Gia công CNC Tạo nguyên mẫu nhanh: Khi tốc độ là vấn đề và bộ phận phải thực sự hoạt động

Gia công CNC Tạo nguyên mẫu nhanh: Khi tốc độ là vấn đề và bộ phận phải thực sự hoạt động

Kỹ sư cơ khí của bạn hoàn thành mô hình CAD vào thứ Sáu. Việc đánh giá sản phẩm diễn ra trong ba tuần. Bạn cần một vỏ nhôm có chức năng - vật liệu thực, dung sai thực, các ren thực sự ăn khớp với - để kiểm tra độ khít, xác nhận các khoảng trống lắp ráp và bước vào cuộc họp đó với một thứ gì đó mà bạn có thể mang theo trên bàn.

Đây là kịch bản mà Gia công CNC tạo mẫu nhanhkiếm được vị trí của nó. Không phải mọi nguyên mẫu đều cần nó. Nhưng khi bộ phận phải hoạt động giống như một thành phần sản xuất - giữ dung sai, chịu tải, tồn tại trong chu kỳ nhiệt, lắp vào một cụm lắp ráp với phần cứng-đã mua - thì trình giữ chỗ được in 3D- sẽ không cung cấp cho bạn dữ liệu bạn cần. Bạn cần cắt một phần từ vật liệu thực tế đến thông số kỹ thuật thực tế.

Sai lầm mà hầu hết các nhóm sản phẩm mắc phải ở giai đoạn này không phải là chọn sai quy trình. Nó không suy nghĩ rõ ràng về mục đích thực sự của nguyên mẫu. Hãy trả lời câu hỏi đó trước và quá trình lựa chọn sẽ diễn ra một cách hợp lý.

Tạo mẫu nhanh CNC thực sự có ý nghĩa gì trong thực tế

Gia công CNC tạo mẫu nhanhkhông phải là một loại dịch vụ riêng biệt với các thiết bị đặc biệt. Đó là quá trình gia công CNC tiêu chuẩn - phay, tiện, tiện Thụy Sĩ - được thực hiện với lập kế hoạch xếp hàng-ngắn, thiết lập được tối ưu hóa cho các lần chạy số lượng-đơn lẻ hoặc nhỏ và đánh giá quy trình giúp phát hiện các vấn đề DFM trước khi bắt đầu cắt thay vì sau đó.

Phần "nhanh" đến từ hai điều: không có thời gian thực hiện công cụ (không giống như ép phun hoặc đúc khuôn, CNC bắt đầu từ tệp CAD và một khối vật liệu) và mức độ ưu tiên của xưởng sản xuất để nhận các công việc nguyên mẫu thông qua hàng đợi trong vài ngày thay vì vài tuần.

Trên một bộ phận bằng nhôm đơn giản - vỏ, giá đỡ, khối đa tạp -, chúng tôi thường có thể chuyển từ tệp CAD đã được xác nhận sang bộ phận được vận chuyển trong 3 đến 5 ngày làm việc. Hình học phức tạp, dung sai chặt chẽ trên nhiều tính năng hoặc vật liệu như titan đã mở rộng điều đó. Nhưng đối với những phần mà hầu hết các nhóm phát triển sản phẩm thực sự cần ở giai đoạn xác nhận thì dòng thời gian thực sự rất ngắn.

Điều làm chậm các công việc nguyên mẫu nhất quán không phải là thời gian của máy. Đó là vấn đề về bản vẽ - chú thích dung sai không đầy đủ, thiếu thông số kỹ thuật hoàn thiện bề mặt, chú thích ren không có chỉ định lớp hoặc độ dày thành không thể giữ được trong vật liệu đã chỉ định. Việc xem xét DFM trước khi công việc bắt đầu sẽ kéo dài thêm vài giờ. Việc khắc phục sự cố cố định sau khi cắt phần đầu tiên sẽ kéo dài thêm ngày.

Gia công nguyên mẫu CNC và in 3D: Sử dụng công cụ phù hợp

Cuộc tranh luận giữaGia công nguyên mẫu CNC so với in 3Dcó câu trả lời thẳng thắn khi bạn hiểu rõ nguyên mẫu cần làm gì. Không có quá trình nào chiến thắng trên toàn cầu. Họ trả lời các câu hỏi khác nhau.

