De 3 meest voorkomende CNC-bewerkingsuitdagingen oplossen: Expertoplossingen

Door Shant Alexanian, Key Account Manager, Fast Radius

Computer numerical control bewerking, of CNC-bewerking, is een productiemethode die computer-geprogrammeerde gereedschappen gebruikt om volledig-aanpasbare, uiterst nauwkeurige onderdelen te creëren. De precisie, nauwkeurigheid, en flexibiliteit van CNC-bewerking maken het de productiemethode van keuze voor industrieën die een hoge verhouding van kritieke onderdelen vereisen — waarin de kleinste fout dramatische gevolgen kan hebben — zoals de luchtvaart-, auto-, en gezondheidszorgsectoren.

In tegenstelling tot injectiegieten of cast urethane, zorgt CNC-bewerking ervoor dat elk geproduceerd onderdeel exact naar specificaties wordt gemaakt, aangezien elk onderdeel geïndividualiseerde aandacht ontvangt tijdens bewerking. Een redelijk betrouwbaar, herhaalbaar, en effectief proces, is CNC-bewerking niet zonder nadelen.

Zijn meest significante valkuil is bij lange na de kosten, en de hoofddriver van kosten in CNC-bewerking is tijd. Gelukkig kan slim ontwerp voor produceerbaarheid helpen om kenmerken die meer bewerkingstijd vereisen te elimineren of te reduceren, waardoor de kosten geminimaliseerd worden. Hier zijn drie van de meest voorkomende pijnpunten geassocieerd met CNC-bewerking, en hoe productteams ze kunnen oplossen of vermijden om CNC-bewerking kosten-effectiever te maken.

1. Interne scherpe hoeken

Interne scherpe hoeken zijn de grootste irk van de meeste freeswerkers. Dat komt doordat CNC-machines over het algemeen een roterend, rond snijgereedschap gebruiken, wat het ongelofelijk moeilijk maakt om een binnenhoek vierkant te snij. Hoewel het soms mogelijk is om een interne scherpe hoek te bereiken, zal dit waarschijnlijk speciale gereedschappen of exotische bewerkingsprocessen zoals elektrisch ontladingsmachining (EDM) vereisen, wat de kosten in de hoogte drijft.

Gelukkig is het typisch mogelijk — en redelijk eenvoudig — om interne scherpe hoeken te vermijden. Ze zijn zelden noodzakelijk voor de functionaliteit van een onderdeel, en er zijn diverse alternatieven die veel makkelijker te bewerken zijn, waaronder afgeronde hoeken.

2. Undercut-kenmerken

Undercuts zijn kenmerken die niet met standaard snijgereedschappen kunnen worden bewerkt omdat sommige van hun oppervlakken niet vanaf boven bereikbaar zijn. De twee hoofdtypen undercuts zijn T-gaten en staarthoeken, beide moeilijk te CNC-bewerken omdat de kenmerken niet bereikt kunnen worden met een standaard frees.

Gelukkig zijn undercut-kenmerken niet altijd een probleem. Productteams kunnen om undercut-kenmerken heenwerken op diverse manieren: door opstellingen aan een onderdeel toe te voegen, het ontwerp te wijzigen om ze te elimineren, door gespecialiseerde gereedschappen te benutten, of door de kenmerken dicht bij de rand van het onderdeel te brengen om de produceerbaarheid te vergroten.

3. Werkstukvasthouden

"Werkstukvasthouden" verwijst naar de fixatie van een onderdeel in de machine, of hoe een onderdeel op zijn plaats wordt gehouden zodra het snijden begint. Werkstukvasthouden kan gemakkelijk een pijnpunt worden in CNC-bewerking omdat, als een onderdeel moeilijk vast te houden is tijdens bewerking, het langer duurt om te produceren en dus duurder is.

In tegenstelling tot andere CNC-bewerkingsuitdagingen, wordt werkstukvasthouden het meest effectief aangepakt tijdens productie rather than tijdens de ontwerpfase. Echter, bepaalde ontwerpkenmerken kunnen helpen werkstukvasthouden te optimaliseren en dus kosten te verlagen.

Er zijn diverse oplossingen voor onderdelen die lastig te vasthouden zijn. Tijdens de ontwerpfase kunnen productteams platte zijkanten aan het onderdeel toevoegen die het makkelijker maken om te klemmen. Alternatief kunnen sommige onderdelen worden vastgehouden met eenvoudige en betaalbare oplossingen zoals lijm of dubbelzijdig tape. De meest effectieve werkstukvasthoudingsoplossing — en de duurste — zijn zachte kaken, die klemmen zijn op maat gemaakt om een bepaald onderdeel te passen.

Best practices voor CNC-bewerking

De meest onfeilbare manier om de tijd en kosten geassocieerd met CNC-bewerking te reduceren, is om te ontwerpen voor produceerbaarheid (DFM). Ingenieurs en productontwerpers kunnen kenmerken incorporeren die een eenvoudiger en sneller productieproces maken, waaronder:

• Belangrijkste kenmerken aan dezelfde kant plaatsen om opstellingen te reduceren
• Diepe kenmerken vermijden, die vaak duurdere gereedschappen vereisen
• Het onderdeel kleiner en eenvoudiger maken waar mogelijk, omdat grote en complexe onderdelen meer tijd kosten om te snijden

Om meer te leren over hoe Fast Radius kan helpen met uw volgende CNC-bewerkingsproject, bezoek ons kenniscentrum.