为什么CNC加工仍然是高精度快速原型服务的骨干

在高速产品开发环境中，快速推广服务被认为是汽车，航空和医疗设备行业的基础。虽然名称可能只是速度，但快速原型制作的主要对象不仅是这样，而且是一个整体过程，可以保证设计已准备好从概念转移到生产。这需要功能验证，结构测试和加工可行性评估 - 确定原型是否可以承受现实世界条件并满足制造要求的关键支柱。

功能验证是原型执行预期任务的时候；它可能是发动机的一部分，例如齿轮，也可能是汽车的仪表板一部分。结构测试决定了零件对应力，振动和环境影响的耐受性。同时，加工可行性评估可确保该设计是否可以大量生产而不会造成质量阻碍或成本飙升。

这些需求挑战了原型制作的关键问题，即结合速度，精度和可靠性。尽管3D打印和增材制造等新兴技术继续引起关注，但CNC加工服务仍然是高精度快速原型制作的基石。

3D打印的局限性和CNC原型的兴起

添加剂制造的兴起，尤其是3D打印，无可否认地改变了快速的原型制作服务。它承诺设计自由度，短期的周转时间以及在复杂几何形状的情况下浪费材料的浪费较少。但是，在需要高精度，耐用性和表面质量的情况下，上述优点3D打印受到限制。

首先，材料强度仍然是大多数3D打印技术的关键缺陷。许多添加剂制造工艺使用聚合物基材料或金属粉末。这些材料或金属粉末不会产生与CNC加工服务中使用的钢坯金属或工程级塑料相同的机械性能。经过传统的3D打印材料制成的结构压力或功能负荷测试的成员通常会失败。

其次，3D打印可实现的维度准确性和公差往往降低了CNC加工的水平。基于层的结构引入各向异性，并可能导致扭曲，收缩和/或不规则性 - 所有这些都损害了紧密的公差。表面饰面仍然是一个挑战。印刷零件通常需要一些后处理才能使其平滑，这会花费时间和复杂性。

但是，CNC机加工原型可以由固体金属或工程级塑料块制成，具有相似的机械性能，更高的耐用性以及尺寸的一致性。此类属性对于将用于功能测试，精确组件或调节验证的原型很重要。

快速原型服务中的CNC加工

尽管快速原型服务提供了一系列技术，但在某些工程设置下，CNC加工服务也可能是首选的技术选择。有三个维度可以帮助确定其必要性：材料需求，维度精度和结构复杂性。

材料要求

当必须由铝，钛或不锈钢等生产级金属制成原型组件，或者由诸如PEEK或DELRIN等高性能塑料制成，则CNC加工通常是唯一的实际方法。与具有物质多样性和材料真实性限制的3D打印不同，CNC加工服务允许使用与最终生产组件相同的材料进行原型制定。这种材料保真度对于通过真实的机械/热/化学测试将原型零件放置的情况至关重要。

维度的准确性

在航空航天，医疗设备和汽车工程等行业中，公差可能像±0.01 mm一样紧。 CNC加工服务可以不断再现这种公差，对于认证拟合，对齐和组装至关重要。此外，3D打印不含层移动或翘曲的典型问题，因此即使在薄壁或复杂的零件的情况下，几何完整性也可以保证。

结构复杂性

尽管3D打印适用于一系列有机形状和内部空腔，但是当需要外部复杂的几何形状，钻孔的精度开口和平坦的交配表面时，CNC加工服务更好。与现有零件（例如机械外壳，发动机零件和固定装置）连接的未加工原型，需要CNC加工的刚度和重复性进行组装测试。

简化原型生产过渡

CNC原型制作可帮助工程师通过非常精确的物理模型尽快识别设计缺陷。在进行昂贵的工具投资之前，加工到生产级公差的零件将暴露任何不对对准，干扰问题或制造性问题。这种现实世界的反馈加快了设计迭代，并减少了后期设计修改的可能性。

此外，由于可以将相同的CNC设备和流程应用于原型的材料和低容量的生产运行，因此切换到初始生产批次会变得毫无疑问。客户的收益包括同等的原型和最终产品零件质量，从而减少了验证延迟。

例如，在汽车应用中，CNC加工服务使制造商能够原型制造一个工作的金属支架或受耐用性测试的发动机部分。一旦得到验证，可以在有限的运行中将相同的加工路径缩放以进行生产，而大规模生产工具进行了在线。这种连续性最大化了市场的时间和生产可靠性。

结论

尽管新制造技术的兴起，但CNC加工仍在快速原型制作中发挥不可替代的作用，尤其是在精确，可重复性和材料多功能性至关重要的情况下。它以速度和准确性弥合概念和生产之间的差距的能力，可确保工程师和产品开发人员可以将可靠的原型带入生活。随着对质量和效率的需求的增长，CNC加工不仅相关，而且对于当今竞争格局中的高精度原型制作至关重要。