Đánh giá trung thực: đối với các nguyên mẫu sẽ đi vào thử nghiệm chức năng - tải ứng suất, chu trình nhiệt, lắp ráp với phần cứng sản xuất, gửi mẫu theo quy định - CNC hầu như luôn là lựa chọn phù hợp cho các bộ phận kim loại. Các đặc tính vật liệu tương đương với sản xuất-vì bạn đang cắt từ cùng một thanh phôi mà quá trình sản xuất sẽ sử dụng. Bộ phận kim loại được in 3D{6}}có những khác biệt về cấu trúc vi mô so với vật liệu rèn, điều quan trọng khi bộ phận đó chịu tải.

Đối với-các bước kiểm tra hình thức và độ vừa vặn ở giai đoạn đầu khi bạn chỉ xác nhận rằng hình dạng có ý nghĩa và ý tưởng lắp ráp hoạt động, in 3D bằng nhựa sẽ nhanh hơn, rẻ hơn và hoàn toàn phù hợp. Sai lầm là sử dụng nó quá giai đoạn mà dữ liệu nguyên mẫu cần thể hiện hiệu suất sản xuất.

Khi thời gian thực hiện tạo mẫu nhanh CNC bị nén - và khi nào thì không

Gia công CNC thời gian tạo mẫu nhanhcó những giới hạn thực sự và việc hiểu chúng sẽ giúp bạn lập kế hoạch đối phó với chúng thay vì bị ngạc nhiên.

Một chi tiết khiến khách hàng bất ngờ: quá trình xử lý sau{0}}hoàn thiện bề mặt thường diễn ra theo lịch trình khác với lịch trình gia công. Một bộ phận mà máy có thể ngồi chờ anodizing trong hai ngày nữa. Nếu nguyên mẫu của bạn về mặt chức năng không cần lớp hoàn thiện được anot hóa - thì bạn đang kiểm tra độ vừa khít cơ học chứ không phải khả năng chống ăn mòn hay mỹ phẩm - hãy chỉ định "như-được gia công" và tiết kiệm thời gian. Chúng tôi gắn cờ điều này trong quá trình trích dẫn ở mọi công việc áp dụng điều này.

Vật liệu cho các bộ phận nguyên mẫu CNC: Những gì kỹ sư thực sự chỉ định

Sự lựa chọn vật liệu ở giai đoạn nguyên mẫu phải phù hợp với bộ phận sản xuất sẽ được làm từ gì. Việc sử dụng nhôm 6061 cho nguyên mẫu của một bộ phận mà cuối cùng sẽ là 7075 sẽ cung cấp cho bạn dữ liệu về độ cứng và độ bền sai lệch. Việc sử dụng thép không gỉ 304 cho nguyên mẫu của bộ phận y tế 316L sẽ mang lại cho bạn hành vi ăn mòn khác nhau trong các thử nghiệm xác nhận của mình.

Điều đó nói lên rằng, những vật liệu được tạo mẫu phổ biến nhất chobộ phận nguyên mẫu CNC khối lượng thấptrong các ngành chúng tôi phục vụ:

Nhôm 6061-T6- mặc định cho hầu hết các vỏ cơ khí, giá đỡ và thành phần kết cấu. Gia công nhanh, ổn định kích thước tốt, anodizing tốt. Nếu phần sản xuất cũng là 6061 thì đây là nguyên mẫu tương tự rõ ràng-cho-tương tự.

Nhôm 7075-T6- khi bộ phận sản xuất cần cường độ cao hơn. Khó gia công hơn một chút so với 6061, thời gian thực hiện tương tự. Chỉ định khi nào hiệu suất chịu tải của nguyên mẫu là quan trọng.

Thép không gỉ 316L- tiêu chuẩn dành cho các bộ phận của thiết bị y tế, các bộ phận tiếp xúc-của chất lỏng và bất kỳ thứ gì đi vào môi trường ăn mòn. Mất nhiều thời gian gia công hơn nhôm; ngân sách thêm một ngày.

Titan Ti-6Al-4V- ứng dụng hàng không vũ trụ và y tế trong đó tỷ lệ sức mạnh-trên-trọng lượng là rất quan trọng. Máy chạy chậm hơn đáng kể so với thép. Một nguyên mẫu titan mất hai ngày bằng nhôm thường sẽ mất bốn đến năm ngày. Sự khác biệt về chi phí là có thật - nhưng nếu thử nghiệm xác thực của bạn liên quan đến tải trọng, độ mỏi hoặc khả năng tương thích sinh học thì không có gì thay thế được.

Đồng thau C360- đầu nối, thân van, phụ kiện có ren. Máy nhanh, giữ dung sai chặt chẽ tốt.

Các bộ phận nguyên mẫu CNC khối lượng thấp: Trình điều khiển chi phí bạn nên hiểu

Chi phí nguyên mẫu CNC khối lượng thấptrên mỗi đơn vị nhiều hơn các bộ phận sản xuất vì những lý do có thể dự đoán được và đáng hiểu - chứ không chỉ chấp nhận như đã đưa ra.

