CNC-työstö nopea prototyyppi: Kun nopeudella on väliä ja osan on todella toimittava
Koneinsinöörisi viimeistelee CAD-mallin perjantaina. Tuotearviointi on kolmen viikon kuluttua. Tarvitset toimivan alumiinikotelon - aitoa materiaalia, todellisia toleransseja, kierteitä, jotka todella tarttuvat - testataksesi sopivuutta, vahvistaaksesi kokoonpanovälykset ja kävelläksesi kokoukseen pöydän ympärilläsi.
Tämä on skenaario, jossa CNC-työstö nopea prototyyppiansaitsee paikkansa. Jokainen prototyyppi ei tarvitse sitä. Mutta kun osan on toimittava kuten tuotantokomponentti - pidä toleranssi, ota kuorma, selviydy lämpösyklistä, sovi kokoonpanoon ostetulla-laitteistolla -, 3D-tulostettu paikkamerkki ei anna sinulle tarvitsemaasi tietoa. Tarvitset varsinaisesta materiaalista leikatun osan todellisen speksiin.
Virhe, jonka useimmat tuotetiimit tekevät tässä vaiheessa, ei ole väärän prosessin valitseminen. Se ei ajattele selkeästi, mihin prototyyppi todellisuudessa on tarkoitettu. Vastaa ensin tähän kysymykseen, niin prosessin valinta seuraa loogisesti.
Mitä CNC-pikaprototyyppien tekeminen käytännössä tarkoittaa
CNC-työstö nopea prototyyppiei ole erillinen palveluluokka erikoisvarusteineen. Se on tavallinen CNC-työstö - jyrsintä, sorvaus, sveitsiläinen sorvaus - lyhyellä-jonon ajoituksella, optimoidut asetukset yksittäisille tai pienille-määräajoille ja prosessin tarkistus, joka havaitsee DFM-ongelmat ennen leikkaamisen aloittamista eikä sen jälkeen.
"Nopea" osa johtuu kahdesta asiasta: ei työkalujen läpimenoaikaa (toisin kuin ruiskuvalu tai painevalu, CNC alkaa CAD-tiedostosta ja materiaalilohkosta), ja myymälän priorisoinnista, joka saa prototyyppityöt jonon läpi päivissä viikkojen sijaan.
Selkeässä alumiiniosassa - kotelossa, kannakkeessa, jakotukin lohkossa - voimme yleensä siirtyä vahvistetusta CAD-tiedostosta toimitettuun osaan 3–5 työpäivässä. Monimutkainen geometria, useiden ominaisuuksien tiukat toleranssit tai materiaalit, kuten titaani, laajentavat sitä. Mutta niiden osien osalta, joita useimmat tuotekehitystiimit todella tarvitsevat validointivaiheessa, aikajana on todella lyhyt.
Asia, joka hidastaa prototyyppitöitä johdonmukaisimmin, ei ole koneaika. Kyseessä ovat piirustusongelmat - epätäydelliset toleranssiviitteet, puuttuvat pinnan viimeistelytiedot, kierrehuomautukset ilman luokkamerkintöjä tai seinämäpaksuudet, joita ei voida pitää määritetyssä materiaalissa. DFM-tarkistus ennen työn alkamista lisää muutaman tunnin. Kiinnitysongelman havaitseminen ensimmäisen osan leikkaamisen jälkeen lisää päiviä.
CNC-prototyyppikoneistus vs 3D-tulostus: Käytä oikeaa työkalua
Keskustelu välilläCNC-prototyyppikoneistus vs 3D-tulostuson suoraviivainen vastaus, kun olet selvillä siitä, mitä prototyypin on tehtävä. Kumpikaan prosessi ei voita yleisesti. He vastaavat erilaisiin kysymyksiin.
| Arviointikriteerit | CNC-työstö | Metalli 3D-tulostus (DMLS/SLM) | Muovinen 3D-tulostus (FDM/SLA) |
|---|---|---|---|
| Materiaalin ominaisuudet | Tuotanto-vastaava | Lähellä{0}}tuotantoa (jonkin verran anisotropiaa) | Huomattavasti tuotantoa heikompi |
| Mitattoleranssi | ±0,005–0,02 mm standardi | ±0,05–0,1 mm tyypillinen | ±0,1–0,3 mm tyypillinen |
| Pintakäsittely (-rakennettu) | Ra 0,8–3,2 µm | Ra 5–15 µm (vaatii jälkikäsittelyn) | Ra 5-50 µm prosessista riippuen |
| Toimitusaika (1-5 osaa) | 3-7 päivää | 5–14 päivää (sisältää-jälkikäsittelyn) | 1-3 päivää |
| Yksinkertaisen metalliosan hinta | Keskikokoinen | Korkea | Matala |
| Parasta varten | Toiminnallinen validointi, sopivuustarkistukset, tuotanto{0}}edustava testaus | Monimutkainen sisäinen geometria, topologia{0}}optimoidut rakenteet | Visuaaliset mallit, varhaiset muodon/sovituksen tarkistukset, ei--kuormitus-kannattavuus |
| Kierteet, kierrereiät | Alkuperäinen - leikkaa suoraan | Edellyttää jälki{0}}työstöä | Vaatii lisäyksiä tai jälki{0}}työstöä |
| Suunnittelun iterointinopeus | Hitaampi (jokainen muutos koneistaa uudelleen) | Keskikokoinen | Nopeasti |
Rehellinen arvio: prototyypeille, jotka menevät toiminnalliseen testaukseen - jännityskuormitus, lämpökierto, kokoonpano tuotantolaitteiston kanssa, säädösten mukaiset näytteet - CNC on melkein aina oikea valinta metalliosille. Materiaalin ominaisuudet vastaavat tuotantoa-, koska leikkaat samasta tankomassasta, jota tuotantoajo käyttää. 3D-painetulla metalliosalla on mikrorakenteellisia eroja taottuihin materiaaleihin verrattuna, joilla on merkitystä, kun osa on kuormitettuna.
Muovinen 3D-tulostus on nopeampaa, halvempaa ja täysin riittävää alkuvaiheen-muoto- ja istuvuustarkistuksissa, joissa vain varmistat, että muoto on järkevä ja kokoonpanokonsepti toimii. Virhe on, että sitä käytetään sen vaiheen jälkeen, kun prototyyppitietojen on edustettava tuotannon suorituskykyä.
Kun CNC nopean prototyyppien läpimenoaika tiivistyy - ja milloin ei
CNC-työstö nopea prototyyppien läpimenoaikaon todellisia rajoja, ja niiden ymmärtäminen auttaa sinua suunnittelemaan niiden ympärille yllättymisen sijaan.
| Tekijä | Vaikutus läpimenoaikaan | Mitä voit tehdä |
|---|---|---|
| Osien monimutkaisuus (kokoonpanojen määrä) | Jokainen lisäasetus lisää 0,5–1 päivää | Suunnittelu minimiasennuksiin; keskustele strategiasta etukäteen |
| Materiaalin saatavuus | Eksoottiset metalliseokset (titaani, Inconel) saattavat vaatia 2–3 päivän hankinnan | Vahvista materiaalivarasto ennen aikataulun vahvistamista |
| Toleranssikireys | Sub-±0,01 mm ominaisuudet vaativat hitaampia leikkauksia ja ominaisuuskohtaista CMM-vahvistusta | Merkitse tiukat{0}}toleranssiominaisuudet selkeästi; älä peitä-±0,005 mm |
| Piirustuksen täydellisyys | Epätäydelliset tulosteet laukaisevat DFM-kysymyksiä, jotka keskeyttävät työn | Lähetä täydellinen tuloste kaikkine huomioteksteineen; 2D + 3D-malli |
| Jälkikäsittely-(anodisointi, pinnoitus) | Lisää 2–5 päivää prosessista ja toimittajasta riippuen | Varmista, tarvitaanko viimeistely prototyyppiä vai vain tuotantoa varten |
| Määrä | 1–3 osaa: minimaalinen jonovaikutus. 20+ osat: aikataulu pienenä tuotantoajona | Kerro tarjouspyynnössä selkeästi, onko kyseessä prototyyppi vai siltatuotanto |
Yksi yksityiskohta, joka yllättää asiakkaat: pinnan viimeistely{0}}jälkikäsittely on usein eri aikataulussa kuin koneistus. Osa, joka koneistetaan kahdessa päivässä, voi istua odottamassa anodisointia vielä kolmea. Jos prototyyppisi ei toiminnallisesti tarvitse anodisoitua viimeistelyä -, testaat mekaanista sopivuutta, et korroosionkestävyyttä tai kosmetiikkaa, - määritä "koneistettuna" ja säästä aikaa. Merkitsemme tämän tarjouksen yhteydessä jokaisessa työssä, jossa se koskee.
