עיבוד CNC מהיר אב טיפוס: כאשר המהירות חשובה והחלק צריך לעבוד בפועל - חדשות

מהנדס המכונות שלך מסיים את דגם ה-CAD ביום שישי. סקירת המוצר היא בעוד שלושה שבועות. אתה צריך בית אלומיניום פונקציונלי - חומר אמיתי, סובלנות אמיתית, חוטים שממש מתחברים ל- כדי לבדוק התאמה, לאמת מרווחי הרכבה, ולהיכנס לפגישה הזו עם משהו שאתה יכול להעביר מסביב לשולחן.

A functional CNC machined aluminium enclosure prototype being presented during a product development review meeting.

זה התרחיש שבו עיבוד CNC מהיר אב טיפוסמרוויח את מקומו. לא כל אב טיפוס צריך את זה. אבל כאשר החלק צריך לפעול כמו רכיב ייצור - להחזיק סובלנות, לקחת עומס, לשרוד מחזור תרמי, להתאים למכלול עם -חומרה קנויה - מציין מיקום מודפס תלת מימדי- לא יספק לך את הנתונים שאתה צריך. אתה צריך חלק לחתוך מהחומר האמיתי, למפרט בפועל.

הטעות שרוב צוותי המוצר עושים בשלב זה היא לא לבחור בתהליך הלא נכון. זה לא חושב בבירור למה בעצם מיועד אב הטיפוס. ענה על השאלה הזו תחילה, ובחירת התהליך מתבצעת באופן הגיוני.

עיבוד CNC מהיר אב טיפוסאינו קטגוריית שירות נפרדת עם ציוד מיוחד. זהו עיבוד CNC סטנדרטי - כרסום, חריטה, חריטה שוויצרית - המבוצעת עם-תזמון תור קצר, הגדרה אופטימלית לריצות בכמות בודדת או קטנה- וסקירת תהליך שתופס בעיות DFM לפני תחילת חיתוך ולא לאחר מכן.

החלק ה"מהיר" נובע משני דברים: ללא זמן אספקה של כלי עבודה (בניגוד ליציקת הזרקה או יציקה, CNC מתחיל מקובץ CAD ובלוק של חומר), ותעדוף ברצפת החנות שמקבל עבודות אב טיפוס דרך התור בימים ולא בשבועות.

בחלק פשוט מאלומיניום - בית, תושבת, בלוק סעפת -, נוכל בדרך כלל לעבור מקובץ CAD מאושר לחלק שנשלח תוך 3 עד 5 ימי עבודה. גיאומטריה מורכבת, סובלנות הדוקה לתכונות מרובות, או חומרים כמו טיטניום מאריכים זאת. אבל עבור החלקים שרוב צוותי פיתוח המוצר זקוקים להם בשלב האימות, ציר הזמן הוא קצר באמת.

הדבר שמאט עבודות אב-טיפוס באופן עקבי ביותר אינו זמן המכונה. זה נושא לשרטוט - תוספי סובלנות לא שלמים, מפרט גימור משטח חסר, תוספי חוט ללא ייעודי מחלקה, או עובי דופן שלא ניתן להחזיק בחומר שצוין. סקירת DFM לפני תחילת העבודה מוסיפה כמה שעות. לתפוס בעיית קיבוע לאחר חיתוך החלק הראשון מוסיף ימים.

הוויכוח ביןעיבוד אב טיפוס CNC לעומת הדפסת תלת מימדיש לו תשובה פשוטה ברגע שתהיה ברור מה אב הטיפוס צריך לעשות. אף תהליך לא מנצח באופן אוניברסלי. הם עונים על שאלות שונות.

קריטריוני הערכה	עיבוד CNC	הדפסת תלת מימד מתכת (DMLS/SLM)	הדפסת תלת מימד מפלסטיק (FDM/SLA)
תכונות החומר	ייצור-שווה ערך	ליד-ייצור (איזוטרופיה מסוימת)	חלש משמעותית מהייצור
סובלנות ממדי	±0.005–0.02 מ"מ סטנדרטי	±0.05-0.1 מ"מ אופייני	±0.1–0.3 מ"מ אופייני
גימור פני השטח (כמו-נבנה)	Ra 0.8-3.2 מיקרומטר	Ra 5–15 מיקרומטר (דורש עיבוד שלאחר-)	Ra 5-50μm תלוי בתהליך
זמן אספקה (1-5 חלקים)	3-7 ימים	5-14 ימים (כולל עיבוד לאחר-)	1-3 ימים
עלות עבור חלק מתכת פשוט	בֵּינוֹנִי	גָבוֹהַ	נָמוּך
הכי טוב עבור	אימות פונקציונלי, בדיקות התאמה,-בדיקות נציגי ייצור	גיאומטריה פנימית מורכבת, מבנים-מותאמים לטופולוגיה	מודלים חזותיים, בדיקות צורה/התאמה מוקדמות, אי-נושא-עומס
חוטים, חורים מהודקים	מקורי - חתוך ישירות	דורש עיבוד פוסט-	דורש הוספות או עיבוד- לאחר
מהירות איטרציה של עיצוב	איטי יותר (כל שינוי של-מכונות)	בֵּינוֹנִי	מָהִיר

A side-by-side comparison of a precision CNC machined aluminium prototype and a 3D printed plastic placeholder.

