Mit der fortschreitenden Entwicklung der Produktentwicklungsindustrie hat sich die CNC-Prototyping-Bearbeitung als Rückgrat für die Digitalisierung von Konzepten in greifbare Prototypen erwiesen. Ganz gleich, ob Sie in der Technik oder im Produktdesign tätig sind oder ein Startup gründen, dieser Prozess kann erlernt werden. So ist es möglich, die Entwicklungszyklen zu verkürzen, genauer zu werden und Geld zu sparen.

Laut einem der Berichte von Statista für CNC bewiesen, dass CNC-Bearbeitungsmarkt zu einem $128,41 Mrd. Markt im Jahr 2030, hauptsächlich angetrieben durch Prototyping und begrenzte Produktion. Ein weiterer Umfragebericht zeigte, dass Mehr als 90 Prozent der Fertigungsprozesse in der Luft- und Raumfahrt verwenden Präzisions-CNC-Bearbeitung.

Dies zeigt die Bedeutung und den allmählichen Fortschritt dieses Marktes im Laufe der Zeit. Also, in diesem Blog-Beitrag, versuchen wir, jedes Detail zu diskutieren CNC-Prototyping-BearbeitungDazu gehören die wichtigsten Vorteile, die besten Werkstoffe, die notwendigen Konstruktionsansätze und die Bedeutung dieses computergesteuerten Bearbeitungssystems in der heutigen modernen Hochpräzisionsumgebung.

Was ist CNC-Prototyping-Bearbeitung und wie wird sie eingesetzt?

Bei der CNC-Prototyping-Bearbeitung werden softwaregesteuerte Maschinen eingesetzt, um Prototypen nach digitalen Entwürfen herzustellen. Bei der CNC-Prototyping-Bearbeitung werden Materialien aus einem massiven Block durch Fräsen, Schneiden oder Bohren und andere Optionen mit einer spanabhebenden Maschine unter der Kontrolle von Computerprogrammen (CA-Code) entfernt.

Diese Technik hat aufgrund ihrer Vorteile für das Prototyping eine Vielzahl von Vorteilen:

• Geschwindigkeit: Es ist möglich, innerhalb weniger Stunden funktionsfähige Prototypen zu erstellen.
• Präzision: Mit diesem Verfahren lassen sich sehr enge Toleranzen erzielen, die bis zu ±0,005 Zoll betragen können.
• Vielseitigkeit der Materialien: Von Kunststoffen über Hartmetalle wie Aluminium bis hin zur CNC-Bearbeitung von Bronze.

Eine Idee bekommen: Warum CNC für das Prototyping verwenden?

Im Vergleich zu 3D-Druck Neben dem klassischen manuellen Prototyping hat die CNC-Prototyping-Bearbeitung ihre Vorteile:

1. Maßgenauigkeit

Bei der hochpräzisen CNC-Bearbeitung können die Toleranzen bis zu 0,01 mm betragen, was sie für technische Teile perfekt macht.

2. Materieller Realismus

CNC-Bearbeitung ermöglicht den Bau von Prototypen aus dem Material, das bei der Herstellung verwendet werden soll, was eine realistische Bewertung der mechanischen Eigenschaften wie Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit ermöglicht.

3. Wiederholbarkeit

Wenn ein bestimmtes Design einmal fertiggestellt ist, kann es Monat für Monat mit demselben Code reproduziert werden.

4. Schnellere Iterationen

Es ist einfach, Änderungen an der Gestaltung zeitnah vorzunehmen, ohne neu beginnen zu müssen.

Beliebte Materialien für das CNC-Prototyping

Die Wahl des Materials ist entscheidend für den Erfolg eines Prototyps. Dies sind die wichtigsten Materialien, die in der Regel für die Bearbeitung von CNC-Prototypen gewählt werden:

Die wichtigsten Metalle und Kunststoffe, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden

• Aluminium: Leicht und gut bearbeitbar.
• Stahl: Perfekt für Konstruktionsteile, da es stark und hitzebeständig ist.
• Messing und CNC-Bearbeitung Bronze: Ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und Schutz vor Korrosion.
• ABS: Gut geeignet für Prototypen von Konsumgütern.
• Delrin (POM): Hohe Steifigkeit und geringe Reibung.
• Nylon: Ideal für beanspruchte Teile.

Wussten Sie schon

Die CNC-Prototyping-Bearbeitung hat das richtige Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Bearbeitbarkeit, was sie ideal für Prototypen macht, die langlebig sein müssen.

Arten der CNC-Bearbeitung in der Prototyping-Bearbeitung.

1. CNC-Fräsen

Mehrachsige Maschinen schneiden das Teil mit rotierenden Schneidwerkzeugen aus einem massiven Block heraus.

2. CNC-Drehen

Ein verformbares Material ermöglicht es dem Schneidewerkzeug, die Außenseite zu formen, was es für die Herstellung von Zylinderteilen geeignet macht.

3. CNC-Schneiden Design

Fortgeschrittene CNC-Schneideentwurf betreffen sowohl funktionale als auch ästhetische Aspekte, insbesondere bei leichten Teilen und bestimmten Oberflächeneigenschaften.

