У короткосерійному виробництві важко назвати кращу технологію, ніж обробка з ЧПУ.Він пропонує всебічне поєднання переваг, включаючи високий потенціал пропускної здатності, точність і повторюваність, широкий вибір матеріалів і простоту використання.Хоча майже будь-який верстат може мати числове керування, обробка з числовим керуванням на комп’ютері зазвичай відноситься до багатоосьового фрезерування та токарної обробки.
Щоб дізнатися більше про те, як обробка з ЧПК використовується для обробки на замовлення, малосерійного виробництва та створення прототипів, engineering.com поспілкувався з Wayken Rapid Manufacturing, службою виготовлення нестандартних прототипів у Шеньчжені про матеріали, технології, застосування та роботу верстатів з ЧПК. .
Що стосується матеріалів, то, швидше за все, ви можете його обробити, якщо він поставляється у вигляді листів, пластин або прутів.Серед сотень металевих сплавів і пластикових полімерів, які можна обробляти, алюміній і конструкційні пластики найчастіше використовуються для обробки прототипів.Пластикові деталі, призначені для формування в масовому виробництві, часто обробляються на етапі прототипу, щоб уникнути високої вартості та часу виготовлення прес-форм.
Доступ до широкого спектру матеріалів особливо важливий при створенні прототипів.Оскільки різні матеріали мають різну вартість і різні механічні та хімічні властивості, можливо, буде краще вирізати прототип із дешевшого матеріалу, ніж той, який планується для кінцевого продукту, або інший матеріал може допомогти оптимізувати міцність, жорсткість або вагу деталі. по відношенню до його дизайну.У деяких випадках альтернативний матеріал для прототипу може дозволити певний процес обробки або зробити його більш міцним, ніж виробнича частина, щоб полегшити тестування.
Можливо й протилежне, коли прототип використовується для простих функціональних цілей, таких як перевірка придатності або конструкція макета, на заміну конструкційних смол і високоефективних металевих сплавів недорогими товарними матеріалами.
Незважаючи на те, що пластик розроблено для металообробки, його можна успішно обробляти за наявності відповідних знань та обладнання.Як термопласти, так і термореактивні пластмаси піддаються механічній обробці та є дуже економічно ефективними порівняно з короткотиражними прес-формами для прототипів деталей.
Порівняно з металами, більшість термопластів, таких як PE, PP або PS, плавляться або горять, якщо їх обробляти з подачею та швидкістю, звичайними для металообробки.Вищі швидкості ріжучого інструменту та менші швидкості подачі є звичайними, а параметри ріжучого інструменту, такі як передній кут, є критичними.Контроль тепла в розрізі є важливим, але, на відміну від металів, охолоджувач зазвичай не розпилюється в розріз для охолодження.Для очищення стружки можна використовувати стиснене повітря.
Термопласти, особливо товарні сорти без наповнювача, пружно деформуються під час застосування сили різання, що ускладнює досягнення високої точності та дотримання малих допусків, особливо для дрібних деталей і деталей.Автомобільні освітлювальні прилади та лінзи особливо складні.
Маючи більш ніж 20-річний досвід обробки пластику з ЧПУ, Wayken спеціалізується на оптичних прототипах, таких як автомобільні лінзи, світловоди та відбивачі.Під час механічної обробки прозорих пластмас, таких як полікарбонат і акрил, досягнення високої якості поверхні під час механічної обробки може зменшити або виключити такі операції обробки, як шліфування та полірування.Мікро-тонка обробка з використанням одноточкової алмазної обробки (SPDM) може забезпечити точність менше 200 нм і покращити шорсткість поверхні менше 10 нм.
Хоча твердосплавні ріжучі інструменти зазвичай використовуються для більш твердих матеріалів, таких як сталь, може бути важко знайти правильну геометрію інструменту для різання алюмінію в твердосплавних інструментах.З цієї причини часто використовуються ріжучі інструменти зі швидкорізальної сталі (HSS).
Обробка алюмінію з ЧПУ є одним із найбільш типових матеріалів.Порівняно з пластиком, алюміній ріжеться з високою подачею та швидкістю, і його можна різати сухим способом або з охолоджуючою рідиною.Важливо звернути увагу на марку алюмінію під час його різання.Наприклад, дуже поширені сорти 6000, які містять магній і кремній.Ці сплави забезпечують чудову оброблюваність порівняно з марками 7000, наприклад, які містять цинк як основний легуючий інгредієнт, і мають вищу міцність і в’язкість.
Важливо також звернути увагу на позначення відпуску алюмінієвого матеріалу.Ці позначення вказують на термічну обробку або деформаційне зміцнення, яке, наприклад, зазнав матеріал і може вплинути на продуктивність під час механічної обробки та кінцевого використання.
П’ятиосьова обробка з ЧПУ є дорожчою, ніж триосьові верстати, але вони набувають все більшої популярності у обробній промисловості завдяки кільком технологічним перевагам.Наприклад, різання деталі з обома сторонами може бути набагато швидшим за допомогою 5-осьового верстата, оскільки деталь можна закріпити таким чином, що шпиндель може досягати обох сторін під час однієї операції, тоді як за допомогою 3-осьового верстата , частина вимагатиме двох або більше налаштувань.5-осьові верстати також можуть створювати складні геометрії та тонку обробку поверхні для точної обробки, оскільки кут інструменту може відповідати формі деталі.
Крім фрез, токарних верстатів і токарних центрів, EDM верстати та інші інструменти можуть керуватися ЧПК.Наприклад, поширені фрезерно-токарні центри з ЧПК, а також дротяна та електроерозійна електророзія.Для постачальника виробничих послуг гнучка конфігурація верстатів і методи обробки можуть підвищити ефективність і знизити витрати на обробку.Гнучкість є однією з головних переваг 5-осьового обробного центру, і в поєднанні з високою закупівельною ціною верстатів цех має високі стимули підтримувати його роботу 24/7, якщо це можливо.
Прецизійна обробка стосується операцій обробки, які забезпечують допуски в межах ±0,05 мм, що широко застосовується у виробництві автомобільних, медичних приладів та аерокосмічних деталей.
Типовим застосуванням мікротонкої обробки є одноточкова алмазна обробка (SPDM або SPDT).Основна перевага алмазної обробки полягає в виготовленні на замовлення деталей із суворими вимогами до обробки: точність форми менше 200 нм, а також покращення шорсткості поверхні менше 10 нм.Під час виготовлення оптичних прототипів, таких як прозорий пластик або світловідбиваючі металеві деталі, обробка поверхні форм є важливим фактором.Алмазна обробка є одним із способів отримання високоточної поверхні з високою обробкою під час обробки, особливо для сплавів ПММА, ПК та алюмінію.Постачальники, які спеціалізуються на механічній обробці оптичних компонентів із пластмас, є вузькоспеціалізованими, але пропонують послуги, які можуть значно знизити витрати порівняно з короткочасними або прототипними формами.
Звичайно, обробка з ЧПК широко використовується у всіх галузях промисловості для виробництва металевих і пластикових деталей кінцевого використання та інструментів.Однак у масовому виробництві інші процеси, такі як формування, лиття або штампування, часто є швидшими та дешевшими, ніж механічна обробка, після того, як початкові витрати на форми та інструменти амортизуються для великої кількості деталей.
Механічна обробка з ЧПК є кращим процесом для виготовлення прототипів із металу та пластику через швидкий час виконання порівняно з такими процесами, як 3D-друк, лиття, формування чи технології виготовлення, які потребують форм, штампів та інших додаткових етапів.
Цю «кнопкову» спритність перетворення цифрового файлу CAD на деталь часто рекламують прихильники 3D-друку як ключову перевагу 3D-друку.Однак у багатьох випадках ЧПК є кращим, ніж 3D-друк.
Для створення кожного обсягу 3D-друкованих деталей може знадобитися кілька годин, тоді як обробка з ЧПУ займає хвилини.
3D-друк виготовляє деталі шарами, що може призвести до анізотропної міцності деталі порівняно з обробленою деталлю, виготовленою з одного шматка матеріалу.
Більш вузький діапазон матеріалів, доступних для 3D-друку, може обмежити функціональність надрукованого прототипу, тоді як оброблений прототип може бути виготовлений з того самого матеріалу, що й остаточна частина.Прототипи, оброблені на верстаті з ЧПК, можна використовувати для кінцевих конструкторських матеріалів для виконання функціональної та інженерної перевірки прототипів.
3D-друковані елементи, такі як отвори, різьбові отвори, сполучаються поверхні та обробка поверхні, потребують подальшої обробки, як правило, за допомогою механічної обробки.
Хоча 3D-друк дійсно надає переваги як виробнича технологія, сучасні верстати з ЧПК надають багато тих самих переваг без певних недоліків.
Швидкі верстати з ЧПК можна використовувати безперервно, 24 години на добу.Це робить обробку з ЧПК економічною для невеликих партій виробничих деталей, які потребують широкого спектру операцій.
Щоб дізнатися більше про обробку з ЧПК для прототипів і короткосерійного виробництва, будь ласка, зв’яжіться з компанією Wayken або надішліть запит на пропозицію на її веб-сайті.
Copyright © 2019 engineering.com, Inc. Усі права захищено.Реєстрація або використання цього сайту означає згоду з нашою Політикою конфіденційності.
Час публікації: 30 листопада 2019 р