Bij productie op korte termijn is het moeilijk om een betere technologie te noemen dan CNC-bewerking.Het biedt een goed afgeronde mix van voordelen, waaronder een hoog doorvoerpotentieel, nauwkeurigheid en herhaalbaarheid, een brede keuze aan materialen en gebruiksgemak.Hoewel bijna elk gereedschapswerktuig numeriek kan worden bestuurd, verwijst machinale bewerking met numerieke computerbesturing doorgaans naar meerassig frezen en draaien.
Om meer te weten te komen over hoe CNC-bewerking wordt gebruikt voor aangepaste bewerking, productie in kleine volumes en prototyping, sprak engineering.com met Wayken Rapid Manufacturing, een in Shenzhen gevestigde productieservice voor aangepaste prototypes over de materialen, technologie, toepassingen en werking van CNC-bewerkingsmachines. .
Als het om materialen gaat: als het om plaat-, plaat- of staafmateriaal gaat, is de kans groot dat u het kunt bewerken.Van de honderden metaallegeringen en kunststofpolymeren die kunnen worden bewerkt, worden aluminium en technische kunststoffen het meest gebruikt voor de bewerking van prototypen.Kunststof onderdelen die zijn ontworpen om in massaproductie te worden gegoten, worden vaak machinaal bewerkt in de prototypefase om de hoge kosten en doorlooptijd van het maken van matrijzen te vermijden.
Toegang tot een breed scala aan materialen is vooral belangrijk bij het maken van prototypes.Omdat verschillende materialen verschillende kosten en verschillende mechanische en chemische eigenschappen hebben, kan het de voorkeur verdienen om een prototype uit een goedkoper materiaal te snijden dan wat gepland is voor het eindproduct, of een ander materiaal kan helpen de sterkte, stijfheid of het gewicht van het onderdeel te optimaliseren. in relatie tot het ontwerp ervan.In sommige gevallen kan een alternatief materiaal voor een prototype een specifiek afwerkingsproces mogelijk maken of duurzamer worden gemaakt dan een productieonderdeel om het testen te vergemakkelijken.
Het tegenovergestelde is ook mogelijk, waarbij goedkope basismaterialen technische harsen en hoogwaardige metaallegeringen vervangen wanneer het prototype wordt gebruikt voor eenvoudige functionele toepassingen zoals fit check of mockup-constructie.
Hoewel ontwikkeld voor de metaalbewerking, kunnen kunststoffen met de juiste kennis en apparatuur succesvol worden bewerkt.Zowel thermoplastische kunststoffen als thermoharders zijn bewerkbaar en zeer kosteneffectief in vergelijking met spuitgietmatrijzen in kleine oplages voor prototypeonderdelen.
Vergeleken met metalen zullen de meeste thermoplastische kunststoffen zoals PE, PP of PS smelten of verbranden als ze worden bewerkt met de voedingen en snelheden die gebruikelijk zijn bij metaalbewerking.Hogere freessnelheden en lagere voedingssnelheden zijn gebruikelijk, en snijgereedschapparameters zoals spaanhoek zijn van cruciaal belang.Het beheersen van de hitte in de snede is essentieel, maar in tegenstelling tot metalen wordt er doorgaans geen koelvloeistof in de snede gespoten om te koelen.Er kan perslucht worden gebruikt om spanen te verwijderen.
Thermoplastische materialen, vooral ongevulde grondstoffen, vervormen elastisch als er snijkracht op wordt uitgeoefend, waardoor het moeilijk wordt om een hoge nauwkeurigheid te bereiken en nauwe toleranties te handhaven, vooral voor fijne kenmerken en details.Autoverlichting en lenzen zijn bijzonder moeilijk.
Met meer dan 20 jaar ervaring met CNC-kunststofbewerking is Wayken gespecialiseerd in optische prototypes zoals autolenzen, lichtgeleiders en reflectoren.Bij het bewerken van heldere kunststoffen zoals polycarbonaat en acryl kan het bereiken van een hoge oppervlakteafwerking tijdens het bewerken bewerkingen zoals slijpen en polijsten verminderen of elimineren.Microfijne bewerking met behulp van single point diamantbewerking (SPDM) kan een nauwkeurigheid van minder dan 200 nm opleveren en de oppervlakteruwheid van minder dan 10 nm verbeteren.
Hoewel hardmetalen snijgereedschappen vaak worden gebruikt voor hardere materialen zoals staal, kan het moeilijk zijn om de juiste gereedschapsgeometrie te vinden voor het snijden van aluminium in hardmetalen gereedschappen.Om deze reden worden vaak snijgereedschappen van snelstaal (HSS) gebruikt.
CNC-aluminiumbewerking is een van de meest typische materiaalkeuzes.In vergelijking met kunststoffen wordt aluminium met hoge voedingen en snelheden gesneden en kan het droog of met koelvloeistof worden gesneden.Het is belangrijk om de kwaliteit van aluminium te noteren wanneer u het gaat zagen.6000-kwaliteiten zijn bijvoorbeeld heel gebruikelijk en bevatten magnesium en silicium.Deze legeringen bieden een superieure verwerkbaarheid in vergelijking met bijvoorbeeld de 7000-kwaliteiten, die zink als primair legeringsingrediënt bevatten, en hebben een hogere sterkte en taaiheid.
Het is ook belangrijk om de temperaanduiding van een aluminium uitgangsmateriaal te noteren.Deze aanduidingen geven bijvoorbeeld de thermische behandeling of vervormingsharding aan die het materiaal heeft ondergaan en die de prestaties tijdens de bewerking en bij het eindgebruik kunnen beïnvloeden.
