργασία CNC έναντι εκτύπωσης 3Dέχει μια ξεκάθαρη απάντηση μόλις καταλάβετε τι πρέπει να κάνει το πρωτότυπο. Καμία διαδικασία δεν κερδίζει καθολικά. Απαντούν σε διαφορετικές ερωτήσεις.

Η ειλικρινής κρίση: για πρωτότυπα που θα υποβληθούν σε λειτουργικές δοκιμές - φόρτιση καταπόνησης, θερμική ανακύκλωση, συναρμολόγηση με εξοπλισμό παραγωγής, δείγματα υποβολής κανονιστικών ρυθμίσεων - Το CNC είναι σχεδόν πάντα η σωστή πρόσκληση για μεταλλικά μέρη. Οι ιδιότητες του υλικού είναι ισοδύναμες-παραγωγής επειδή κόβετε από το ίδιο απόθεμα ράβδων που θα χρησιμοποιήσει η σειρά παραγωγής. Ένα τρισδιάστατο-εκτυπωμένο μεταλλικό τμήμα έχει μικροδομικές διαφορές από το σφυρήλατο υλικό που έχουν σημασία όταν το εξάρτημα είναι υπό φορτίο.

Για ελέγχους φόρμας και προσαρμογής σε αρχικό στάδιο-όπου απλώς επιβεβαιώνετε ότι το σχήμα έχει νόημα και ότι η ιδέα της συναρμολόγησης λειτουργεί, η πλαστική τρισδιάστατη εκτύπωση είναι ταχύτερη και φθηνότερη και απόλυτα επαρκής. Το λάθος είναι η χρήση του πέρα ​​από αυτό το στάδιο όταν τα δεδομένα του πρωτοτύπου πρέπει να αντιπροσωπεύουν την απόδοση παραγωγής.

Όταν ο χρόνος παράδοσης CNC Rapid Prototyping συμπιέζεται - και όταν δεν συμπιέζεται

CNC κατεργασία ταχείας παράδοσης πρωτοτύπωνέχει πραγματικά όρια και η κατανόηση τους σε βοηθάει να σχεδιάσεις γύρω από αυτά αντί να εκπλαγείς.

Μια λεπτομέρεια που προσελκύει τους πελάτες: η επεξεργασία μετά την{0}}επεξεργασία φινιρίσματος επιφανείας είναι συχνά σε διαφορετικό χρονοδιάγραμμα από τη μηχανική κατεργασία. Ένα εξάρτημα που οι μηχανές σε δύο ημέρες μπορούν να περιμένουν την ανοδίωση για άλλες τρεις. Εάν το πρωτότυπό σας δεν χρειάζεται λειτουργικά το ανοδιωμένο φινίρισμα - δοκιμάζετε μηχανική εφαρμογή, όχι αντοχή στη διάβρωση ή καλλυντικά - καθορίστε "ως-κατεργασμένο" και εξοικονομήστε χρόνο. Το επισημαίνουμε κατά την προσφορά σε κάθε εργασία όπου ισχύει.

Υλικά για ανταλλακτικά πρωτοτύπων CNC: Τι καθορίζουν πραγματικά οι μηχανικοί

Η επιλογή υλικού στο στάδιο του πρωτοτύπου θα πρέπει να ταιριάζει με αυτό από το οποίο θα κατασκευαστεί το τμήμα παραγωγής. Η χρήση αλουμινίου 6061 για ένα πρωτότυπο ενός εξαρτήματος που τελικά θα είναι 7075 σας δίνει παραπλανητικά δεδομένα ακαμψίας και αντοχής. Η χρήση ανοξείδωτου 304 για ένα πρωτότυπο ιατρικού εξαρτήματος 316L σάς δίνει διαφορετική συμπεριφορά διάβρωσης στις δοκιμές επικύρωσης.

Τούτου λεχθέντος, τα πιο κοινά πρωτότυπα υλικά γιαπρωτότυπα εξαρτήματα CNC χαμηλού όγκουστους κλάδους που εξυπηρετούμε:

Αλουμίνιο 6061-T6- η προεπιλογή για τα περισσότερα μηχανικά περιβλήματα, βραχίονες και δομικά εξαρτήματα. Γρήγορη στη μηχανή, καλή σταθερότητα διαστάσεων, παίρνει καλά την ανοδίωση. Εάν το εξάρτημα παραγωγής είναι επίσης 6061, αυτό είναι ένα καθαρό πρωτότυπο όπως-για-όπως.

