På kort sikt är det svårt att nämna en bättre teknik än CNC-bearbetning.Den erbjuder en väl avrundad blandning av fördelar inklusive hög genomströmningspotential, noggrannhet och repeterbarhet, ett brett urval av material och användarvänlighet.Medan nästan alla verktygsmaskiner kan styras numeriskt, hänvisar datorbearbetning med numerisk styrning vanligtvis till fleraxlig fräsning och svarvning.
För att ta reda på mer om hur CNC-bearbetning används för skräddarsydd bearbetning, lågvolymproduktion och prototypframställning, pratade engineering.com med Wayken Rapid Manufacturing, en Shenzhen-baserad kundanpassad prototyptillverkningstjänst om material, teknologi, tillämpningar och drift av CNC-verktygsmaskiner. .
När det kommer till material, om det kommer i plåt, plåt eller stång, är chansen stor att du kan bearbeta den.Bland de hundratals metallegeringar och plastpolymerer som kan bearbetas är aluminium och ingenjörsplaster vanligast för prototypbearbetning.Plastdelar utformade för att formas i massproduktion bearbetas ofta i prototypfasen för att undvika de höga kostnaderna och ledtiden för formtillverkning.
Tillgång till ett brett utbud av material är särskilt viktigt vid prototyper.Eftersom olika material har olika kostnad och olika mekaniska och kemiska egenskaper kan det vara att föredra att skära en prototyp i ett billigare material än vad som är planerat för slutprodukten, eller så kan ett annat material hjälpa till att optimera delens hållfasthet, styvhet eller vikt. i förhållande till dess design.I vissa fall kan ett alternativt material för en prototyp tillåta en specifik efterbehandlingsprocess eller göras mer hållbar än en produktionsdel för att underlätta testning.
Motsatsen är också möjlig, med lågkostnadsmaterial som ersätter tekniska hartser och högpresterande metallegeringar när prototypen används för enkla funktionella användningar som passformskontroll eller mockupkonstruktion.
Även om plast är utvecklad för metallbearbetning kan den framgångsrikt bearbetas med rätt kunskap och utrustning.Både termoplaster och härdplaster är bearbetningsbara och är mycket kostnadseffektiva jämfört med kortvariga sprutformar för prototypdelar.
Jämfört med metaller kommer de flesta termoplaster som PE, PP eller PS att smälta eller brinna om de bearbetas med de matningar och hastigheter som är vanliga för metallbearbetning.Högre skärhastigheter och lägre matningshastigheter är vanliga, och skärverktygsparametrar som spånvinkel är kritiska.Kontroll av värmen i snittet är viktigt, men till skillnad från metaller sprutas inte kylvätska normalt in i snittet för kylning.Tryckluft kan användas för att rensa spån.
Termoplaster, särskilt ofyllda råvaror, deformeras elastiskt när skärkraft appliceras, vilket gör det svårt att uppnå hög noggrannhet och bibehålla nära toleranser, särskilt för fina detaljer och detaljer.Bilbelysning och linser är särskilt svåra.
Med mer än 20 års erfarenhet av CNC-plastbearbetning är Wayken specialiserat på optiska prototyper som billinser, ljusledare och reflektorer.Vid bearbetning av klar plast som polykarbonat och akryl kan en hög ytfinish under bearbetningen minska eller eliminera bearbetningsoperationer som slipning och polering.Mikrofinbearbetning med enpunktsdiamantbearbetning (SPDM) kan ge en noggrannhet på mindre än 200 nm och förbättra ytjämnheten mindre än 10 nm.
Även om hårdmetallskärverktyg vanligtvis används för hårdare material som stål, kan det vara svårt att hitta rätt verktygsgeometri för skärande aluminium i hårdmetallverktyg.Av denna anledning används ofta skärverktyg i höghastighetstål (HSS).
CNC aluminiumbearbetning är ett av de mest typiska materialvalen.Jämfört med plast skärs aluminium vid höga matningar och hastigheter och kan skäras torrt eller med kylvätska.Det är viktigt att notera aluminiumkvaliteten när du sätter upp för att skära den.Till exempel är 6000 kvaliteter mycket vanliga och innehåller magnesium och kisel.Dessa legeringar ger överlägsen bearbetbarhet jämfört med 7000 kvaliteter, till exempel, som innehåller zink som en primär legeringsingrediens, och har högre hållfasthet och seghet.
Det är också viktigt att notera tempereringsbeteckningen för ett aluminiumlagermaterial.Dessa beteckningar indikerar den termiska behandling eller töjningshärdning som till exempel materialet har genomgått och kan påverka prestanda under bearbetning och vid slutanvändning.
