CNC-bewerking van grote versus kleine onderdelen:veelvoorkomende uitdagingen overwinnen

CNC-bewerking is een traditioneel productieproces waarbij computergestuurde snijgereedschappen met hoge snelheid worden gebruikt om materiaal van een massief werkstuk te verwijderen en een afgewerkt onderdeel te onthullen. Aangezien dit proces grotendeels geautomatiseerd is, kunnen productteams over het algemeen "instellen en vergeten", erop vertrouwend dat ze elke keer nauwkeurige, nauwkeurige en herhaalbare onderdelen zullen ontvangen. Bovendien is CNC-bewerking over het algemeen een zeer kosteneffectieve productiemethode en compatibel met een breed scala aan materialen, waardoor productteams een hoge mate van creatieve flexibiliteit krijgen.

Gezien de flexibiliteit, het aanpassingsvermogen en de betaalbaarheid van CNC-bewerking, denken productteams misschien dat de mogelijkheden eindeloos zijn. Er zijn echter enkele belangrijke overwegingen waarmee u rekening moet houden, afhankelijk van de grootte van het onderdeel. Hier is alles wat u moet weten over de beste manieren om onderdelen te bewerken die erg groot of erg klein zijn:

Belangrijkste overwegingen voor CNC-bewerking

Ongeacht de grootte van het onderdeel, er zijn twee CNC-bewerkingsfactoren waarmee alle productteams rekening moeten houden:gereedschapsgeometrie en gereedschapstoegang. De meeste CNC-snijgereedschappen zoals boren en frezen zijn cilindrisch en hebben een beperkte snijlengte.

Geometrie van gereedschap

Tijdens het bewerkingsproces wordt de geometrie van het gereedschap overgedragen op het bewerkte onderdeel. Als zodanig zullen de binnenhoeken van elk CNC-gefreesd onderdeel radii hebben als gevolg van het cilindrische gereedschap, zelfs als het gereedschap zelf klein is.

Productteams moeten hier rekening mee houden en er alles aan doen om scherpe interne hoeken in hun ontwerpen te vermijden. Als scherpe interne hoeken onvermijdelijk zijn, zijn er een paar tijdelijke oplossingen, maar deze vereisen over het algemeen extra hulpmiddelen, processen en middelen.

Toegang tot gereedschap

Toegang tot gereedschap is vooral belangrijk in het CNC-bewerkingsproces. Het snijgereedschap nadert het werkstuk van bovenaf en elk deel van het werkstuk dat niet van bovenaf door het snijgereedschap kan worden bereikt, kan niet worden bewerkt. Undercuts zijn de opmerkelijke uitzondering op deze regel, maar ze zijn misschien niet de beste keuze voor elke use-case. Productteams moeten alle functies in hun hoofdpatroon afstemmen op een van de zes hoofdrichtingen, of een 5-assige CNC-machine gebruiken om meer geavanceerde mogelijkheden voor het vasthouden van werkstukken te ontgrendelen.

Enkele andere best practices voor CNC-ontwerp voor alle doeleinden voor veelvoorkomende pijnpunten zijn:

• Belangrijke functies aan dezelfde kant van het onderdeel plaatsen om setups te verminderen
• Waar mogelijk diepe functies vermijden
• Waar mogelijk zachtere materialen gebruiken, omdat hardere materialen langer nodig hebben om te bewerken
• Het onderdeel zo eenvoudig mogelijk ontwerpen

Deze best practices voor CNC-ontwerp zijn de sleutel tot ontwerpen voor maakbaarheid (DFM) en het maken van schone, functionele onderdelen. Ontwerpen die zijn geoptimaliseerd voor maakbaarheid zijn ook sneller, gemakkelijker en goedkoper te vervaardigen. Zodra productteams DFM onder de knie hebben, kunnen ze hun aandacht verleggen naar speciale overwegingen voor het bewerken van grote onderdelen en het bewerken van kleine onderdelen.

Belangrijkste tijdelijke oplossingen voor CNC-bewerking van grote delen

De twee meest voorkomende uitdagingen bij het bewerken van grote onderdelen zijn:

• Delen die gewoon te zwaar zijn :De meeste CNC-machines hebben een gewichtslimiet die niet kan worden overschreden.
• Onderdelen die te groot zijn om binnen de reisafmetingen van de CNC-machine te passen :Grote onderdelen vereisen grotere werkzones en een groter bereik zodat het gereedschap alle afmetingen kan bereiken.

Gelukkig zijn er talloze oplossingen beschikbaar die deze pijnpunten kunnen helpen verlichten.