השיפוט הכנה: עבור אבות טיפוס שייכנסו לבדיקות פונקציונליות - טעינת מתח, רכיבה תרמית, הרכבה עם חומרת ייצור, דגימות הגשה רגולטוריות - CNC היא כמעט תמיד הקריאה הנכונה עבור חלקי מתכת. מאפייני החומר שוות ערך לייצור-מכיוון שאתה חותך מאותו מלאי סרגל שבו תשתמש בהרצת הייצור. לחלק מתכת מודפס-תלת-ממד יש הבדלים מיקרו-מבניים ממלאי יצוק שחשובים כאשר החלק נמצא תחת עומס.

עבור-בדיקות צורה והתאמה מוקדמות שבהן אתה רק מאשר שהצורה הגיונית ושקונספט ההרכבה עובד, הדפסת תלת מימד פלסטית מהירה וזולה יותר ומספקת לחלוטין. הטעות היא השימוש בו מעבר לשלב שבו נתוני האב-טיפוס צריכים לייצג את ביצועי הייצור.

זמן אספקת אבות טיפוס מהיר בעיבוד CNCיש גבולות אמיתיים, והבנתם עוזרת לכם לתכנן סביבם במקום להיות מופתעים.

גוֹרֵם	השפעה על זמן אספקה	מה אתה יכול לעשות
מורכבות חלק (מספר הגדרות)	כל הגדרה נוספת מוסיפה 0.5-1 יום	עיצוב למינימום הגדרות; לדון באסטרטגיית התקנות מראש
זמינות חומר	סגסוגות אקזוטיות (טיטניום, Inconel) עשויות להזדקק לרכישה של 2-3 ימים	אשר את מלאי החומר לפני אישור לוח הזמנים
אטימות סובלנות	תכונות משנה של-±0.01 מ"מ דורשות חיתוכים איטיים יותר ואימות CMM לפי-תכונה	סמן תכונות סובלנות הדוקות- במפורש; אל תשמיך-למרח ±0.005 מ"מ
שלמות ציור	הדפסות לא שלמות מעוררות שאלות DFM שמשהות את העבודה	שלח הדפסה מלאה עם כל הסברים; מודל דו-ממדי + 3D
עיבוד שלאחר-(אילגון, ציפוי)	מוסיף 2-5 ימים בהתאם לתהליך ולספק	אשר אם יש צורך בגימור עבור אב הטיפוס או רק לריצת הייצור
כַּמוּת	1–3 חלקים: השפעה מינימלית על התור. 20+ חלקים: לוח זמנים כהרצת ייצור קטנה	היה ברור ב- RFQ אם זה אב טיפוס או ייצור גשרים

פרט אחד שתופס את הלקוחות: עיבוד שלאחר גימור-משטח הוא לעתים קרובות בלוח זמנים שונה מעיבוד עיבוד שבבי. חלק שמכונות תוך יומיים יכול לשבת ולחכות לאנודיז עוד שלושה. אם אב הטיפוס שלך אינו זקוק פונקציונלית לגימור האנודיז - אתה בודק התאמה מכנית, לא עמידות בפני קורוזיה או קוסמטיקה - ציין "כמו-מעובד" וחסוך זמן. אנו מסמנים זאת במהלך הצעת המחיר בכל עבודה שבה היא חלה.

בחירת החומר בשלב אב הטיפוס צריכה להתאים למה שחלק הייצור יהיה עשוי ממנו. שימוש באלומיניום 6061 עבור אב טיפוס של חלק שבסופו של דבר יהיה 7075 נותן לך נתוני קשיחות וחוזק מטעים. שימוש ב-304 אל חלד עבור אב טיפוס של רכיב רפואי 316L נותן לך התנהגות קורוזיה שונה במבחני האימות שלך.

עם זאת, החומרים הנפוץ ביותר של אב טיפוס עבורחלקי אב טיפוס CNC בנפח נמוךבתעשיות שאנו משרתים:

אלומיניום 6061-T6- ברירת המחדל עבור רוב הבתים המכניים, התושבת והרכיבים המבניים. מהיר לעיבוד, יציבות ממדית טובה, לוקח היטב את האנודיז. אם חלק הייצור הוא גם 6061, זהו אב טיפוס נקי -ל-כמו.

