Je freeswerkflow transformeren met 3D-geprinte bankschroefkaken

Moderne bewerking confronteert een duidelijke knelpunt: het vereist aanzienlijke tijd en geld – van geschoolde operators tot dure apparatuur, en van uitgebreide set-ups tot leveringsvertragingen.

De uitdaging verergerd bij het fabriceren van custom tooling – fixtures, jigs, molds, en patronen. Tooling vertegenwoordigt traditioneel het meest tijdsintensieve en dure segment van bewerking.

Het verbruikt zowel tijd als kapitaal.

Vraag een gratis steekproef aan

Tijdrovend

Het verkrijgen van een set custom freeskaken volgt doorgaans deze reeks:

1. Teken de kaken in CAD-software.

2. Verkrijg ontwerpgoedkeuring.

3. Programmeer de CNC-machine.

4. Plan de bewerkingsrun.

5. Frees de kaken op de CNC.

6. Wacht op voltooiing.

7. Lever de afgeronde kaken.

Op het moment dat de kaken arriveren, hebben vijf verschillende professionals het onderdeel aangeraakt: een ontwerpingenieur, een manager, een programmeur, een freeswerker, en een kwaliteitsinspecteur.

Wanneer het onderdeel waarvoor de kaken gebouwd waren evolueert – van Revisie 1 tot Revisie 3 – triggert elke wijziging een nieuw kaken-ontwerpcyclus, weer beginnend bij stap 1.

Kostbaar

Bij lage productievolumes weigeren fabrikanten te produceren of rekenen premieprijzen. Tooling levert zelden opbrengst op; de creatie ervan kost machine-downtime, arbeid, en overhead. Als een kakenset nooit hergebruikt wordt, moet de voorafgaande kost over de eindproductierun verdeeld worden, wat de prijs van de eindgebruiksondonderdelen opdrijft.

Additieve Manufacturing

3D-printen – vaak additieve manufacturing genoemd – biedt ontwerpers ongekende vrijheid en verandert tooling van een arbeidsintensief proces in een snelle, kosteneffectieve. Voor one-off tools kan additieve manufacturing de totale kosten reduceren tot alleen materiaalkosten, zoals getoond in Figuur 1.

Door kaken direct na ontwerp te printen, elimineert additieve manufacturing de lange keten van tekenen, programmeren, plannen, en inspectie. Hoe sneller de tooling klaar is, hoe sneller opbrengstgenererende onderdelen bewerkt kunnen worden.

Verkken ons Composites Design Guide

Hoe 3D-printen van freeskaken

Het ontwerpen van freeskaken voor 3D-printen berust op drie kernelementen: begrip van freeskaken-geometrie, vaardigheid in CAD, en expertise in Continuous Fiber Fabrication (CFF).

Continuous Fiber Fabrication (CFF)

Eerdere additieve technologieën konden alleen thermoplasten printen die te zwak waren voor CNC-omgevingen. Markforged's CFF-technologie verandert dat door onderdelen te versterken met continue vezels – koolstofvezel, Kevlar®, of glasvezel – wat de sterkteniveaus illustreren in Figuur 2.

Overweeg het naaldlager-werkstuk in Figuur 3, dat vlakvriezen vereist. De corresponderende freeskaken zijn getoond in Figuur 4.

Omdat continue vezels het sterkst zijn in trek, is oriëntatie tijdens printen cruciaal. Voor kaken die een werkstuk klemmen, werken de klemkrachten als drukbelasting langs de contactpunten (zie Figuur 5). Het routeren van vezels concentrisch rond de buitenmuren plaatst ze in trek, wat deze drukbelasting tegengaat (Figuur 6).

Het inbedden van de kaken in een bankschroef zandwicht niet alleen het onderdeel, maar benut ook de schuifweerstand van geprinte lagen. Het maximaliseren van oppervlaktecontact met de bankschroef verbetert dimensionele stabiliteit verder.

Geavanceerde freeskaken voor 3D-printen

Overweeg een modulair benadering: print alleen de zachte kakeneinfassingen terwijl gemachineerde metalen blanks gebruikt worden. Zoals getoond in Figuur 7, kan een enkel metaalblank meerdere inleggeometrieën accommoderen, wat herontwerpinspanning drastisch reduceert.

Wanneer staalkaken vereist zijn, geldt hetzelfde modulaire concept. Een gemachineerde aluminium- of CFF-blank kan gepaard gaan met een 3D-geprinte inleg geproduceerd op Markforged's Metal X-systeem met Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM). Met 17-4PH roestvrij staal en H13 toolstaal nu beschikbaar, levert Metal X de benodigde sterkte terwijl de voordelen van snelle, conformationele fabricage behouden blijven.

Door te verplaatsen van volumineuze tooling-voorraden naar een uitwisselbaar, on-demand systeem, vertegenwoordigen modulaire freeskaken de toekomst van manufacturing. Additieve manufacturing versnelt deze shift nog verder, wat tooling sneller, makkelijker en betaalbaarder maakt.

Hoe je freesbankschroefkaken het beste 3D-print

Het printen van freesbankschroefkaken is eenvoudig zodra je de fundamentals begrijpt:

(1) Identificeer de klemkrachten tussen werkstuk en bankschroef.

(2) Selecteer een printoriëntatie die vezels in trek plaatst tegen die krachten.

(3) Versterk met continue vezels afgestemd om compressie te compenseren.

Klaar om te ontdekken hoe 3D-geprinte onderdelen jouw operaties kunnen tillen? Spreek met een van onze productspecialisten.

Neem contact op