Waarom Rapid Machining Efficiëntie Drijft in Moderne Productie

Bedrijven die plastic of metalen onderdelen ontwerpen en produceren, zullen op een gegeven moment tijdens productontwikkeling vaak rapid machining diensten nodig hebben.

Dit artikel kijkt naar de in- en outs van het productieproces en waarom het zo belangrijk is.

Wat is rapid machining?

Rapid machining is de bewerking van onderdelen en prototypes met een expliciete focus op het verminderen van de tijd die nodig is om de onderdelen te maken. Het betreft meestal CNC-bewerking (inclusief frezen, draaien, etc.) maar kan ook handmatige bewerking voor eenvoudige onderdelen omvatten.

Bewerking kan op verschillende manieren versneld worden. Afhankelijk van de eisen van de klant, kan rapid machining verhoogd gebruik van hoge-koppel machines en ruwfreestechnieken omvatten om materiaalverwijdering te versnellen. Het kan ook het gebruik van makkelijk te bewerken materialen als aluminiumlegeringen omvatten boven materialen die meer tijd vereisen om te bewerken.

Hoewel niet wederzijds uitsluitend, kan rapid machining gezien worden als een tegenhanger van precisiebewerking, die nauwkeurigheid en detail prioriteert boven snelheid.

Voor- en nadelen

Rapid machining is een essentieel hulpmiddel voor prototyping, productontwikkeling, laag-volume productie en maatwerkonderdelen. Echter, het is niet geschikt voor alle productiejobs.

Dit zijn enkele van de voordelen en nadelen van rapid machining:

Voordelen

• De snelste manier om onderdelen te produceren met CNC-bewerkingsapparatuur
• Itereert prototypes snel om productontwikkeling te versnellen
• Makkelijk om meerdere versies van een onderdeel te fabriceren voor mechanische tests etc.
• Snellere time-to-market
• Maakt sterkere onderdelen vergeleken met andere hoge-snelheidsprocessen zoals 3D-printen
• Geen minimum bestelhoeveelheid
• Geen tooling of opstartkosten
• Compatibel met een reeks metalen en kunststoffen
• Bereik aan oppervlakte-afwerkingsopties
• Schaalbaar omdat CNC-bewerking geschikt is voor productie op een later tijdstip

Nadelen

• Lagere kwaliteit dan precisiebewerking
• Minder geometrische vrijheid dan 3D-printen
• Langzamer dan gietprocessen voor hoge-volume orders (100+)

Hoe rapid machining productontwikkeling versnelt en time-to-market reduceert?

Decennialang is rapid machining een go-to proces geweest voor productontwerpers die hun product van één ontwikkelingsfase naar de volgende willen bewegen.

Rapid gefreeste prototypes kunnen gebruikt worden voor testen en evaluatie, en het is makkelijk om meerdere iteraties van een ontwerp te fabriceren voor vergelijkende analyse. Sommige rapid gefreeste onderdelen zijn zelfs geschikt voor eindgebruik.

Het is makkelijk te zien waarom ontwerpers en ingenieurs blijvend rapid machining kiezen voor directe onderdelen. In deze tijd en leeftijd worden de meeste onderdelen ontworpen met CAD-software, en de geëxporteerde ontwerpbestanden kunnen door CNC-machines verwerkt worden met minimale voorbereiding. Dit overbrugt de tijdskloof tussen het afronden van een prototypeontwerp en het ontvangen van het afgeronde onderdeel.

En het proces wordt vaak diverse keren herhaald. Als productontwerpers rapid gefreeste prototypes bestellen voor testen, moeten ze misschien hun ontwerpen aanpassen en nog diverse iteraties bouwen voordat het onderdeel klaar is voor productie.

Rapid machining levert ook prototypes die vergelijkbaar zijn met eindgebruiksonderdelen in termen van kwaliteit, mechanische prestaties en uiterlijk. Andere prototypingprocessen zoals 3D-printen en handmatige assemblage hebben hun eigen unieke voordelen, maar als een onderdeel uiteindelijk met een CNC-machine geproduceerd zal worden, zal een gefreest prototype natuurlijk meer representatief zijn voor het gefreeste eindonderdeel.

Zich vastleggen op een consistent productieproces biedt duidelijke tijdsvoordelen. Als een 3D-geprint prototype herontworpen moet worden tot een bewerkbaar eindgebruiksonderdeel, wordt een hele nieuwe ontwerpfase aan het totale proces toegevoegd. Geen dergelijke fase is vereist voor rapid gefreeste prototypes.

Een productontwikkelingsworkflow met rapid machining kan dus ongeveer als volgt uitzien:

1. Concept
2. CAD onderdeelontwerp
3. Vroege conceptuele prototype(s) via rapid machining
4. Testen en evaluatie
5. Werknemende prototype(s) via rapid machining
6. Mechanische testen en evaluatie
7. Pre-productie prototype(s) via precisiebewerking
8. Presentatie, marketing, etc.
9. Productie
10. Distributie

Uiteindelijk geven snellere productontwikkeling en kortere time-to-market bedrijven een competitief voordeel en leiden tot een grotere kans op marktsucces.