4. Oberflächenveredelung

Die Endbearbeitungsprozesse Polieren, Eloxieren und Perlstrahlen tragen dazu bei, dass die Oberfläche des Prototyps der des Endprodukts sehr nahe kommt.

Tipps für einen erfolgreichen CNC-Prototyp

Hier sind einige sehr nützliche und erfolgreiche Tipps, um das beste Ergebnis für eine CNC-Prototyping-Bearbeitung zu erzielen. Dazu gehören: 

Optimieren Sie Ihre CAD-Konstruktion

Fügen Sie Teile hinzu, die zu Filets verarbeitet sind, reduzieren Sie tiefe Taschen, halten Sie sich an normale Lochgrößen und versuchen Sie, nicht zu viel auszugeben.

Material mit Bedacht wählen

Für Funktionstests sollten Sie Metalle wählen, die in den Endprodukten verwendet werden, wie Aluminium oder Bronze. Möglicherweise werden Sie feststellen, dass Kunststoffe ausreichen, wenn Form und Passform im Vordergrund stehen.

Toleranzen kommunizieren

Definieren Sie stark eingeschränkte Toleranzen für funktionell wichtige Bereiche und führen Sie flexible Standards für die anderen Teile ein, um die Kosten zu minimieren und die Bearbeitungszeit zu reduzieren.

Für ein benutzerfreundliches Design der CNC-Bearbeitung.

Stellen Sie sicher, dass das Design die gewünschter Pfad des Werkzeugs für die Produktion. Vermeiden Sie komplexe, unzugängliche Funktionen, die zusätzliche Einstellungen erfordern würden.

Verschiedene Branchen und Einsatz von CNC-Bearbeitungsteilen 

CNC-Bearbeitung von Teilen wird nicht nur für vollständige Prototypen verwendet, sondern auch für wichtige Teile, die getestet und vor der Produktion validiert werden.

• Prototypen für die Luft- und Raumfahrt: Leichte, hochpräzise Aluminiumteile.
• Medizinische Geräte: Funktionale und sterilisierbare Prototypen werden aus rostfreiem Stahl hergestellt.
• Unterhaltungselektronik: Die CNC-Fertigung liefert Gehäuse, Halterungen und interne Systeme mit sehr raffinierten Schnittdesigns.

Häufige Probleme und deren Behebung

• Erhöhte Verzögerungszeit: Arbeiten Sie mit lokalen CNC-Werkstätten zusammen, die schnelle Alternativen für die Herstellung von Prototypen anbieten.
• Überschreitungskosten: Senken Sie die Kosten, indem Sie das Design optimieren und Materialien in Standardgrößen verwenden.
• Falsch ausgerichtete Designs: Vermeidung von Fehlverhalten durch enge Zusammenarbeit mit CNC-Ingenieuren bei der Festlegung von Toleranzen
• Oberflächenmängel: Behandlung der Oberflächen durch Verfahren wie Perlstrahlen nach der Bearbeitung

Schlussfolgerung

Wir können also sagen, dass die CNC-Prototyping-Bearbeitung unglaubliche Vorteile hat, die von schnellen Entwicklungsprozessen bis hin zu sehr genauen technischen Tests reichen. Das schafft eine direkte Verbindung zwischen digitalen Modellen und greifbaren Ergebnissen und beschleunigt den Lernprozess vom Konzept bis zur Produkteinführung.

Ob in der Luft- und Raumfahrt, bei Konsumgütern oder in der Industrie - die Einführung der CNC-Präzisionsbearbeitung in Ihren Prozess sorgt für Zuverlässigkeit und Effizienz in jeder Phase des äußerst wichtigen Prototyping.

FAQs

1. Wie lange ist die grundsätzliche Lieferfrist für die CNC-Prototypenbearbeitung?

Die Dauer für die Fertigstellung kann je nach dem mühsamen Teil variieren, im Allgemeinen innerhalb von 2 bis 5 Werktagen für einfache Dinge.

2. Können Kunststoffteile durch CNC-Prototyping hergestellt werden?

Zweifelsohne werden ABS, Nylon und Delrin im Rahmen des Prototypenverfahrens häufig bearbeitet.

3. Wie viele Toleranzen gibt es bei der CNC-Bearbeitung?

Die Standardtoleranzen für CNC-gefertigte Teile liegen bei ± 0,005 Zoll, aber viele Anwendungen erfordern noch präzisere Bearbeitungsmöglichkeiten.

4. Sind die Kosten für CNC-Prototyping-Maschinen höher als die Kosten für den 3D-Druck?

Obwohl der höhere Preis für einfache Formen ein Spiel ist, bei dem man wenig gibt, um viel zu bekommen, bietet die CNC-Prototyping-Technologie eine exzellente Genauigkeit und eine Fülle von Materialoptionen, die für Produkte, die in die industrielle Produktion gehen sollen, unerlässlich sind.

5. Kann man Bronze für Prototypenteile bearbeiten?

Ganz genau. Bronze ist das ideale Material für eine CNC-Maschine, wenn die Teile langlebig und korrosionsbeständig sein und ein angenehmes Aussehen haben sollen.