Почему обработка с ЧПУ по-прежнему является основой услуг быстрого быстрого прототипирования

В высокоскоростной среде разработки продукта услуги быстрогопрототипирования считаются основой для автомобильной, аэрокосмической и медицинской промышленности. Хотя имя может подразумевать только скорость, основным объектом быстрого прототипирования является не только это, но и целостный процесс, который гарантирует, что дизайн готов к переходу от концепции к производству. Это влечет за собой функциональную проверку, структурные тесты и обработку технико-экономической оценки-три критические столбы, которые определяют, может ли прототип противостоять реальным условиям и соответствовать требованиям производства.

Функциональная проверка - это когда прототип выполняет свою предполагаемую задачу; Это может быть часть двигателя, скажем, снаряжение, или это может быть приборная панель автомобиля. Структурное тестирование определяет толерантность деталей к стрессам, вибрациям и воздействию окружающей среды. В то же время, обработка технико-экономическая оценка гарантирует, может ли дизайн быть продуцируется без качества, не затрагивающей стоимость.

Эти потребности бросают вызов ключевой проблеме прототипирования, то есть сочетание скорости, точности и надежности. В то время как новые технологии, такие как 3D-печать и аддитивное производство, продолжают привлекать внимание, службы обработки ЧПУ остаются краеугольным камнем быстрого быстрого прототипирования.

Ограничения 3D -печати и рост прототипирования ЧПУ

Рост аддитивного производства, особенно 3D -печать, бесспорно трансформировал быстрое прототипирование. Он обещает свободу дизайна, короткое время поворота и меньше отходов материала в случае сложной геометрии. Тем не менее, вышеупомянутые достоинства 3D -печать подвержены ограничениям в ситуациях, которые требуют высокой точностью, долговечности и качеством поверхности.

Во -первых, прочность материала по -прежнему является ключевым дефицитом большинства технологий 3D -печати. Во многих процессах производства аддитивного производства используются материалы на основе полимеров или металлические порошки. Эти материалы или металлические порошки не производят те же механические свойства, достигнутые с помощью металлов заготовки или пластиков инженерного класса, используемых в службах обработки ЧПУ. Участники, которые тестируются на структурное напряжение или функциональную нагрузку, часто терпят неудачу, когда они производятся с использованием традиционного материала 3D -печати.

Во -вторых, точность размеров и допуски, достижимые 3D -печатью, имеют тенденцию не допускать то, что у обработки ЧПУ. Строительство на основе слоя вводит анизотропию и может вызвать деформацию, усадку и/или нерегулярность-все это нарушает плотные допуски. Поверхностная отделка остается проблемой; Печатные детали часто нуждаются в некоторой постобработке, чтобы сделать их плавными, что стоит времени и сложности.

Но прототипы, обработанные с ЧПУ, могут быть изготовлены из пластиковых блоков с твердым металлом или инженерным классом и обладают сходными механическими свойствами, более высокой долговечностью, а также размерной консистенцией. Такие атрибуты важны для прототипов, которые будут использоваться для функционального тестирования, точных сборок или регулирующей валидации.

Обработка ЧПУ в услугах быстрого прототипирования

Несмотря на то, что услуги быстрого прототипирования предоставляют ряд технологий, услуги обработки ЧПУ могут быть предпочтительным выбором технологий в определенных инженерных условиях. Существует три измерения, которые помогут определить ее необходимость: потребности в материальных размерных, точности и структурная сложность.

Требования материала

Когда компоненты прототипа должны быть сделаны из металлов производственного класса, таких как алюминий, титан или нержавеющая сталь, или из высокопроизводительных пластиков, таких как Peek или Delrin, то обработка ЧПУ часто является единственным практическим подходом. В отличие от 3D -печати, которая имеет как разнообразие материала, так и ограничения подлинности материала, службы обработки с ЧПУ позволяют создавать прототипирование с использованием материала, идентичного конечным производственным компонентам. Эта точность материала имеет важное значение для ситуаций, когда прототипные детали проводятся через реальные механические/тепловые/химические испытания.

Точность размеров

Допуски могут быть столь же напряженными, чем ± 0,01 мм в таких отраслях, как аэрокосмическая, медицинские устройства и автомобильная инженерия, среди многих других. Услуги обработки ЧПУ могут постоянно воспроизводить такие допуски, и это важно для сертификации подгонки, выравнивания и сборки. Кроме того, 3D-печать свободна от типичных проблем переключения или деформации слоя, и, следовательно, геометрическая целостность гарантирована даже в случае тонкостенных или сложных частей.

Структурная сложность

Несмотря на то, что 3D -печать подходит для ряда органических форм и внутренних полостей, услуги обработки ЧПУ лучше, когда требуются внешняя геометрия, просверленные точные отверстия и поверхности плоского спаривания. Неснациональные прототипы, которые взаимодействуют с существующими частями, такими как механические корпусы, детали двигателя и приспособления, нуждаются в жесткости и повторяемости обработки ЧПУ для тестирования сборки.

Оптимизация перехода к прототипированию к производству

Прототипирование ЧПУ помогает инженерам идентифицировать недостатки дизайна вскоре с помощью очень точных физических моделей. До того, как внести дорогостоящие инвестиции в инструмент, запчасти, обработанные до допусков производственного уровня, будут выявлять любые смещения, проблемы с помехами или проблемы с производством. Такая реальная обратная связь ускоряет итерации дизайна и уменьшает возможность модификации дизайна поздней стадии.

Кроме того, поскольку одно и то же оборудование и процессы с ЧПУ может быть применено к созданию прототипов и для производственных прогонов с низким объемом, переход на начальные производственные партии становится беспрепятственным. Прибыль клиентов состоит из равных прототипов и конечного качества продукта, что снижает задержки проверки.

Например, в автомобильных приложениях службы обработки с ЧПУ позволяют производителям прототипить работающий металлический кронштейн или часть двигателя, подвергнутую тестам долговечности. После проверки те же пути обработки могут быть масштабированы для производства для ограниченных прогонов, в то время как инструменты для массового производства появились в Интернете. Такая непрерывность максимизирует время на рынок и надежность производства.

Заключение

Несмотря на рост новых технологий изготовления, обработка ЧПУ продолжает играть незаменимую роль в быстрого прототипирования, особенно когда точность, повторяемость и универсальность материала имеют первостепенное значение. Его способность преодолеть разрыв между концепцией и производством с скоростью и точностью гарантирует, что инженеры и разработчики продуктов могут оживить надежные прототипы. По мере роста растущих требований к качеству и эффективности, обработка ЧПУ остается не только актуальной, но и необходимой для высокого уровня прототипирования в сегодняшнем конкурентном ландшафте.