Welk kwaliteitsniveau mag ik verwachten van rapid machining?

Rapid machining wordt meest frequent gebruikt als een prototypingproces. Als zodanig moeten klanten onthouden dat er andere opties zijn (precisiebewerking, bijvoorbeeld) die beter geschikt kunnen zijn voor hoog-detaileerde onderdelen die strakke toleranties vereisen. Zoals de naam suggereert, prioriteert rapid machining snelheid boven andere factoren.

Dat gezegd hebbende, kan rapid machining professionele-kwaliteit onderdelen en prototypes produceren tot een zeer hoge standaard.

Onderdelen bestellen bij een rapid machining specialist stelt de klant in staat om het vereiste kwaliteitsniveau te specificeren, door toleranties op te geven en een materiaal van geschikte kwaliteit en prijs te kiezen.

Losse toleranties, eenvoudige ontwerpen en het gebruik van hoog bewerkbare materialen stellen freesers in staat om de onderdelen sneller te maken, met een lagere prioriteit voor onderdeelkwaliteit. Tijdens prototyping en productontwikkeling is dit meestal een zinvolle route, aangezien professionele freesers nog steeds in staat zijn om goede kwaliteit onderdelen te maken terwijl ze snel werken.

Hoe 3ERP hoge snelheden bereikt tijdens rapid machining

Kiezen voor rapid machining is alleen de moeite waard als het bewerkingsbedrijf daadwerkelijk weet hoe dingen efficiënt gedaan krijgen — anders eindigt de klant met offerte kwaliteit en krijgt geen van de voordelen.

3ERP is een specialist in rapid machining en heeft diverse technieken geperfectioneerd om hoogwaardige onderdelen snel te maken.

Hier zijn enkele redenen waarom we sneller frezen dan de concurrentie:

Het zit in onze natuur: 3ERP is opgericht als een rapid prototyping bedrijf, en onze gehele opstelling — van klantinteracties tot de fabriekvloer — is geoptimaliseerd voor snelle doorlooptijden, wat het project ook is.

We weten welke machines te gebruiken: Verschillende projecten vereisen verschillende apparatuur, en rapid machining heeft zijn eigen specifieke set machinevereisten. Voor grote onderdelen die grote hoeveelheden materiaal verwijderd vereisen, kunnen we een hoge-koppel 20 kW machine met een 12.000 rpm spindle inzetten; voor gedetailleerde oppervlakte-afwerkingen kunnen we een lagere-koppel machine met een 24.000 rpm spindle gebruiken.

We weten hoe snel te frezen: Rapid machining wordt niet bereikt door zoveel mogelijk materiaal in één keer af te knippen: soms is het sneller om meerdere ondiepe sneden te maken in plaats van één diepe snede. Snel frezen omvat het kiezen van het juiste snijgereedschap en het maken van de juiste sneden, naast het gebruik van high-end CAM-software om de meest efficiënte gereedschappaden voor een job te bepalen.

Strakke deadlines: Rapid machining of 3D-printen?

3D-printen heeft het prototyping-landschap veranderd door gebruikers in staat te stellen éénmalige onderdelen in een paar uur te fabriceren. 3D-printers kunnen zelfs in kantoren bediend worden, wat de behoefte aan traditionele fabrieken en machinewerkplaatsen vermindert.

Vanwege de snelheid en eenvoud van 3D-printen, zullen sommige productontwikkelaars automatisch kiessen voor additive manufacturing boven aftrekende processen zoals rapid CNC-bewerking als tijd essentieel is.

Maar is 3D-printen altijd de beste optie voor snelle-afloop onderdelen?

Voor in-house prototyping is er waarschijnlijk geen betere snelle oplossing dan 3D-printen, aangezien 3D-printers minimale expertise vereisen om te bedienen en onderdelen in uren kunnen printen. Echter, een professionele rapid machining dienst kan sneller zijn en betere resultaten leveren dan een vergelijkbare 3D-printdienst.

Er zijn duidelijke parallelle lijnen tussen rapid machining en 3D-printen. Beiden gebruiken digitale ontwerpen die omgezet worden in G-code, en beiden zijn all-in-one oplossingen die geen tooling of aparte machines vereisen.

Bij kiezen tussen rapid machining en 3D-printen, houd de volgende factoren in gedachten:

• Sommige onderdelen zijn sneller te printen; andere zijn sneller te frezen
• Zelfs als 3D-printen sneller is, kan het lang duren om een 3D-geprint prototype om te bouwen tot een gefreest eindonderdeel
• Zowel metalen als kunststoffen kunnen met dezelfde bewerkingsapparatuur gefreest worden; 3D-printers printen maar één van de twee
• Gefreeste prototypes zijn meestal dichter bij het eindonderdeel dan geprinte prototypes

3ERP is een specialist in rapid machining. Vraag vandaag nog een gratis offerte aan voor je volgende rapid machining project.