Femaxlig CNC-bearbetning är dyrare komplex än treaxlig maskiner, men de blir allt vanligare i tillverkningsindustrin på grund av flera tekniska fördelar.Till exempel kan skärning av en del med funktioner på båda sidor vara mycket snabbare med en 5-axlig maskin, eftersom delen kan fixeras på ett sådant sätt att spindeln kan nå båda sidor i samma operation, medan med en 3-axlig maskin , skulle delen kräva två eller flera inställningar.5-axliga maskiner kan också producera komplexa geometrier och fin ytfinish för precisionsbearbetning eftersom verktygets vinkel kan anpassas till delens form.
Förutom fräsar, svarvar och svarvcentra kan EDM-maskiner och andra verktyg CNC-styras.Till exempel är CNC-fräs+svarvcentra vanliga, liksom tråd- och sänk-EDM.För en leverantör av tillverkningstjänster kan flexibel maskinkonfiguration och bearbetningsmetoder öka effektiviteten och minska bearbetningskostnaderna.Flexibilitet är en av de främsta fördelarna med ett 5-axligt bearbetningscenter, och i kombination med det höga inköpspriset för maskinerna är en verkstad starkt motiverad att hålla den igång 24/7 om möjligt.
Precisionsbearbetning hänvisar till bearbetningsoperationer som levererar toleranser inom ±0,05 mm, vilket är allmänt tillämpbart inom tillverkning av bilar, medicintekniska produkter och flygdelar.
Den typiska tillämpningen av Micro-Fine Machining är Single Point Diamond Machining (SPDM eller SPDT).Den största fördelen med diamantbearbetning är för specialbearbetade delar med strikta bearbetningskrav: formnoggrannhet mindre än 200 nm samt förbättra ytjämnheten mindre än 10 nm.Vid tillverkning av optiska prototyper som genomskinlig plast eller reflekterande metalldelar är ytfinish i formar en viktig faktor.Diamantbearbetning är ett sätt att producera en yta med hög precision och hög finish under bearbetning, speciellt för PMMA, PC och aluminiumlegeringar.Leverantörer som är specialiserade på att bearbeta optiska komponenter från plast är högt specialiserade, men erbjuder en tjänst som dramatiskt kan minska kostnaderna jämfört med kortvariga eller prototypformar.
Naturligtvis används CNC-bearbetning i stor utsträckning i alla tillverkningsindustrier för tillverkning av metall- och plastdelar och verktyg för slutanvändning.Men i massproduktion är andra processer såsom formning, gjutning eller stansningsteknik ofta snabbare och billigare än bearbetning, efter att de initiala kostnaderna för formar och verktyg har amorterats över ett stort antal delar.
CNC-bearbetning är en föredragen process för att producera prototyper i metaller och plaster på grund av dess snabba varvtid jämfört med en process som 3D-utskrift, gjutning, gjutning eller tillverkningsteknik, som kräver formar, formar och andra extra steg.
Denna "tryckknapp" smidighet att förvandla en digital CAD-fil till en del framhålls ofta av 3D-utskriftsförespråkare som en viktig fördel med 3D-utskrift.Men i många fall är CNC att föredra framför 3D-utskrift också.
Det kan ta flera timmar att slutföra varje byggvolym av 3D-utskrivna delar, medan CNC-bearbetning tar minuter.
3D-utskrift bygger delar i lager, vilket kan resultera i anisotrop hållfasthet i delen, jämfört med en maskinbearbetad del gjord av ett enda stycke material.
Ett snävare utbud av material tillgängligt för 3D-utskrift kan begränsa funktionaliteten hos en utskriven prototyp, medan en bearbetad prototyp kan göras av samma material som den slutliga delen.CNC-bearbetade prototyper kan användas för designmaterial för slutanvändning för att möta funktionell verifiering och ingenjörsverifiering av prototyper.
3D-utskrivna funktioner som hål, gängade hål, passande ytor och ytfinish kräver efterbearbetning, vanligtvis via bearbetning.
Medan 3D-utskrift ger fördelar som tillverkningsteknik, ger dagens CNC-verktygsmaskiner många av samma fördelar utan vissa nackdelar.
Snabba CNC-maskiner kan användas kontinuerligt, 24 timmar om dygnet.Detta gör CNC-bearbetning ekonomisk för korta serier av produktionsdelar som kräver ett brett spektrum av operationer.
För att ta reda på mer om CNC-bearbetning för prototyper och kortvarig produktion, vänligen kontakta Wayken eller begär en offert via deras hemsida.
Copyright © 2019 engineering.com, Inc. Med ensamrätt.Registrering på eller användning av denna webbplats innebär godkännande av vår integritetspolicy.
Posttid: 30 november 2019