CNC CAD-ontwerp voor productontwerpers: Een uitgebreid overzicht

Computer numerieke controle (CNC) machines – die een rotterend cilinder vorm gereedschap gebruiken om autonoom sneden in een werkstuk te maken – hebben de productieindustrie volledig gerevolutioneerd. Deze productietechnologie elimineert de menselijke fouten die gemeenschappelijk zijn in conventionele productietechnologieën. Het biedt ook grotere nauwkeurigheid en precisie en hogere productiesnelheid.

Maar bij productie met CNC-machines begin je niet zomaar met het snijden van werkstukken. Productontwerpers moeten eerst hun model ontwerpen op computer-ondersteund-ontwerp (CAD) software. En om een nauwkeurig en efficiënt 3D CAD-ontwerp voor CNC-machines te creëren, moet je enkele essentiële CNC CAD-ontwerptips kennen.

Dit artikel presenteert nuttige tips voor CNC CAD-ontwerp. We zullen enkele ontwerp regels behandelen voor het creëren van kaviteiten, interne randen, gaten, tekst en wanden. We zullen ook het proces uitleggen van het voorbereiden van 3D-ontwerpen voor CNC-frezen.

5 Regels voor CNC CAD-ontwerp

Het CNC-bewerkingsproces is subtractief – het verwijdert delen van materiaal van een werkstuk om het gewenste product te vormen. Deze subtractieve aard veroorzaakt enkele beperkingen in het type kenmerken dat je kunt bewerken.

Bijvoorbeeld: het is bijna altijd onmogelijk om oppervlakken te bewerken die onbereikbaar zijn voor het snijgereedschap. En zelfs nadat je specialistische snijgereedschappen vindt die in staat zijn om deze oppervlakken te bereiken, zul je waarschijnlijk nog steeds de uitdaging tegenkomen om gewenste wanddikte en kaviteitsgroottes te bereiken. Echter, je kunt deze uitdagingen voorkomen door je te houden aan de volgende tips tijdens de computer-ondersteunde tekenfase van je productontwikkelingsproces.

#1 Kaviteiten ontwerpen

Eindfreze Gereedschap

Eindfreze gereedschappen (gebruikt in CNC-frezen van kaviteiten) hebben typisch een snij lengte van ongeveer 3-4 keer hun diameter. Als zodanig raden we aan dat je kaviteitsdiepte ontwerpt om maximaal vier keer de kaviteitsbreedte te zijn. Dit helpt om onnauwkeurigheden in bewerking te voorkomen veroorzaakt door gereedschapsafbuiging en trilling.

Echter, als de functionaliteit van je ontwerp grotere diepte vereist, wil je misschien overwegen gespecialiseerde tooling te gebruiken om je kaviteiten te creëren.

Lees meer over de verschillende typen CNC snijgereedschappen.

#2 Interne randen ontwerpen

Vanwege de subtractieve aard van CNC-machines, creëren ze afgeronde hoeken (of afrondingen) tussen de interne randen van een kaviteit. Productontwerpers rekening houden met deze afgeronde hoeken door een interne hoekstraal dimensie op te nemen in elke interne rand in hun CAD-tekening.

De interne hoekstraal dimensie hangt af van de grootte van beschikbare eindfreze gereedschappen die voldoen aan de kaviteitsdiepte eis die we eerder noemden. Bovendien raden we aan dat je je interne hoekstraal ontwerpt om ten minste een derde van de kaviteitsdiepte te zijn.

Echter, stel de functionaliteit van je ontwerp vereist kleinere interne hoekstralen (of een scherpe 90° hoek). In dat geval raden we aan dat je een T-been ondervering opneemt in plaats van de hoekstraal in je CAD-model te verkleinen.

#3 Gaten ontwerpen

CNC machinewerkplaatsen creëren typisch gaten met boorbits. Deze boorbits komen in standaard maten (of diameters), variërend van 0,5 mm tot 38 mm. We raden aan dat je je gaten ontwerpt met een dimensie vergelijkbaar met een van de standaard boorbit maten. Dit elimineert de noodzaak voor extra tooling, wat leidt tot lagere productiekosten.

Echter, als de functionaliteit van je ontwerp gaten met niet-standaard diameters vereist, dan zal een bewerker deze gatkenmerken creëren met een eindfreze gereedschap. Daarom gelden de dezelfde eisen die we noemden voor het ontwerpen van kaviteiten ook hier.

#4 Wanden ontwerpen

Je moet nauwkeurig letten op de wanddikte bij het ontwerpen van wanden voor CNC-fabricage. Dit is omdat dunne wanden doorgaans lastig zijn om nauwkeurig te fabriceren door trillingen tijdens bewerking.

We raden aan dat je wanden ontwerpt met een minimale wanddikte van 0,8 mm voor metaalonderdelen en 1,6 mm voor kunststoffen. De hogere wanddikte eis voor kunststoffen is omdat ze meer geneigd zijn tot verzachten en vervormen dan metalen tijdens bewerkingsoperaties.

#5 Tekst en lettering ontwerpen

Teksten en lettering zijn redelijk eenvoudig te bereiken met CNC-bewerking. Een ding om te noteren: het is meer kosteneffectief om onderdelen te ontwerpen met ingegravureerde tekst in plaats van uitgebulde tekst. Dit is omdat de CNC-machine minder materiaal verwijdert om ingegravureerde tekst te bereiken dan uitgebulde tekst.

Bovendien raden we aan dat je sans-serif fonts (zoals Arial, Avenir, Verdana) gebruikt met een lettergrootte groter dan 22 punten bij het ontwerpen van onderdelen met tekst en lettering.

Gerelateerd: Hoe je je productontwerpuitdagingen oplost met subtractieve fabricage

Je CNC CAD-ontwerp model voorbereiden voor CNC-bewerking

De CNC CAD-ontwerp regels helpen geoptimaliseerde 3D CAD-modellen te bereiken, wat elke CNC-machinewerkplaats in staat stelt je onderdelen nauwkeurig en kosteneffectief te creëren. Echter, de CNC-machine begrijpt deze 3D-modellen niet. Daarom moet je deze modellen converteren naar een formaat compatibel met de CNC-machine.

Een acceptabel formaat voor CNC-machines is het dxf bestandsformaat. De meeste CAD-software stelt je in staat je bestand in het dxf formaat op te slaan, wat dan geïmporteerd kan worden in een CAM-programma en geconverteerd naar CNC-programmeertaal (ook wel G-code genoemd). De G-code automatiseert dan de operatie van het snijgereedschap en werkstuk om je product te creëren.

CNC Productiediensten: Gensun Kan Helpen

Dit artikel heeft essentiële ontwerptips gepresenteerd om je te helpen wenselijke resultaten met CNC-bewerking te bereiken. Echter, er kan nog veel misgaan als je werkt met de verkeerde CNC-machinewerkplaats. Je wilt werken met een werkplaats die hooggekwalificeerde CNC-bewerkers, ingenieurs en kwaliteitscontrole experts heeft.

Gensun Precision Machining is een toonaangevende aanbieder van CNC-productiediensten in Azië. Wij zijn al bijna twee decennia in bedrijf, leverend high-quality CNC-bewerkingsdiensten aan klanten over een breed scala aan industrieën. Ons team van hooggekwalificeerde ingenieurs, bewerkers en kwaliteitscontrole experts werkt met je, ervoor zorgend dat je je product de eerste keer goed krijgt.

Lees meer over onze CNC-bewerkingsdiensten.