Что такое прототипирование с ЧПУ?
Прототипирование — это производственный процесс, используемый для создания образца или прототипа продукта. Обычно используются такие инструменты, как программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) и станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для точной резки и обработки материалов для создания моделей, напоминающих конечный продукт. Эти прототипы могут быть использованы для тестирования конструкции и производительности продукта, а также для внесения необходимых изменений и улучшений. Прототипирование широко используется в таких отраслях, как аддитивное производство, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование и потребительские товары.
Обрабатывающее производство с ЧПУ — это производственный процесс, в котором используется автоматизированное оборудование или системы с компьютерным управлением для обработки и обработки материалов для создания деталей или продуктов. Прототипирование с ЧПУ — это отрасль обрабатывающего производства с ЧПУ, которая включает в себя ввод файлов CAD в станки с ЧПУ для изготовления прототипов.
В частности, основной целью производства станков с ЧПУ является массовое производство высокоточных, повторяющихся деталей или изделий, которые обычно используются в промышленном производстве. Прототипирование с ЧПУ, с другой стороны, ориентировано на более мелкие персонализированные потребности, такие как быстрое производство одного или небольшого количества образцов прототипов для функционального тестирования или обратной связи с пользователями, и обычно используется в области проектирования и разработки, исследований и экспериментов.
Процесс прототипирования с ЧПУ
Проектирование прототипа (CAD-моделирование)
Преобразование инструкций САПР в ЧПУ (программирование CAM)
Выбор материалов: металлы, пластмассы, композиты, дерево и пенопласт
Настройка станка с ЧПУ: загрузите материал, установите инструменты, откалибруйте станок.
Станок с ЧПУ следует инструкциям (G-код) из программного обеспечения CAM для изготовления прототипа.
Постобработка и отделка
Тестирование и оценка
Итерация и уточнение
Окончательная поставка или дальнейшее производство
Преимущества прототипирования с ЧПУ
Скорость: Прототипирование с ЧПУ быстрее, чем традиционные методы, такие как ручная обработка, литье или формование, особенно когда речь идет об итерации конструкций.
Точность: станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность, гарантируя, что прототипы соответствуют жестким допускам и спецификациям.
Гибкость: ЧПУ позволяет быстро вносить коррективы в конструкцию без необходимости серьезной переналадки или повторного формования.
Разнообразие материалов: станки с ЧПУ могут работать с широким спектром материалов, предоставляя возможности, которые не могут предложить другие методы прототипирования.
Автоматизация: Процесс в значительной степени автоматизирован, что сводит к минимуму человеческие ошибки и сокращает требуемый труд.
Проблемы прототипирования с ЧПУ
1. Более высокие первоначальные инвестиционные затраты
Стоимость оборудования: станки с ЧПУ, особенно высококлассные многоосевые станки, часто стоят дорого. В дополнение к стоимости самого станка, требуется специализированное программное обеспечение CAD/CAM, инструменты и приспособления, которые способствуют высоким первоначальным инвестициям.
Расходы на техническое обслуживание и эксплуатацию: станки с ЧПУ требуют регулярного обслуживания и калибровки, а техническое обслуживание и расходные материалы (например, режущие инструменты) также могут увеличить долгосрочные эксплуатационные расходы.
2. Ограниченный выбор материалов
Ограниченный выбор материалов: В то время как станки с ЧПУ способны обрабатывать широкий спектр материалов, таких как алюминий, сталь и пластмассы, некоторые специальные материалы (такие как высокопрочные сплавы, керамика или композиты) могут быть сложными для обработки из-за их твердости, хрупкости или других свойств. Требуются специальные инструменты или корректировка условий обработки, что усложняет процесс.
Отходы материала: Обработка с ЧПУ - это субтрактивный производственный процесс, при котором конечная деталь вырезается из большого блока материала. Для сложных или больших прототипов может быть больше отходов материала, особенно для обработки прецизионных деталей, где удаляется больше отходов.
3. Временные ограничения
Время цикла: Прототипирование с ЧПУ может занять много времени, особенно для сложных деталей. Несмотря на то, что станки с ЧПУ могут работать на высоких скоростях, время цикла обработки по-прежнему зависит от таких факторов, как сложность детали, тип материала и настройка станка, и может занимать часы или даже дни.
4. Требования к специализации техника
Высокие эксплуатационные навыки: Для создания прототипов с ЧПУ требуются специализированные операторы и программисты, особенно при работе со сложной геометрией или многоосевой обработкой. Для некоторых неквалифицированных техников это может привести к ошибкам или неэффективности в процессе обработки.
Затраты на обучение: Для сложного оборудования и программного обеспечения компаниям может потребоваться обучение технических специалистов, что увеличивает дополнительное время и затраты.
Прототипирование vs. 3D печать с ЧПУ
ЧПУ и 3D-печать являются двумя ведущими производственными технологиями для быстрого прототипирования и мелкосерийного производства, но для этого используются совершенно разные методы производства. В ЧПУ используется вычитание, исключающее ненужные детали из куска материала, в то время как 3D-печать использует сложение, создавая продукт слой за слоем на чистом куске материала.
Большинство материалов, которые можно использовать для ЧПУ, можно использовать для 3D-печати. Это относится ко многим пластмассам и сплавам, которые нелегко обработать. Тем не менее, 3D-принтеры, которые могут обрабатывать металлы, стоят очень дорого. Прототипирование с ЧПУ лучше подходит для большинства металлических материалов, чем 3D-печать, и является более точным.
Стоимость входа в 3D-печать ниже и быстрее, чем у других технологий. Для работы с ЧПУ требуются обученные специалисты для предварительного программирования параметров процесса и траекторий движения инструмента. Это добавляет дополнительное время и деньги к стоимости изготовления готового изделия. Вот почему, хотя производство происходит относительно быстро, в некоторых случаях 3D-печать предпочтительнее.
В Yumei hardware мы стремимся помочь нашим клиентам воплотить идеи продуктов в жизнь с помощью наиболее подходящей технологии прототипирования, обеспечивая как качество, так и эффективность в процессе разработки. Независимо от того, нужен ли вам высокоточный прототип с ЧПУ или быстрая 3D-печатная модель, у нас есть опыт и технологии, чтобы удовлетворить ваши потребности и превзойти ожидания.
