Na fabricación a curto prazo, é difícil nomear unha tecnoloxía mellor que o mecanizado CNC.Ofrece unha mestura completa de vantaxes, incluíndo un alto potencial de rendemento, precisión e repetibilidade, unha ampla selección de materiais e facilidade de uso.Aínda que case calquera máquina ferramenta pode ser controlada numérico, o mecanizado de control numérico por ordenador normalmente refírese ao fresado e torneado multieixes.
Para saber máis sobre como se usa o mecanizado CNC para o mecanizado personalizado, a produción de baixo volume e a creación de prototipos, engineering.com falou con Wayken Rapid Manufacturing, un servizo de fabricación de prototipos personalizados con sede en Shenzhen sobre os materiais, a tecnoloxía, as aplicacións e o funcionamento das máquinas ferramenta CNC. .
Cando se trata de materiais, se se trata de follas, placas ou barras, é probable que poidas mecanizar.Entre os centos de aliaxes metálicas e polímeros plásticos que se poden mecanizar, o aluminio e os plásticos de enxeñería son os máis comúns para o mecanizado de prototipos.As pezas de plástico deseñadas para ser moldeadas na produción en masa adoitan mecanizarse na fase de prototipo para evitar o alto custo e o prazo de execución da fabricación de moldes.
O acceso a unha ampla gama de materiais é especialmente importante á hora de realizar prototipos.Dado que os distintos materiais teñen un custo diferente e diferentes propiedades mecánicas e químicas, pode ser preferible cortar un prototipo nun material máis barato que o previsto para o produto final, ou un material diferente pode axudar a optimizar a resistencia, a rixidez ou o peso da peza. en relación co seu deseño.Nalgúns casos, un material alternativo para un prototipo pode permitir un proceso de acabado específico ou facerse máis duradeiro que unha peza de produción para facilitar as probas.
Tamén é posible o contrario, con materiais básicos de baixo custo que substitúen as resinas de enxeñería e as aliaxes metálicas de alto rendemento cando o prototipo se usa para usos funcionais sinxelos como a verificación de axuste ou a construción de maquetas.
Aínda que foi desenvolvido para traballar metal, os plásticos pódense mecanizar con éxito cos coñecementos e equipamentos correctos.Tanto os termoplásticos como os termoestables son mecanizables e son moi rendibles en comparación cos moldes de inxección de curta duración para pezas prototipo.
En comparación cos metais, a maioría dos termoplásticos como o PE, o PP ou o PS fundiranse ou arderán se se mecanizan coas velocidades e avances comúns para traballar metal.As velocidades de corte máis altas e as velocidades de avance máis baixas son comúns, e os parámetros da ferramenta de corte como o ángulo de inclinación son críticos.O control da calor no corte é esencial, pero a diferenza dos metais, o refrixerante normalmente non se pulveriza no corte para arrefriar.Pódese usar aire comprimido para limpar lascas.
Os termoplásticos, especialmente as calidades de produtos básicos sen recheo, defórmanse elásticamente a medida que se aplica a forza de corte, o que dificulta acadar unha alta precisión e manter tolerancias estreitas, especialmente para características finas e detalles.A iluminación e as lentes dos automóbiles son particularmente difíciles.
Con máis de 20 anos de experiencia no mecanizado de plásticos CNC, Wayken está especializado en prototipos ópticos como lentes para automóbiles, guías de luz e reflectores.Ao mecanizar plásticos transparentes como o policarbonato e o acrílico, conseguir un alto acabado superficial durante o mecanizado pode reducir ou eliminar as operacións de procesamento como o esmerilado e o pulido.O mecanizado microfino mediante o mecanizado de diamante dun único punto (SPDM) pode proporcionar unha precisión inferior a 200 nm e mellorar a rugosidade da superficie inferior a 10 nm.
Aínda que as ferramentas de corte de carburo utilízanse habitualmente para materiais máis duros como os aceiros, pode ser difícil atopar a xeometría adecuada para cortar aluminio en ferramentas de carburo.Por este motivo, adoitan usar ferramentas de corte de aceiro de alta velocidade (HSS).
O mecanizado de aluminio CNC é unha das opcións de materiais máis típicas.En comparación cos plásticos, o aluminio córtase a altas velocidades e avances e pódese cortar en seco ou con refrixerante.É importante ter en conta o grao de aluminio ao configurar para cortalo.Por exemplo, os graos 6000 son moi comúns e conteñen magnesio e silicio.Estas aliaxes proporcionan unha traballabilidade superior en comparación coas calidades 7000, por exemplo, que conteñen cinc como ingrediente de aliaxe principal e teñen maior resistencia e tenacidade.
Tamén é importante ter en conta a designación do temperamento dun material de aluminio.Estas designacións indican o tratamento térmico ou endurecemento por deformación, por exemplo, que sufriu o material e poden afectar o rendemento durante o mecanizado e no uso final.