Materiaalit CNC-prototyyppiosiin: mitä insinöörit todella määrittelevät
Prototyyppivaiheen materiaalivalinnan tulee vastata sitä, mistä tuotantoosa tehdään. 6061-alumiinin käyttäminen osan, josta tulee lopulta 7075, prototyyppi, antaa harhaanjohtavia jäykkyys- ja lujuustietoja. Ruostumattoman 304:n käyttäminen 316L:n lääketieteellisen komponentin prototyyppinä antaa sinulle erilaisen korroosiokäyttäytymisen validointitesteissäsi.
Se sanoi, yleisimmin prototyyppimateriaalitpienimääräiset CNC-prototyyppiosatpalvelemillamme toimialoilla:
Alumiini 6061-T6- oletusarvo useimmille mekaanisille koteloille, kannakkeille ja rakenneosille. Nopea koneistettava, hyvä mittapysyvyys, kestää hyvin anodisoinnin. Jos tuotantoosa on myös 6061, tämä on puhdas like-for-prototyyppi.
Alumiini 7075-T6-, kun tuotanto-osa tarvitsee suurempaa lujuutta. Hieman vaikeampi työstää kuin 6061, samanlainen läpimenoaika. Määritä, milloin prototyypin kantavuudella- on merkitystä.
Ruostumaton 316L- standardi lääkinnällisten laitteiden osille, nesteiden-kosketusosille ja kaikelle, joka menee syövyttävään ympäristöön. Koneistus kestää kauemmin kuin alumiinin; budjetoida ylimääräinen päivä.
Titaani Ti-6Al-4V- ilmailu- ja lääketieteelliset sovellukset, joissa lujuus-/-painosuhde on kriittinen. Huomattavasti hitaampi työstää kuin terästä. Titaanista valmistettu prototyyppi, joka kestää kaksi päivää alumiinissa, kestää tyypillisesti neljästä viiteen. Kustannusero on todellinen -, mutta jos validointitesti koskee kuormitusta, väsymystä tai biologista yhteensopivuutta, sitä ei voi korvata.
Messinkiä C360- liittimet, venttiilirungot, kierreliittimet. Koneistus nopeasti, pitää hyvin tiukat toleranssit.
Pienimääräiset CNC-prototyyppiosat: Kustannustekijät, jotka sinun pitäisi ymmärtää
Pienet CNC-prototyyppiosien kustannuksetenemmän yksikköä kohden kuin tuotantoosia syistä, jotka ovat ennustettavissa ja ymmärtämisen arvoisia - ei vain hyväksymistä sellaisena kuin se on annettu.
Asennuskustannukset ovat suurin kuljettaja. CAM-työstöradan ohjelmointi, osan kiinnittäminen ja koeleikkauksen suorittaminen vie suunnilleen saman ajan, olipa kyseessä yksi tai viisikymmentä kappaletta. 50 osan tuotantoa käytettäessä asennuskustannukset kuolevat pieneen osaan yksikköhinnasta. 3-osaisessa prototyyppiajassa se hallitsee.