Αλουμίνιο 7075-T6- όταν το εξάρτημα παραγωγής χρειάζεται μεγαλύτερη αντοχή. Ελαφρώς δυσκολότερο στη μηχανή από το 6061, παρόμοιος χρόνος παράδοσης. Προσδιορίστε πότε έχει σημασία η απόδοση φόρτωσης-του πρωτοτύπου.

Ανοξείδωτο 316L- πρότυπο για εξαρτήματα ιατροτεχνολογικών προϊόντων, υγρά-εξαρτήματα επαφής και οτιδήποτε εισέρχεται σε διαβρωτικό περιβάλλον. Παίρνει περισσότερο χρόνο για τη μηχανή από το αλουμίνιο. προϋπολογισμός για μια επιπλέον ημέρα.

Τιτανίου Ti-6Al-4V- αεροδιαστημικές και ιατρικές εφαρμογές όπου η αναλογία δύναμης-προς-του βάρους είναι κρίσιμη. Σημαντικά πιο αργή στη μηχανή από τον χάλυβα. Ένα πρωτότυπο τιτανίου που θα διαρκούσε δύο ημέρες σε αλουμίνιο θα διαρκέσει συνήθως τέσσερις έως πέντε. Η διαφορά κόστους είναι πραγματική -, αλλά εάν η δοκιμή επικύρωσης περιλαμβάνει φορτίο, κόπωση ή βιοσυμβατότητα, δεν υπάρχει υποκατάστατο.

Ορείχαλκος C360- σύνδεσμοι, σώματα βαλβίδων, εξαρτήματα με σπείρωμα. Μηχανές γρήγορα, κρατά καλά σφιχτές ανοχές.

Ανταλλακτικά πρωτοτύπων CNC χαμηλού όγκου: Οδηγοί κόστους που πρέπει να καταλάβετε

Κόστος ανταλλακτικών πρωτότυπου CNC χαμηλού όγκουπερισσότερα ανά μονάδα από τα ανταλλακτικά παραγωγής για λόγους που είναι προβλέψιμοι και άξιοι κατανόησης - όχι απλώς αποδοχής ως δεδομένου.

Το κόστος εγκατάστασης είναι το μεγαλύτερο πρόγραμμα οδήγησης. Ο προγραμματισμός της διαδρομής εργαλείων CAM, η στερέωση του εξαρτήματος και η εκτέλεση μιας δοκιμαστικής κοπής διαρκεί περίπου τον ίδιο χρόνο είτε φτιάχνετε ένα εξάρτημα είτε πενήντα. Σε μια σειρά παραγωγής 50 τμημάτων, αυτό το κόστος εγκατάστασης αποσβένεται σε ένα μικρό κλάσμα της τιμής μονάδας. Σε μια πρωτότυπη σειρά 3 μερών, κυριαρχεί.

Ο χρόνος μηχανής είναι ο δεύτερος οδηγός. Οι μηχανές CNC λειτουργούν με 50–$100+ την ώρα για εξοπλισμό 5 αξόνων. Ένα εξάρτημα που απαιτεί 90 λεπτά χρόνου μηχανής στα 80 $/ώρα συνεισφέρει 120 $ στο μοναδιαίο κόστος πριν ληφθούν υπόψη τα υλικά, τα εργαλεία και η επιθεώρηση.

Τα υλικά απόβλητα είναι πραγματικά αλλά συχνά υπερεκτιμημένα. Ένα μπλοκ αλουμινίου 100 mm × 100 mm × 50 mm μπορεί να δώσει ένα εξάρτημα που ζυγίζει 200 ​​g - το υπόλοιπο είναι τσιπς. Το κόστος υλικού των τσιπ είναι ένα πραγματικό κόστος, αλλά στο αλουμίνιο σπάνια είναι ο κυρίαρχος παράγοντας.

Τα έξοδα επιθεώρησης σε πρωτότυπα εξαρτήματα είναι συνήθως υψηλότερα από ό,τι στα ανταλλακτικά παραγωγής - επειδή το πρώτο άρθρο μιας νέας εργασίας απαιτεί έλεγχο πλήρους διαστάσεων σε κάθε έντυπο μήνυμα και όχι στατιστικό δείγμα. Για τις ρυθμιζόμενες βιομηχανίες (ιατρικές, αεροδιαστημικές), το πακέτο επιθεώρησης είναι από μόνο του παραδοτέο.