אלומיניום 7075-T6- כאשר חלק הייצור צריך חוזק גבוה יותר. מעט יותר קשה לעיבוד מ-6061, זמן אספקה דומה. ציין מתי חשובים ביצועי נושא העומס של אב הטיפוס.

אל חלד 316Lתקן - עבור רכיבי מכשור רפואי, חלקי מגע עם נוזלים- וכל דבר שנכנס לסביבה קורוזיבית. לוקח יותר זמן לעיבוד מאשר אלומיניום; תקציב יום נוסף.

טיטניום Ti-6Al-4V- יישומים תעופה וחלל רפואיים שבהם יחס חוזק-ל-משקל הוא קריטי. איטי משמעותית לעיבוד מאשר פלדה. אב טיפוס טיטניום שייקח יומיים באלומיניום ייקח בדרך כלל ארבעה עד חמישה. ההבדל בעלויות הוא אמיתי - אבל אם בדיקת האימות שלך כוללת עומס, עייפות או תאימות ביולוגית, אין תחליף.

פליז C360- מחברים, גופי שסתומים, אביזרי הברגה. מכונות במהירות, מחזיק היטב סובלנות הדוקה.

עלות חלקי אב טיפוס CNC בנפח נמוךיותר ליחידה מאשר חלקי ייצור מסיבות צפויות ושווה הבנה - לא רק לקבל כנתון.

עלות ההתקנה היא הנהג הגדול ביותר. תכנות נתיב הכלים של CAM, קיבוע החלק והפעלת חיתוך בדיקה לוקח בערך אותו זמן בין אם אתה עושה חלק אחד או חמישים. בהרצת ייצור של 50 חלקים, עלות ההתקנה הזו מופחתת לשבריר קטן ממחיר היחידה. בריצת אב טיפוס בת 3 חלקים, היא שולטת.

זמן המכונה הוא הנהג השני. מכונות CNC פועלות במחיר של $50–$100+ לשעה עבור ציוד בעל 5 צירים. חלק שלוקח 90 דקות של זמן מכונה במחיר של $80 לשעה תורם $120 לעלות היחידה לפני שהחומר, הכלים והבדיקה נלקחים בחשבון.

בזבוז חומר הוא אמיתי אך לעתים קרובות מוגזם. גוש אלומיניום בגודל 100 מ"מ × 100 מ"מ × 50 מ"מ עשוי להניב חלק ששוקל 200 גרם - השאר זה שבבים. עלות החומר של השבבים היא עלות אמיתית, אבל על אלומיניום זה רק לעתים נדירות הגורם הדומיננטי.

תקורה של בדיקה על חלקי אב טיפוס היא בדרך כלל גבוהה יותר מאשר בחלקי ייצור - מכיוון שהמאמר הראשון של עבודה חדשה דורש בדיקה ממדי מלאה מול כל הסבר להדפסה, לא מדגם סטטיסטי. עבור תעשיות מוסדרות (רפואה, תעופה וחלל), חבילת הבדיקה היא בעצמה תוצאה.

אם תקציב אב הטיפוס שלך מוגבל, שני המנופים היעילים ביותר הם: פשט את הגיאומטריה כדי להפחית את זמן המכונה וספירת ההגדרות, ושאל במפורש אם יש צורך במפרט הגימור לשלב זה. שניהם החלטות עיצוב ותכנון, לא החלטות משא ומתן על ספקים.

A quality control inspector using a CMM to verify the dimensional tolerances of a newly machined prototype part.

אנו מפעילים אב טיפוס ועבודות ייצור בנפח-נמוך כמסלול שירות מוגדר - ולא כשאריות שנדחסו בין ריצות ייצור גדולות. משרות אב טיפוס ב-MID זוכות לביקורת DFM לפני שהצעת המחיר יוצאת. סקירה זו מכסה תוספי סובלנות החורגים ממה שהגיאומטריה תומכת, עובי דופן שיגרום לבעיות קיבוע, מפרטי חוט שצריכים ייעודי מחלקה וכל מאפיינים שבהם התאמה קטנה של עיצוב תפחית משמעותית את העלות או הסיכון.

A Chinese manufacturing engineer performing a DFM review on a CAD model of a complex manifold block.