Chi phí thiết lập là động lực lớn nhất. Việc lập trình đường chạy dao CAM, cố định chi tiết và chạy cắt thử mất khoảng thời gian gần như nhau cho dù bạn thực hiện một chi tiết hay 50 chi tiết. Khi sản xuất 50 sản phẩm, chi phí thiết lập đó sẽ được khấu hao xuống một phần nhỏ trên đơn giá. Khi chạy nguyên mẫu gồm 3 phần, nó chiếm ưu thế.

Thời gian máy là động lực thứ hai. Máy CNC chạy ở mức $50–$100+ mỗi giờ đối với thiết bị 5 trục. Một bộ phận mất 90 phút sử dụng máy ở mức 80 USD/giờ sẽ đóng góp 120 USD vào chi phí đơn vị trước khi tính đến vật liệu, dụng cụ và kiểm tra.

Lãng phí vật chất là có thật nhưng thường bị cường điệu hóa. Một khối nhôm 100mm × 100mm × 50mm có thể tạo ra một bộ phận nặng 200g - phần còn lại là chip. Chi phí vật liệu của chip là chi phí thực sự, nhưng trên nhôm, nó hiếm khi là yếu tố chi phối.

Chi phí kiểm tra trên các bộ phận nguyên mẫu thường cao hơn trên các bộ phận sản xuất - vì bài viết đầu tiên của công việc mới yêu cầu kiểm tra toàn diện đối với mọi chú thích in chứ không phải mẫu thống kê. Đối với các ngành được quản lý (y tế, hàng không vũ trụ), gói kiểm tra bản thân nó là một sản phẩm có thể chuyển giao được.

Nếu ngân sách nguyên mẫu của bạn bị hạn chế, hai đòn bẩy hiệu quả nhất là: đơn giản hóa hình học để giảm thời gian máy và số lượng thiết lập, đồng thời hỏi rõ ràng liệu thông số hoàn thiện có cần thiết cho giai đoạn này hay không. Cả hai đều là quyết định thiết kế và lập kế hoạch, không phải là quyết định đàm phán với nhà cung cấp.

Nguyên mẫu xử lý MID Precision hoạt động như thế nào

Chúng tôi chạy nguyên mẫu và công việc sản xuất có số lượng-thấp dưới dạng một tuyến dịch vụ được xác định - chứ không phải dưới dạng phần còn sót lại bị dồn lại giữa các đợt sản xuất lớn. Các công việc nguyên mẫu tại MID sẽ được DFM đánh giá trước khi báo giá. Đánh giá đó bao gồm các chú thích dung sai vượt quá những gì hình học hỗ trợ, độ dày thành ống sẽ gây ra vấn đề cố định, thông số ren cần ký hiệu cấp và bất kỳ tính năng nào mà một điều chỉnh thiết kế nhỏ sẽ giảm đáng kể chi phí hoặc rủi ro.

Trong một công việc gần đây - khối ống góp khí nén 6061-T6 với tám cổng M5 và dung sai lỗ khoan ±0,01mm trên bệ van trung tâm - đánh giá của DFM nhận thấy rằng hai trong số các vị trí cổng sẽ yêu cầu thiết lập thứ tư không rõ ràng từ mô hình 3D. Chúng tôi đã gắn cờ nó trước khi cắt, khách hàng đã dịch chuyển một vị trí cổng 2 mm trong CAD và công việc được thực hiện trong ba thiết lập thay vì bốn. Bộ phận này được vận chuyển vào ngày thứ tư kể từ khi bản in được xác nhận. Đó là kiểu cuộc gọi chỉ được thực hiện nếu ai đó thực sự đọc bản vẽ trước khi lập trình nó.

Của chúng tôiGia công CNC tạo mẫu nhanhdịch vụ bao gồm phay 3-trục, 4 trục và 5 trục, tiện CNC và tiện CNC Thụy Sĩ cho các bộ phận chính xác có đường kính nhỏ. Thời gian thực hiện tiêu chuẩn đối với hầu hết các lần chạy nguyên mẫu là 3–7 ngày làm việc kể từ gói bản vẽ 2D{8}}D đã được xác nhận. Vật liệu từ hợp kim nhôm đến thép không gỉ, titan, đồng thau, đồng và nhựa kỹ thuật.