Koneaika on toinen kuljettaja. CNC-koneet maksavat 50–$100+ dollaria tunnissa 5-akselisille laitteille. Osa, joka vie 90 minuuttia koneaikaa hintaan 80 dollaria/tunti, lisää 120 dollaria yksikkökustannuksiin ennen kuin materiaalit, työkalut ja tarkastukset huomioidaan.
Materiaalihävikki on todellista, mutta usein liioiteltua. 100 mm × 100 mm × 50 mm alumiinilohkosta saattaa tulla 200 g painava osa - loput on lastuja. Hakkeen materiaalikustannus on todellinen hinta, mutta alumiinilla se on harvoin hallitseva tekijä.
Prototyyppiosien tarkastuskustannukset ovat tyypillisesti korkeammat kuin tuotantoosien -, koska uuden työn ensimmäinen artikkeli vaatii täydellisen mittatarkistuksen jokaista painotekstiä vastaan, ei tilastollista näytettä. Säännellyillä aloilla (lääketiede, ilmailu) tarkastuspaketti on itsessään suorite.
Jos prototyyppibudjettisi on rajallinen, kaksi tehokkainta vipua ovat: yksinkertaistaa geometriaa koneen ajan ja asetusten määrän vähentämiseksi ja kysy nimenomaisesti, tarvitaanko viimeistelytietoja tässä vaiheessa. Molemmat ovat suunnittelu- ja suunnittelupäätöksiä, eivät toimittajaneuvotteluja.
Kuinka MID Precision käsittelee prototyyppien toimintaa
Suoritamme prototyyppi- ja{0}}pienen volyymin tuotantotöitä määriteltynä palvelurajana -, emme suurten tuotantoajojen väliin puristettuna. MID:n prototyyppityöt saavat DFM-tarkistuksen ennen tarjouksen julkaisemista. Tämä tarkistus kattaa toleranssihuomautukset, jotka ylittävät geometrian tukeman, seinänpaksuudet, jotka aiheuttavat kiinnitysongelmia, kierretiedot, jotka edellyttävät luokkamerkintöjä, ja kaikki ominaisuudet, joissa pieni suunnittelun säätö vähentäisi merkittävästi kustannuksia tai riskejä.
Äskettäisessä työssä - 6061-T6 pneumaattinen jakotukin lohko, jossa on kahdeksan M5-porttia ja ±0,01 mm:n reiän toleranssi keskiventtiilin istukassa – DFM:n tarkastelussa havaittiin, että kaksi porttiasentoa vaatisi neljännen asennuksen, joka ei ollut ilmeinen 3D-mallista. Merkitsimme sen ennen leikkaamista, asiakas siirsi yhtä porttikohtaa 2 mm CAD:ssa ja työ suoritettiin kolmessa asennuksessa neljän sijasta. Osa lähetettiin neljäntenä päivänä vahvistetusta painosta. Se on sellainen puhelu, joka soitetaan vain, jos joku todella lukee piirustuksen ennen sen ohjelmointia.
MeidänCNC-työstö nopea prototyyppiPalvelu kattaa 3-akselin, 4-akselin ja 5-akselin jyrsinnän, CNC-sorvauksen ja sveitsiläisen CNC-sorvauksen halkaisijaltaan pienille tarkkuuskomponenteille. Normaali toimitusaika useimmissa prototyyppiajoissa on 3–7 työpäivää vahvistetusta 2D+3D-piirustuspaketista. Materiaalit alumiiniseoksista ruostumattoman teräksen, titaanin, messingin, kuparin ja teknisten muovien kautta.
Jos projektisi on aika{0}}kriittinen,keskustele insinööriemme kanssaennen kuin lähetät tarjouspyynnön -, 10 minuutin keskustelu ottelun lähestymistavasta ja toleranssiprioriteeteista voi viedä päivän tai kaksi pois aikataulusta ennen kuin työ edes alkaa.