בעבודה שבוצעה לאחרונה - בלוק סעפת פנאומטי 6061-T6 עם שמונה יציאות M5 וסובלת קידוח של ±0.01 מ"מ במושב השסתום המרכזי - סקירת DFM קלטה ששניים ממצבי היציאות ידרשו הגדרה רביעית שלא הייתה ברורה מהמודל התלת-ממדי. סימנו את זה לפני החיתוך, הלקוח העביר מיקום יציאה אחד ב-2 מ"מ ב-CAD, והעבודה רצה בשלוש הגדרות במקום בארבע. החלק נשלח ביום הרביעי מהדפסה מאושרת. זה מסוג השיחה שמתבצעת רק אם מישהו באמת קורא את הציור לפני שתכנת אותו.

שֶׁלָנוּעיבוד CNC מהיר אב טיפוסהשירות מכסה 3-צירים, 4 צירים ו-5 צירים, כרסום CNC וחריטה CNC שוויצרית עבור רכיבים מדויקים בקוטר קטן. זמן אספקה סטנדרטי ברוב ריצות האב-טיפוס הוא 3-7 ימי עבודה מאישור חבילת ציור דו-ממדית+3D. חומרים מסגסוגות אלומיניום דרך נירוסטה, טיטניום, פליז, נחושת ופלסטיקה הנדסית.

A 5-axis CNC machine milling a structural low-volume prototyping component from a solid block of 7075-T6 aluminium.

אם הפרויקט שלך קריטי-לזמן,לדבר עם המהנדסים שלנולפני שאתה שולח את הצעת המחיר - שיחה של 10 דקות על גישת התאמה וסובלנות יכולה לגלח יום או יומיים מהלוח הזמנים לפני שהעבודה בכלל מתחילה.

שלח לנו את ההדפס שלךואנו נחזיר הצעת מחיר עם הערת DFM תוך 24 שעות. עֲבוּראב טיפוס וייצור גשרים בנפח נמוךפועל, אנו עונים לפניות באותו יום עסקים.

לא בהכרח. אם השינויים הם מינוריים של מיקומי תכונה של -, גדלי חורים, תוספי רדיוס -, חיתוך אב הטיפוס הראשון עכשיו ושילוב שינויים בריצה שנייה הוא לרוב מהיר יותר מאשר המתנה להקפאת עיצוב. עלות ההתקנה בהפעלה השנייה נמוכה יותר מכיוון שתכנות ה-CAM ממשיכה באופן משמעותי. המקום בו הגיוני לחכות הוא אם הגיאומטריה הבסיסית עדיין בתנופה, מכיוון ששינוי צורה משמעותי פירושו-תכנות מחדש מאפס. ספר לנו היכן העיצוב נמצא במחזור הביקורת כשתשאל את -, אנו מייעצים אם כדאי לחתוך עכשיו או להחזיק.

כן, וזו הקריאה הנכונה אם אב הטיפוס עובר לבדיקת צורה/התאמה/תפקוד הכוללת עמידות פני השטח או עניין הקוסמטיקה לבדיקת בעלי עניין. ציין את סוג האנודיז (סוג II שקוף, סוג III קשה אנודיז, צבע), עובי וכל דרישות מיסוך בשרטוט. האנודיז עובר לשותף הגימור המאושר שלנו ובדרך כלל מוסיף 2-3 ימי עבודה. אם אב הטיפוס מיועד אך ורק לאימות ממדי פנימי, כפי ש-מעובד חוסך לך את הימים האלה ואת עלות הגמר.

חלק אחד. אנו מפעילים עבודות אב-טיפוס-יחידה באופן קבוע - רכיבי ניסוי שתלים, רכיבי מתקן מותאמים אישית, גופי שסתומים- חד פעמיים. עלות היחידה של חלק בודד גבוהה יותר מהרצה של 10 חלקים, מכיוון שההתקנה מופחתת על פני פחות חלקים, אך אין סף כמות הזמנה מינימלית. אם אתה צריך חלק אחד כדי לאמת קונספט, זו עבודה תקפה.

עבור מארז פשוט בטווח הגדלים הזה, הדפסת תלת-ממד פלסטית (SLA או SLS) תהיה בדרך כלל זולה ומהירה יותר עבור אב טיפוס של בדיקת חזותית/טופס - מתחת ל-$100 ו-1-2 ימים. CNC באלומיניום עבור אותו מארז יעלה 150-400 דולר בהתאם למורכבות התכונה, עם זמן אספקה של 3-5 ימים. חלק ה-CNC נותן לך{11}}חומר שווה ערך לייצור, חיבור חוט אמיתי וגימור משטח שאתה יכול למעשה לאלגוז. אם אב הטיפוס נכנס למבחן פונקציונלי או צריך לייצג את ביצועי הייצור, ההבדל בעלויות מוצדק. אם זה עומד על שולחן לסקירת בעלי עניין, הדפסת תלת מימד היא הקריאה הנכונה.