CNC-prototipiekosten verlagen: 3 bewaarde strategieën voor ontwerpers

Bij het plannen van CNC-prototypes is de kosten het eerste overweging. Wat kunnen we doen om de kosten van CNC-bewerkingsservices te verlagen? Dit artikel behandelt het onderwerp waaraan ontwerpers het meest geïnteresseerd zijn, want door deze 3 tips te volgen kunnen we de productie-efficiëntie verbeteren en de kosten verlagen.

CNC-splitbewerking van complexe onderdelen

Als het CNC-prototype sterk genoeg moet zijn voor mechanische tests, dan is bewerken in één stuk bevorzugd. Als uw onderdelen gebruikt worden voor ontwerpverificatie of uiterlijke verificatie, dan zouden we vanuit kostenperspectief adviseren om CNC-splitbewerking van complexe onderdelen te overwegen.

Vooral voor onderdelen met complexe structuren die niet in hetzelfde vlak verwerkt kunnen worden, biedt de CNC-splitbewerkingsoplossing een uitkomst. De onderdelen worden verdeeld in verschillende stukken van verschillende afmetingen voor bewerking, waarbij 5-assen hulpmachining of het maken van opvangjigs voor herhaaldelijk positioneren en klemmen overbodig wordt. Al deze overgeslagen processen besparen bewerkingskosten. De toepassing van de CNC-splitbewerkingsoplossing kan het proces effectief optimaliseren en de bewerkingstijd verkorten.

Kostenoptimalisatie:

Kunststofonderdelen met complexe structuren, met name behuizingen, hebben grote afmetingen en multidimensionale structuren. De CNC-splitbewerkingsoplossing kan worden toegepast. De onderdelen worden in verschillende stukken verdeeld voor afzonderlijke bewerking en vervolgens aan elkaar gelijmd. Misschien bent u bezorgd over de hechtkracht van de lijm. Rust gerust, WayKen heeft uitgebreide ervaring op dit gebied en gebruikt speciale lijmoplossingen om de onderdelen te versterken.

Complexe metalen onderdelen kunnen ook worden gedemonteerd, met name die met complexe interne structuren en interne draadgaten. Ze kunnen worden gelast of geschroefd, wat goedkoper uitpakt.

Case Study 1

Hieronder volgt een voorbeeld van een CNC-splitbewerkingsoplossing.

Proces: CNC-splitbewerking en daarna lijmen
Materiaal: ABS
Nabehandeling: Schilderen
Schematisch overzicht van CNC-splitsing: Opgesplitst in 3 stukken, geel oppervlak en groen oppervlak.

Klantreactie: "Dank u voor uw voorstel, dat ons budget heeft bespaard. Bovendien is het schilderresultaat van dit onderdeel erg goed, er is geen lijmspoor te zien. Ons team is erg tevreden over dit project."

Interne afrondingen (Internal Fillets)

Als u nauwkeurig kijkt tijdens het productieproces, zijn alle snijgereedschappen, ongeacht hun afmeting, cilindervormig en hebben een bepaalde diameter. Dit betekent dat de binnenhoek van een CNC-gefreest onderdeel geen scherpe hoek kan zijn. Wat als de hoeken van onze onderdelen wel scherp moeten zijn voor montage? Natuurlijk is dat toegestaan: bij kunststofonderdelen maken we de hoek meestal met de hand vrij om een scherpe hoek te krijgen, bij metalen onderdelen kan dit via EDM-bewerking.

Deze twee extra stappen verhogen de kosten, daarom wordt geadviseerd de binnenhoekstraal van de onderdelen zo groot mogelijk te maken, mits de omstandigheden dit toelaten, zodat een groter gereedschap gebruikt kan worden en de bewerkingstijd verkort.

Kostenoptimalisatie:

Stel de binnenrand in op een zo groot mogelijke en zo uniform mogelijke binnenstraal om gereedschapswissels te vermijden. De precisie kan verbeterd worden door het aantal gereedschapswissels te reduceren. We kunnen de snijactie in de hoek vergelijken met fietsen door een bocht: hoe groter de bocht, hoe makkelijker het draaien is, maar ook een relatief constante snelheid behouden. Het proces van het frezen is hetzelfde; als we de binnenhoek met een grote straal kunnen ontwerpen, krijgt de frees ruimte om te manoeuvreren en trilt niet gemakkelijk.

Hoewel de binnenstraal, hoe groter de diameter van de frees, zodat een enkele bewerkingsbaan meer materiaal kan wegnemen, wat de bewerkingsefficiëntie verhoogt.

Case Study 2

Hieronder volgt een voorbeeld van een onderdeel met een straal groter dan de freesstraal.

Proces: CNC-bewerking
Materiaal: Aluminium 6061-T6

Klantreactie: "Het is oké om de onderdeelstraal te vergroten, dat maakt het makkelijker te bewerken. Geen montageproblemen. Ga gang met uitvoeren."

Gepaste wanddikte

Een redelijke wanddikte-ontwerp is ook belangrijk, want te dunne wanden kunnen leiden tot breuk of vervorming. Zelfs met kleine snijgereedschappen op lage snelheid kan de impact van externe krachten en gereedschapstrilling niet vermeden worden. Daarom is een gepaste wanddikte gunstiger voor bewerking.

Kostenoptimalisatie:

Redelijk ontwerp van wanddikte: voor metalen onderdelen wordt een wanddikte van meer dan 0,8 mm aanbevolen, voor kunststof lokale kleine gebieden meer dan 0,5 mm. Natuurlijk moet de specifieke structuur specifiek geanalyseerd worden, dit is geen algemene regel.

Let op dat in sommige functionele structurele gebieden de wanddikte zo veel mogelijk verhoogd moet worden, zoals de wanddikte rond het draadgat, omdat het inschroeven een krachtuitoefenend proces is en te dun materiaal kan leiden tot breuk van het draadgat. Voor het tappen en messing insertholetjes moet ook gelet worden op de verdeling van de materiaaldikte.

Case Study 3

Hieronder volgt een voorbeeld van een wanddikte-ontwerp.

Proces: CNC-bewerking
Materiaal: Aluminium 6061
Afwerking: As machined

Klantreactie: "Deze positie vereist de installatie van de PCB omdat de afmeting van de PCB vaststaat, dus de wanddikte op deze positie kan alleen verminderd en niet verhoogd worden. De 0,25 mm wanddikte veroorzaakt breukproblemen. Geen probleem, we kunnen deze structuur verwijderen. Beïnvloedt geen montagecomponenten. Controleer het gewijzigde bestand zoals in de rechter afbeelding getoond."

Concluderende opmerkingen

Voordat u begint met prototyping of kleinserieproductie, kunt u de bovenstaande 3 tips bekijken en misschien inspiratie opdoen. Hopelijk was dit artikel nuttig en weet u nu hoe u uw projectbudget kunt verlagen. Als u meer details wilt weten, neem dan gerust contact op met WayKen.