Lähetä meille tulostuksesija palautamme tarjouksen ja DFM-ilmoituksen 24 tunnin kuluessa. vartenpienimääräinen prototyyppi- ja siltatuotantoajetaan, vastaamme tiedusteluihin samana arkipäivänä.
FAQ
K: Suunnitteluni muuttuu edelleen. Pitäisikö minun odottaa, kunnes se on viimeistelty, ennen kuin saan tarjouksen CNC-prototyypistä?
Ei välttämättä. Jos muutokset ovat pieniä - ominaisuuksien sijainteja, reikien kokoja, säteen huomiotekstejä -, ensimmäisen prototyypin leikkaus nyt ja muutosten sisällyttäminen toiselle ajolle on usein nopeampaa kuin suunnittelun jäädyttämisen odottaminen. Toisen ajon asennuskustannukset ovat alhaisemmat, koska CAM-ohjelmointi kulkee huomattavasti. On järkevää odottaa, jos perusgeometria on edelleen muuttumassa, koska suuri muodonmuutos tarkoittaa, että ohjelmointi on suoritettava alusta alkaen. Kerro meille, missä malli on tarkistussyklissä, kun kysyt -, me neuvomme, kannattaako se leikata nyt vai pitää.
K: Tarvitsemme prototyypin vastaamaan tuotantomateriaalia ja viimeistelemään tarkalleen - anodisoidun 6061-T6:n samojen spesifikaatioiden mukaisesti kuin tuotantoajossa. Voitko tehdä sen?
Kyllä, ja se on oikea kutsu, jos prototyyppi on menossa muoto/sovitus/toimintotestiin, joka sisältää pinnan kestävyyden tai kosmetiikka on sidosryhmien arvioitavissa. Määritä piirustukseen anodin tyyppi (Type II kirkas, Type III kova anodi, väri), paksuus ja mahdolliset peittovaatimukset. Anodisointi menee hyväksytylle viimeistelykumppanillemme ja siihen lisätään tyypillisesti 2-3 työpäivää. Jos prototyyppi on tarkoitettu pelkästään sisäiseen mittojen validointiin, koneistettu{5}} säästää sinulta päiviä ja viimeistelykustannuksia.
K: Mikä on vähimmäismäärä, jonka käytät CNC-prototyyppityössä?
Yksi osa. Suoritamme yhden-yksikön prototyyppitöitä säännöllisesti - implanttikokeilukomponentit, mukautetut kiinnityselementit, yksi-irrotusventtiilirungot. Yhden osan yksikköhinta on korkeampi kuin 10 osan ajo, koska asennus kuolee pienemmiltä kappaleilta, mutta tilausmäärän vähimmäismäärää ei ole. Jos tarvitset yhden osan konseptin vahvistamiseen, se on kelvollinen työ.
K: Mitencnc prototyypin koneistus vs 3d-tulostusvertaa kustannuksia pieneen alumiinikoteloon, esimerkiksi 80 mm × 60 mm × 30 mm?
Tämän kokoluokan yksinkertaisessa kotelossa muovinen 3D-tulostus (SLA tai SLS) on yleensä halvempaa ja nopeampaa visuaalisen/muototarkistuksen prototyypillä - alle 100 $ ja 1–2 päivää. Alumiininen CNC samalle kotelolle maksaa 150–400 dollaria ominaisuuden monimutkaisuudesta riippuen 3–5 päivän toimitusajalla. CNC-osa tarjoaa tuotantoa{11}vastaavan materiaalin, todellisen kierteen kiinnittymisen ja pintakäsittelyn, jonka voit todella anodisoida. Jos prototyyppi on menossa toimintatestiin tai sen on edustettava tuotannon suorituskykyä, kustannusero on perusteltu. Jos se menee pöydälle sidosryhmien arvioon, 3D-tulostus on oikea kutsu.