De meest kosteneffectieve manier om een ​​groot, zwaar onderdeel te vervaardigen, is door tijdens de ontwerpfase te anticiperen op gewichtsproblemen en het onderdeel op te splitsen in subassemblages die de gewichtslimiet van de machine niet overschrijden. Dit voegt echter tijd toe aan het fabricageproces en bepaalde subassemblages kunnen nog steeds te zwaar zijn voor werknemers om veilig te vervoeren. Indien nodig moeten productteams zwaardere onderdelen ondersteunen door steunpoten te gebruiken om de belasting gelijkmatig te verdelen en de belasting van de machine te verlichten.

Als het gaat om het daadwerkelijk bewerken van het onderdeel, kunnen operators op verschillende manieren rekening houden met de verplaatsingsafmetingen van een CNC-machine, waaronder:

• Het onderdeel zodanig kantelen dat de kenmerken ervan overeenkomen met het reispad van de machine en het beter past binnen de beschikbare ruimte
• Een verschuifbare armatuur gebruiken om gaten in lange rechthoekige delen te boren
• Een verschuifbare 4e-asbevestiging gebruiken om gaten in grote buizen te boren
• Grote ronde onderdelen draaien zodat elke functie binnen het werkbereik past
• Het onderdeel schuiven en draaien om zowel de X- als de Y-as te verlengen

Ontwerpoverwegingen en hoe kleine onderdelen effectief te bewerken

Hoewel kleine CNC-gefreesde onderdelen lichter en efficiënter te produceren zijn, heeft het bewerken van kleine onderdelen op maat een groot aantal uitdagingen. Kleine onderdelen zijn technisch moeilijk te maken; en verder maakt het bewerken van zeer kleine onderdelen het vaak moeilijk om een ​​product van hoge kwaliteit te garanderen. Productteams kunnen alleen een nauwkeurige inspectie uitvoeren als ze kunnen zien wat ze maken, en functies kleiner dan 0,005 '' zijn moeilijk te zien met het blote oog. Om deze uitdagingen nog groter te maken, vereist het bewerken van kleine onderdelen ook gespecialiseerde apparatuur.

Gelukkig hoeven productteams over het algemeen maar een paar kleine aanpassingen door te voeren om deze uitdagingen het hoofd te bieden. Zolang het ontwerp is geoptimaliseerd voor maakbaarheid, moet het onderdeel geschikt zijn voor CNC-bewerking. En om ervoor te zorgen dat inspecties van kleine CNC-gefreesde onderdelen nauwkeurig zijn, kunnen teams een 3D-microscoop bij de hand houden om in te zoomen op functies en oppervlakteafwerkingen.

Als het gaat om het produceren van kleine CNC-gefreesde onderdelen, mogen fabrikanten alleen apparatuur met een hoog toerental gebruiken, wat het mogelijk maakt om kleinere boren te gebruiken en effectief in de hoeken en gaten van het onderdeel te komen.

Bouw beter en bouw slimmer met Fast Radius – uw on-demand productiepartner

Het is mogelijk om hoogwaardige onderdelen van vele materialen, maten en vormen te maken met behulp van CNC-bewerking, maar productontwikkelingsteams en machinisten moeten nog steeds rekening houden met de onderdeelgrootte. Grote onderdelen kunnen zwaar en onpraktisch zijn om te bewerken, en het is moeilijk voor technici om de kwaliteit van zeer kleine functies op al kleine onderdelen te controleren.

Zowel de ontwerp- als de productiefase kunnen worden aangepast om de nauwkeurige en precieze productie van zeer kleine of zeer grote onderdelen te garanderen. Door vanaf het begin te ontwerpen voor bewerkbaarheid en de bovengenoemde tijdelijke oplossingen tijdens de productie toe te passen, kunt u iets ongelooflijks creëren, ongeacht de grootte.

Voor het bewerken van grote onderdelen of het bewerken van kleine onderdelen kunt u profiteren van de expertise van een ervaren productiepartner. Bij Fast Radius geven we onze jarenlange ontwerpexpertise graag door aan onze klanten, zodat ze sneller kunnen innoveren en onderdelen van hoge kwaliteit kunnen bouwen dan ze ooit voor mogelijk hadden gehouden. Neem vandaag nog contact met ons op voor een offerte — laten we beginnen.

Klaar om wat dieper te graven? Bekijk het Fast Radius-leercentrum voor meer diepgaande artikelen over CNC-bewerking en onze volledige reeks on-demand productiemogelijkheden.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?