O mecanizado CNC de cinco eixes é complexo máis caro que as máquinas de tres eixes, pero están gañando prevalencia na industria de fabricación debido a varias vantaxes tecnolóxicas.Por exemplo, cortar unha peza con características en ambos os dous lados pode ser moito máis rápido cunha máquina de 5 eixes, xa que a peza pódese fixar de forma que o fuso poida chegar a ambos os dous lados na mesma operación, mentres que cunha máquina de 3 eixes. , a parte requiriría dúas ou máis configuracións.As máquinas de 5 eixes tamén poden producir xeometrías complexas e acabados de superficie finos para o mecanizado de precisión porque o ángulo da ferramenta pode adaptarse á forma da peza.
Ademais de molinos, tornos e centros de torneado, as máquinas de electroerosión e outras ferramentas poden ser controladas por CNC.Por exemplo, son comúns os centros de fresado + torneado CNC, así como a electroerosión por cable e con plomo.Para un provedor de servizos de fabricación, a configuración flexible de máquinas ferramenta e as prácticas de mecanizado poden aumentar a eficiencia e reducir os custos de mecanizado.A flexibilidade é un dos principais beneficios dun centro de mecanizado de 5 eixes e, cando se combina co alto prezo de compra das máquinas, unha tenda está altamente incentivada a mantelo funcionando 24 horas ao día, se é posible.
O mecanizado de precisión refírese a operacións de mecanizado que ofrecen tolerancias dentro de ± 0,05 mm, que é amplamente aplicable na fabricación de pezas de automóbiles, dispositivos médicos e aeroespaciais.
A aplicación típica do mecanizado microfino é o mecanizado de diamante de punto único (SPDM ou SPDT).A principal vantaxe do mecanizado de diamante é para pezas mecanizadas personalizadas con estritos requisitos de mecanizado: precisión de forma inferior a 200 nm e mellorar a rugosidade da superficie inferior a 10 nm.Na fabricación de prototipos ópticos como pezas de plástico transparente ou metal reflectante, o acabado superficial en moldes é unha consideración importante.O mecanizado de diamante é unha forma de producir unha superficie de alta precisión e alto acabado durante o mecanizado, especialmente para PMMA, PC e aliaxes de aluminio.Os vendedores especializados no mecanizado de compoñentes ópticos a partir de plásticos están moi especializados, pero ofrecen un servizo que pode reducir drasticamente os custos en comparación cos moldes de curta duración ou prototipos.
Por suposto, o mecanizado CNC é amplamente utilizado en todas as industrias de fabricación para a produción de pezas e ferramentas de uso final de metal e plástico.Non obstante, na produción en masa, outros procesos como as técnicas de moldeo, fundición ou estampación adoitan ser máis rápidos e económicos que o mecanizado, despois de que os custos iniciais dos moldes e ferramentas se amortizan a través dun gran número de pezas.
O mecanizado CNC é un proceso preferido para producir prototipos en metais e plásticos debido ao seu tempo de xiro rápido en comparación con procesos como a impresión 3D, as técnicas de fundición, de moldeo ou de fabricación, que requiren moldes, matrices e outros pasos adicionais.
Os defensores da impresión 3D adoitan promocionar esta axilidade de "botón" para converter un ficheiro CAD dixital nunha peza como un beneficio clave da impresión 3D.Non obstante, en moitos casos, o CNC tamén é preferible á impresión 3D.
Pode levar varias horas completar cada volume de construción de pezas impresas en 3D, mentres que o mecanizado CNC leva minutos.
A impresión 3D constrúe pezas en capas, o que pode producir unha resistencia anisotrópica na peza, en comparación cunha peza mecanizada feita dunha única peza de material.
Unha gama máis reducida de materiais dispoñibles para a impresión 3D pode limitar a funcionalidade dun prototipo impreso, mentres que un prototipo mecanizado pode estar feito do mesmo material que a peza final.Os prototipos mecanizados CNC pódense usar para materiais de deseño de uso final para cumprir coa verificación funcional e a verificación de enxeñería dos prototipos.
As funcións impresas en 3D, como orificios, buratos roscados, superficies de acoplamento e acabado superficial requiren un procesamento posterior, normalmente mediante mecanizado.
Aínda que a impresión 3D ofrece vantaxes como tecnoloxía de fabricación, as máquinas-ferramentas CNC actuais ofrecen moitas das mesmas vantaxes sen certos inconvenientes.
As máquinas CNC de resposta rápida pódense usar continuamente, as 24 horas do día.Isto fai que o mecanizado CNC sexa económico para tiradas curtas de pezas de produción que requiren unha ampla gama de operacións.
Para obter máis información sobre o mecanizado CNC para prototipos e produción de tiradas curtas, póñase en contacto con Wayken ou solicite un presuposto a través do seu sitio web.
Copyright © 2019 engineering.com, Inc. Todos os dereitos reservados.O rexistro ou o uso deste sitio supón a aceptación da nosa Política de privacidade.
Hora de publicación: 30-nov-2019