Nếu dự án của bạn có-quan trọng về mặt thời gian,nói chuyện với các kỹ sư của chúng tôitrước khi bạn gửi RFQ -, một cuộc trò chuyện kéo dài 10 phút về phương pháp cố định và mức độ ưu tiên dung sai có thể khiến lịch trình bị lệch một hoặc hai ngày trước khi công việc bắt đầu.

Gửi cho chúng tôi bản in của bạnvà chúng tôi sẽ gửi lại báo giá kèm theo ghi chú DFM trong vòng 24 giờ. Vìsản xuất nguyên mẫu và cầu khối lượng thấpchạy, chúng tôi trả lời các câu hỏi trong cùng ngày làm việc.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Thiết kế của tôi vẫn đang thay đổi. Tôi có nên đợi cho đến khi nó được hoàn thiện trước khi nhận báo giá nguyên mẫu CNC không?

Không nhất thiết phải như vậy. Nếu các thay đổi là - vị trí tính năng nhỏ, kích thước lỗ, chú thích bán kính - thì việc cắt nguyên mẫu đầu tiên ngay bây giờ và kết hợp các thay đổi trong lần chạy thứ hai thường nhanh hơn việc chờ thiết kế dừng lại. Chi phí thiết lập ở lần chạy thứ hai thấp hơn do việc lập trình CAM được thực hiện đáng kể. Việc chờ đợi là hợp lý nếu hình học cơ bản vẫn thay đổi liên tục vì một sự thay đổi lớn về hình dạng có nghĩa là phải lập trình lại từ đầu. Hãy cho chúng tôi biết thiết kế đang ở giai đoạn nào trong chu trình xem xét khi bạn hỏi - chúng tôi sẽ tư vấn về việc nên cắt bỏ ngay bây giờ hay giữ lại.

Hỏi: Chúng tôi cần nguyên mẫu phù hợp với nguyên liệu sản xuất và hoàn thiện chính xác - 6061-T6 được anod hóa theo cùng thông số kỹ thuật như quá trình sản xuất. Bạn có thể làm được điều đó không?

Có, và đó là quyết định đúng đắn nếu nguyên mẫu đang được kiểm tra hình thức/sự phù hợp/chức năng bao gồm độ bền bề mặt hoặc vấn đề mỹ phẩm để các bên liên quan xem xét. Chỉ định loại anodise (loại II trong suốt, anodise cứng loại III, màu sắc), độ dày và bất kỳ yêu cầu che phủ nào trên bản vẽ. Quá trình anodizing sẽ được chuyển đến đối tác hoàn thiện đã được phê duyệt của chúng tôi và thường mất thêm 2-3 ngày làm việc. Nếu nguyên mẫu chỉ nhằm mục đích xác thực kích thước nội bộ thì-được gia công sẽ giúp bạn tiết kiệm những ngày đó và chi phí hoàn thiện.

Hỏi: Số lượng tối thiểu bạn sẽ thực hiện trong công việc tạo nguyên mẫu CNC là bao nhiêu?

Một phần. Chúng tôi thường xuyên chạy các công việc nguyên mẫu đơn vị-đơn lẻ - các bộ phận thử nghiệm cấy ghép, các bộ phận cố định tùy chỉnh, một-thân van. Đơn giá trên một bộ phận cao hơn so với khi chạy 10 bộ phận vì thiết lập khấu hao trên ít bộ phận hơn nhưng không có ngưỡng số lượng đặt hàng tối thiểu. Nếu bạn cần một phần để xác nhận một khái niệm thì đó là một công việc hợp lệ.

Hỏi: Làm thế nàogia công nguyên mẫu cnc vs in 3dso sánh chi phí cho một vỏ nhôm nhỏ, ví dụ 80mm × 60mm × 30 mm?

Đối với một vỏ bọc đơn giản trong phạm vi kích thước đó, in 3D bằng nhựa (SLA hoặc SLS) thường sẽ rẻ hơn và nhanh hơn đối với nguyên mẫu kiểm tra hình thức/hình ảnh - dưới 100 USD và mất 1–2 ngày. CNC bằng nhôm cho cùng một vỏ bọc sẽ có giá từ 150–400 USD tùy thuộc vào độ phức tạp của tính năng, với thời gian thực hiện từ 3–5 ngày. Bộ phận CNC cung cấp cho bạn vật liệu{11}tương đương trong sản xuất, sự gắn kết ren thực sự và lớp hoàn thiện bề mặt mà bạn thực sự có thể anod hóa. Nếu nguyên mẫu đang được thử nghiệm chức năng hoặc cần thể hiện hiệu suất sản xuất thì sự khác biệt về chi phí là hợp lý. Nếu nó được đưa lên bàn để các bên liên quan xem xét thì in 3D là một lựa chọn phù hợp.