CNC Ontwerp voor Fabricage: Uw Complete DFM Checklist

CNC-bewerking is onder de meest populaire productiemethoden omdat het proces hoogst veelzijdig, herhaalbaar en betrouwbaar is – plus, het is compatibel met een breed scala aan materialen, van hout en kunststof tot schuim en metaal. Productteams die zich richten op DFM gedurende de ontwerpfase kunnen productietijden en kosten geassocieerd met CNC-gebeurde onderdelen drastisch verminderen.

In deze downloadbare gids hebben we acht veelvoorkomende DFM-overwegingen gecompileerd die top-of-mind moeten blijven bij het ontwerpen van onderdelen voor CNC-bewerking. U kunt significante tijd en kosten besparen door uw ontwerp te controleren tegen deze lijst voordat u het indient voor productie.

Top 8 ontwerp voor fabricage overwegingen voor CNC-bewerking

1. Zijn er diepe zakken in het ontwerp?

Diep-smalle zakken of sleuven moeten bewerkt worden door langere gereedschappen, en langere gereedschappen zijn meer geneigd tot breuk en kunnen ook chatter veroorzaken, of machinevibraties. Bovendien duurt het verschillende passes om een diepe zak te bewerken, wat de bewerkingstijd en productiekosten in de hoogte drijft.

Vermijd het ontwerpen van onderdelen met diepe zakken waar mogelijk. Als een diepe zak niet vermeden kan worden, moeten ingenieurs en ontwerpers de diepte zoveel mogelijk verminderen of het dwarsdoorsnede-oppervlak van de zak vergroten. Als regel mag de zakdiepte niet 3x de diameter van het gereedschap dat gebruikt wordt om het te maken overschrijden. Bijvoorbeeld, zakken mogen niet dieper zijn dan 1,5" bij gebruik van een 0,5" frees. Ingenieurs moeten deze waarde misschien aanpassen op basis van het materiaal dat ze gebruiken en de gereedschappen die hun beschikbaar zijn.

2. Zijn er smalle gebieden?

Smalle gebieden zijn moeilijk te produceren omdat de grootte van de frees beperkt is door de kleinste afstand tussen de verschillende vlakken van het kenmerk. Lange en kleine diameter frezen zijn geneigd tot breuk en chatter.

Vermijd het ontwerpen van kenmerken of vlakken die te smal zijn voor een frees om gemakkelijk door te passen. Als smalle gebieden niet vermeden kunnen worden, mogen ze toch niet te diep zijn. Onthoud dat de diepte van elk kenmerk minder dan 3x de diameter van het gereedschap moet zijn. Als best practice moeten wandsecties dikker zijn dan 0,01 inch. Een kortere frees met een grotere diameter kan ook ingezet worden om chatter te verminderen.

3. Zijn er scherpe interne hoeken?

Aangezien alle CNC-boorbits cirkelvormig zijn, is het moeilijk om scherpe interne hoeken te bereiken. In plaats daarvan zal de boorbit een zak onbewerkte ruimte achterlaten genaamd een interne hoekstraal. Het is mogelijk om scherpe interne hoeken te bewerken met workarounds, zoals elektrische ontladingsbewerking, maar deze methoden neigen duur te zijn.

Vermijd scherpe binnenhoeken waar mogelijk. Ideaal moet een hoekstraal iets groter zijn dan de frees. Als een hoekstraal dezelfde diameter heeft als de frees die gebruikt wordt om het te vormen, kan het chatter en vooruitputting van het gereedschap veroorzaken.

Het vergroten van de hoekstralen boven de standaardwaarde met slechts 0,005" kan het gereedschap voldoende ruimte geven om zich te bewegen en een meer cirkelvormig pad te volgen.

4. Zijn er onbereikbare kenmerken?

Onbereikbare kenmerken als inlegzakken die openen in een andere zak of zakken met negatieve uittrekkingshoeken nemen langer om te bewerken – als ze überhaupt mogelijk zijn – omdat het snijgereedschap ze niet gemakkelijk kan bereiken, wat de kosten in de hoogte drijft.

U moet ervoor zorgen dat een snijgereedschap volledige toegang heeft tot alle kenmerken binnen een onderdeel zonder geblokkeerd te worden door een ander kenmerk.