Vijfassige CNC-bewerkingen zijn duurder en complexer dan drieassige machines, maar ze winnen aan populariteit in de maakindustrie vanwege verschillende technologische voordelen.Het snijden van een onderdeel met kenmerken aan beide zijden kan bijvoorbeeld veel sneller gaan met een 5-assige machine, omdat het onderdeel zo kan worden vastgezet dat de spil beide zijden in dezelfde handeling kan bereiken, terwijl bij een 3-assige machine , zou het onderdeel twee of meer opstellingen vereisen.5-assige machines kunnen ook complexe geometrieën en een fijne oppervlakteafwerking produceren voor precisiebewerking, omdat de hoek van het gereedschap kan worden aangepast aan de vorm van het onderdeel.
Naast freesmachines, draaibanken en draaicentra kunnen ook EDM-machines en ander gereedschap CNC-gestuurd worden.CNC-frees- en draaicentra zijn bijvoorbeeld gebruikelijk, evenals draad- en zinkvonken.Voor een productiedienstverlener kunnen flexibele werktuigmachineconfiguraties en bewerkingspraktijken de efficiëntie verhogen en de bewerkingskosten verlagen.Flexibiliteit is een van de belangrijkste voordelen van een 5-assig bewerkingscentrum, en in combinatie met de hoge aanschafprijs van de machines wordt een werkplaats sterk gestimuleerd om deze indien mogelijk 24/7 draaiende te houden.
Precisiebewerking verwijst naar bewerkingen die toleranties binnen ± 0,05 mm opleveren, wat breed toepasbaar is in de productie van onderdelen in de auto-, medische apparatuur en ruimtevaart.
De typische toepassing van microfijnbewerking is Single Point Diamond Machining (SPDM of SPDT).Het belangrijkste voordeel van diamantbewerking is dat voor op maat bewerkte onderdelen met strenge bewerkingseisen: vormnauwkeurigheid minder dan 200 nm en verbetering van de oppervlakteruwheid van minder dan 10 nm.Bij het vervaardigen van optische prototypes, zoals doorzichtig plastic of reflecterende metalen onderdelen, is de oppervlakteafwerking in mallen een belangrijke overweging.Diamantbewerking is een manier om tijdens de bewerking een uiterst nauwkeurig en hoogwaardig oppervlak te verkrijgen, vooral bij PMMA-, PC- en aluminiumlegeringen.Leveranciers die gespecialiseerd zijn in het bewerken van optische componenten uit kunststoffen zijn zeer gespecialiseerd, maar bieden een service die de kosten dramatisch kan verlagen in vergelijking met kleine oplages of prototypematrijzen.
Natuurlijk wordt CNC-bewerking op grote schaal gebruikt in alle productie-industrieën voor de productie van metalen en kunststof eindgebruiksonderdelen en gereedschappen.Bij massaproductie zijn andere processen, zoals vorm-, giet- of stempeltechnieken, echter vaak sneller en goedkoper dan machinale bewerking, nadat de initiële kosten van mallen en gereedschappen over een groot aantal onderdelen zijn afgeschreven.
CNC-bewerking is een voorkeursproces voor het produceren van prototypes in metalen en kunststoffen vanwege de snelle doorlooptijd in vergelijking met een proces zoals 3D-printen, gieten, gieten of fabricagetechnieken, waarvoor mallen, matrijzen en andere extra stappen nodig zijn.
Deze 'drukknop'-flexibiliteit om een digitaal CAD-bestand in een onderdeel om te zetten, wordt door voorstanders van 3D-printen vaak aangeprezen als een belangrijk voordeel van 3D-printen.In veel gevallen verdient CNC echter ook de voorkeur boven 3D-printen.
Het kan enkele uren duren om elk bouwvolume van 3D-geprinte onderdelen te voltooien, terwijl CNC-bewerking minuten duurt.
Bij 3D-printen worden onderdelen in lagen opgebouwd, wat kan resulteren in anisotrope sterkte van het onderdeel, vergeleken met een machinaal bewerkt onderdeel dat uit één stuk materiaal is gemaakt.
Een kleiner aantal materialen dat beschikbaar is voor 3D-printen kan de functionaliteit van een geprint prototype beperken, terwijl een machinaal bewerkt prototype van hetzelfde materiaal kan worden gemaakt als het uiteindelijke onderdeel.CNC-gefreesde prototypes kunnen worden gebruikt voor ontwerpmaterialen voor eindgebruik om te voldoen aan functionele verificatie en technische verificatie van prototypes.
3D-geprinte kenmerken zoals boringen, tapgaten, pasvlakken en oppervlakteafwerking vereisen nabewerking, meestal via machinale bewerking.
Hoewel 3D-printen voordelen biedt als productietechnologie, bieden de huidige CNC-bewerkingsmachines veel van dezelfde voordelen zonder bepaalde nadelen.
CNC-machines met een snelle doorlooptijd kunnen continu, 24 uur per dag, worden gebruikt.Dit maakt CNC-bewerking economisch voor kleine series productieonderdelen die een breed scala aan bewerkingen vereisen.
Voor meer informatie over CNC-bewerking voor prototypes en productie in kleine oplagen kunt u contact opnemen met Wayken of een offerte aanvragen via hun website.
Copyright © 2019 engineering.com, Inc. Alle rechten voorbehouden.Registratie op of gebruik van deze site betekent aanvaarding van ons privacybeleid.
Posttijd: 30 november 2019