Εάν ο προϋπολογισμός του πρωτοτύπου σας είναι περιορισμένος, οι δύο πιο αποτελεσματικοί μοχλοί είναι: απλοποιήστε τη γεωμετρία για να μειώσετε το χρόνο της μηχανής και τον αριθμό εγκατάστασης και ρωτήστε ρητά εάν απαιτείται η προδιαγραφή φινιρίσματος για αυτήν τη φάση. Και οι δύο είναι αποφάσεις σχεδιασμού και σχεδιασμού, όχι αποφάσεις διαπραγμάτευσης προμηθευτών.

Πώς λειτουργεί η MID Precision Handles Prototype

Εκτελούμε εργασίες παραγωγής πρωτότυπου και χαμηλού όγκου- ως καθορισμένο κομμάτι εξυπηρέτησης - όχι ως υπολείμματα που συμπιέζονται μεταξύ μεγάλων σειρών παραγωγής. Οι πρωτότυπες εργασίες στο MID λαμβάνουν αξιολόγηση DFM προτού σβήσει η προσφορά. Αυτή η ανασκόπηση καλύπτει επεξηγήσεις ανοχής που υπερβαίνουν αυτό που υποστηρίζει η γεωμετρία, πάχη τοιχωμάτων που θα προκαλέσουν προβλήματα στερέωσης, προδιαγραφές νημάτων που απαιτούν χαρακτηρισμούς κλάσεων και τυχόν χαρακτηριστικά όπου μια μικρή προσαρμογή σχεδίασης θα μείωνε σημαντικά το κόστος ή τον κίνδυνο.

Σε μια πρόσφατη εργασία - ένα μπλοκ πνευματικής πολλαπλής 6061-T6 με οκτώ θύρες M5 και ανοχή οπής ±0,01 mm στην κεντρική έδρα βαλβίδας - η ανασκόπηση του DFM διαπίστωσε ότι δύο από τις θέσεις της θύρας θα απαιτούσαν μια τέταρτη ρύθμιση που δεν ήταν εμφανής από το μοντέλο 3D. Το επισημάναμε πριν από την κοπή, ο πελάτης άλλαξε μια θέση θύρας κατά 2 mm στο CAD και η εργασία εκτελέστηκε σε τρεις ρυθμίσεις αντί για τέσσερις. Το μέρος αποστέλλεται την τέταρτη ημέρα από επιβεβαιωμένη εκτύπωση. Αυτό είναι το είδος της κλήσης που γίνεται μόνο εάν κάποιος διαβάσει πραγματικά το σχέδιο πριν το προγραμματίσει.

ΜαςCNC κατεργασία ταχείας κατασκευής πρωτοτύπωνΗ υπηρεσία καλύπτει φρεζάρισμα 3-αξόνων, 4 και 5 αξόνων, τόρνευση CNC και ελβετικό τόρνισμα CNC για εξαρτήματα ακριβείας μικρής διαμέτρου. Ο τυπικός χρόνος παράδοσης στις περισσότερες εκτελέσεις πρωτοτύπων είναι 3–7 εργάσιμες ημέρες από το επιβεβαιωμένο πακέτο σχεδίασης 2D+3D. Υλικά από κράματα αλουμινίου μέσω ανοξείδωτου χάλυβα, τιτανίου, ορείχαλκου, χαλκού και πλαστικών μηχανικής.

Εάν το έργο σας είναι-κρίσιμο,μιλήστε με τους μηχανικούς μαςπροτού στείλετε το RFQ - μια συζήτηση 10 λεπτών σχετικά με την προσέγγιση προσαρμογής και τις προτεραιότητες ανοχής μπορεί να μειώσει μια ή δύο ημέρες από το πρόγραμμα πριν καν ξεκινήσει η εργασία.

Στείλτε μας την εκτύπωση σαςκαι θα επιστρέψουμε μια προσφορά με μια σημείωση DFM εντός 24 ωρών. Γιαπαραγωγή πρωτότυπου χαμηλού όγκου και γέφυραςτρέχει, απαντάμε σε ερωτήματα την ίδια εργάσιμη ημέρα.

FAQ

Ε: Το σχέδιό μου αλλάζει ακόμα. Πρέπει να περιμένω μέχρι να οριστικοποιηθεί πριν λάβω προσφορά για ένα πρωτότυπο CNC;

Όχι απαραίτητα. Εάν οι αλλαγές είναι μικρές - θέσεις χαρακτηριστικών, μεγέθη οπών, επεξηγήσεις ακτίνας - η αποκοπή του πρώτου πρωτότυπου τώρα και η ενσωμάτωση αλλαγών σε μια δεύτερη εκτέλεση είναι συχνά ταχύτερη από την αναμονή για το πάγωμα του σχεδιασμού. Το κόστος εγκατάστασης στη δεύτερη εκτέλεση είναι χαμηλότερο επειδή ο προγραμματισμός CAM μεταφέρεται σημαντικά. Εκεί που έχει νόημα να περιμένεις είναι αν η θεμελιώδης γεωμετρία είναι ακόμα σε ροή, επειδή μια σημαντική αλλαγή σχήματος σημαίνει εκ νέου-προγραμματισμό από την αρχή. Πείτε μας πού βρίσκεται το σχέδιο στον κύκλο αναθεώρησης όταν ρωτήσετε - θα σας συμβουλεύσουμε αν αξίζει να το κόψετε τώρα ή να το κρατήσετε.

Ε: Χρειαζόμαστε το πρωτότυπο για να ταιριάζει με το υλικό παραγωγής και να τελειώνει ακριβώς - ανοδιωμένο 6061-T6 με τις ίδιες προδιαγραφές με την περίοδο παραγωγής. Μπορείτε να το κάνετε αυτό;

Ναι, και είναι η σωστή έκκληση εάν το πρωτότυπο υποβάλλεται σε δοκιμή φόρμας/προσαρμογής/λειτουργίας που περιλαμβάνει την ανθεκτικότητα της επιφάνειας ή το θέμα των καλλυντικών για έλεγχο από τους ενδιαφερόμενους. Προσδιορίστε τον τύπο ανοδίωσης (διαφανής τύπου II, σκληρή ανοδίωση τύπου III, χρώμα), το πάχος και τυχόν απαιτήσεις κάλυψης στο σχέδιο. Η ανοδίωση πηγαίνει στον εγκεκριμένο συνεργάτη φινιρίσματος μας και συνήθως προσθέτει 2-3 εργάσιμες ημέρες. Εάν το πρωτότυπο προορίζεται αποκλειστικά για εσωτερική επικύρωση διαστάσεων, όπως-με μηχανουργική επεξεργασία σάς εξοικονομεί αυτές τις μέρες και το κόστος φινιρίσματος.

Ε: Ποια είναι η ελάχιστη ποσότητα που θα εκτελέσετε σε μια εργασία πρωτότυπου CNC;

Ένα μέρος. Εκτελούμε τακτικά εργασίες μεμονωμένων-πρωτότυπου μονάδας - δοκιμαστικά εξαρτήματα εμφυτεύματος, προσαρμοσμένα στοιχεία στερέωσης, σώματα βαλβίδας μίας-απενεργοποίησης. Το μοναδιαίο κόστος για ένα μεμονωμένο εξάρτημα είναι υψηλότερο από μια εκτέλεση 10 τμημάτων, επειδή η εγκατάσταση αποσβένει σε λιγότερα κομμάτια, αλλά δεν υπάρχει ελάχιστο όριο ποσότητας παραγγελίας. Εάν χρειάζεστε ένα μέρος για να επικυρώσετε μια ιδέα, αυτό είναι μια έγκυρη δουλειά.

Ε: Πώςπρωτότυπη κατεργασία cnc εναντίον τρισδιάστατης εκτύπωσηςσυγκρίνεται το κόστος για ένα μικρό περίβλημα από αλουμίνιο, ας πούμε 80 mm × 60 mm × 30 mm;

Για ένα απλό περίβλημα σε αυτό το εύρος μεγέθους, η πλαστική τρισδιάστατη εκτύπωση (SLA ή SLS) θα είναι συνήθως φθηνότερη και ταχύτερη για ένα πρωτότυπο οπτικού/μορφικού ελέγχου - κάτω των 100 $ και 1–2 ημέρες. Το CNC σε αλουμίνιο για το ίδιο περίβλημα θα κοστίζει 150-400 $ ανάλογα με την πολυπλοκότητα των χαρακτηριστικών, με χρόνο παράδοσης 3-5 ημέρες. Το τμήμα CNC σάς παρέχει{11}}ισοδύναμο υλικό παραγωγής, πραγματική εμπλοκή με νήματα και φινίρισμα επιφάνειας που μπορείτε πραγματικά να ανοδώσετε. Εάν το πρωτότυπο υποβάλλεται σε λειτουργική δοκιμή ή χρειάζεται να αντιπροσωπεύει την απόδοση παραγωγής, η διαφορά κόστους δικαιολογείται. Εάν πρόκειται να πάει σε ένα γραφείο για μια αναθεώρηση των ενδιαφερομένων, η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι η σωστή κλήση.