5. Zijn er buiten-afrondingen?

Buiten-afrondingen (outside fillets), of afrondingen op de bovenranden van zakken, bosses en sleuven, vereisen een uitzonderlijk scherpe frees en een nauwkeurige opstelling. Beide vereisten kunnen prohibitief duur zijn voor sommige productteams. Om deze kosten te vermijden, faseer of faseer (bevel of chamfer) – in plaats van afronden – de buitenranden van kenmerken.

6. Zijn de wanden van het onderdeel te dun?

Bij CNC-bewerking met metaal verhogen dunne muren chatter, wat de nauwkeurigheid van het bewerkingsproces en de oppervlakteafwerking van het onderdeel kan compromitteren. Met kunststoffen kunnen dunne muren vervorming en verzachting veroorzaken. Als zodanig moet u uw best doen om het ontwerpen van onderdelen met dunne muren te vermijden.

De ideale minimum wanddikte voor metalen is 0,8 mm en 1,5 mm voor kunststoffen. U kunt wellicht dunner secties zonder significant risico bereiken, maar dit moet op een case-by-case basis beoordeeld worden.

7. Zijn er platbodem gaten?

Platbodem gaten vereisen geavanceerde bewerkingsoperaties en veroorzaken vaak problemen down the line voor daaropvolgende operaties als reamen. Vermijd het creëren van blinde gaten met een plat bodem – met name kleine gaten – en gebruik in plaats daarvan een standaard draaiboor om gaten met kegelvormige bodems te creëren. Hoek van de kegel zijn doorgaans 118° of 135°.

8. Kunnen de boorbits van de CNC-machine gemakkelijk binnenkomen en vertrekken?

Een boortip zal dwalen wanneer het in contact komt met het oppervlak van het materiaal als dat oppervlak niet loodrecht staat op de booras. Ook, oneffen uittrekkingsgraten rond het uitgangsgat zullen het verwijderen van de graat moeilijk maken. Om instap en uittreding te vergemakkelijken, vermijd het ontwerpen van gaatkenmerken met start- en eindvlakken die niet loodrecht staan op de booras.

Samenvatting van alle 8 ontwerpoverwegingen voor CNC-bewerking

1. Vermijd het ontwerpen van onderdelen met diepe zakken waar mogelijk omdat diep-smalle zakken de bewerkingstijd en kosten kunnen verhogen.
2. Vermijd het ontwerpen van kenmerken of vlakken die te smal zijn voor een frees om gemakkelijk door te passen om gereedschapsbreuk en chatter te voorkomen.
3. Afgeronde hoeken (midden) of 'dog bones' (rechts) zijn goede alternatieven voor scherpe interne hoeken.
4. Zorg ervoor dat een snijgereedschap volledige toegang heeft tot alle kenmerken binnen een onderdeel zonder geblokkeerd te worden door een ander kenmerk.
5. Vermijd buiten-afrondingen (links getoond) en kies voor gefaseerde randen (rechts) om tijd en kosten te besparen.
6. Vermijd het ontwerpen van dunne muren, omdat ze chatter in metalen verhogen en vervorming of verzachting in kunststoffen veroorzaken.
7. Vermijd platbodem gaten die problemen kunnen veroorzaken voor daaropvolgende operaties als reamen.
8. Waar mogelijk, ontwerp gaatkenmerken met start- en eindvlakken loodrecht op de booras.

Aan de slag met een DFM expert & Fast Radius

Ontwerpen voor fabricage versnelt het CNC-bewerkingsproces, verlaagt operationele kosten, verhoogt energie-efficiëntie en helpt productteams schone, functionele onderdelen te creëren. Raadpleeg deze korte checklist vaak om ervoor te zorgen dat uw ontwerpen op het goede spoor zijn, maar een ervaren productiepartner zoals Fast Radius kan meer genuanceerde inzichten bieden.

Het Fast Radius team kan ingenieurs, ontwerpers en productteams helpen ervoor te zorgen dat ze de markt niet missen wat betreft DFM. Wij hebben toegang tot de nieuwste digitale ontwerftechnologieën beschikbaar zodat onze partners hun ontwerpen naar het volgende niveau kunnen tillen, terwijl wij expert advies geven over fabricagebaarheid en onderdeelkwaliteit. Wat meer is, onze experts staan klaar om klanten te assisteren met ontwerp en prototyping voor een reeks productiemethoden – van CNC-bewerking en spruitgieten tot urethane gieten en 3D-printen. Laten we iets ongelooflijks creëren. Neem vandaag nog contact met ons op.

Voor meer ontwerplesjes en informatie over alles wat met CNC-bewerking te maken heeft, bekijk het Fast Radius kenniscentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerte