Fräsen ist nicht neu; Es wird seit Jahrhunderten in verschiedenen Formen verwendet. Dabei werden Teile eines Blocks oder Gegenstands aus Holz, Metall oder Kunststoff abgehackt. Das gewählte Material hängt von den gewünschten Ergebnissen ab. Durch die Hinzufügung einer computergestützten numerischen Steuerung (CNC) zu diesem Prozess erhöhen Sie dessen Präzision. Um die Qualität sicherzustellen, wird jeder Schnitt mit einer speziellen Software berechnet. Allerdings können mit dieser Methode auch große Produktmengen hergestellt werden.
Aber hier werden wir uns mit der CNC-Fräsfertigung in kleinen Stückzahlen befassen. Wie vorteilhaft ist der CNC-Frässervice für die Kleinserienproduktion und warum? Lassen Sie uns dies im Detail untersuchen
CNC-Fräsmaschine mit geringem Volumen
In den Anfängen der Produktion fertigte ein erfahrener Experte jeden Artikel einzeln an. Massenproduktion und Fabriken entstanden durch den Bedarf an schnelleren und kostengünstigeren Waren. Heutzutage produzieren Großserienproduktionsanlagen jährlich Millionen von Produkten.
Was aber, wenn Sie jedes Jahr einfach tausend, hundert oder sogar zehn erstellen müssen? In der Medizingeräteindustrie beispielsweise ist die Produktion kleiner Stückzahlen weit verbreitet, da innovative Konzepte in Pilotmärkten oder in klinischen Studien getestet werden, bevor größere Stückzahlen benötigt werden.
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Da die Ausrüstungs- und Einrichtungskosten einen größeren Teil des Projektbudgets ausmachen, gibt es nur begrenzte Auswahlmöglichkeiten Fertigungstechniken, Designs und Produktästhetik.
Da die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass Anbieter reagieren, muss die Verwaltung der Kundenerwartungen aktiver erfolgen. Doch trotz der Schwierigkeiten bietet die CNC-Fräsfertigung auch eine Chance.
Möglicherweise müssen Sie einige Anpassungen vornehmen, aber mit großartigen Designprinzipien und sogar ein wenig Innovation können Sie ein profitables, unglaublich attraktives Produkt in kleinen Mengen zu einem vernünftigen Preis auf den Markt bringen. Wenn Sie diese Dinge im Hinterkopf behalten, können Sie durch den effizienten Einsatz des CNC-Fräsdienstes Kleinserien produzieren.
Im Vergleich zu typischen Fertigungsvorgängen, bei denen Tausende oder Millionen von Materialstücken nach den entsprechenden Spezifikationen gefräst werden, bezieht sich der CNC-Bearbeitungsservice für kleine Stückzahlen auf die Situation, in der nur wenige Einheiten gefräst werden. Darüber hinaus weist der Teil „CNC“ darauf hin, dass das Fräsen nicht von Hand, sondern von einem Computer gesteuert wird. Computergestützte numerische Steuerung (CNC) ist der Begriff, der den Prozess beschreibt, bei dem ein Computer digitale Daten von einem Computer in Fräsanweisungen für Maschinen umwandelt, die Material entfernen können.
Eine CNC-Fräsmaschine für kleine Stückzahlen kombiniert also die Vorteile der numerischen Computersteuerung mit den Prinzipien des Fräsens, um eine kleine Stückzahl herzustellen. Nicht alle Unternehmen und andere Organisationen benötigen große Produktmengen; Manche brauchen einfach kleine Mengen.
CNC-Fräsen-Herstellungsverfahren
In der CNC-Fräswerkstatt werden rotierende Mehrpunkt-Schneidwerkzeuge bewegt und im CNC-Fräsfertigungsprozess verwendet, der computergesteuerte Steuerungen zur Steuerung dieser Vorgänge verwendet. Um die gewünschte Form und Größe zu erzeugen, entfernen die Werkzeuge kontinuierlich zusätzliches Material, während sie sich drehen und über die Oberfläche des Werkstücks fahren.
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Bei der CNC-Bearbeitung und -Fertigung können im CNC-Fräsmaschinenprozess vier verschiedene Schritte definiert werden:
- Ingenieure entwickeln das benötigte Design anhand eines CAD-Modells in 2D oder 3D.
- Konvertierung eines CAD-Modells in ein CNC-Programm: Der Entwurf wird in ein kompatibles Dateiformat exportiert und mittels CAM-Software in Maschinenanweisungen umgewandelt.
- Einrichten einer CNC-Fräsmaschine: Der Bediener bereitet alles für die Maschine und das Werkstück vor
- Ausführung des Fräsvorgangs: Der Maschinenbediener startet das Bearbeitungsprogramm.
Die computergestützten Systeme eliminieren die Möglichkeit von Fehlern zwischen Entwurf und Fertigung, indem sie Entwurfsinformationen direkt aus den Zeichnungen oder Modellen eines Ingenieurs lesen.
Es gibt drei Faktoren, die maßgeblich dafür verantwortlich sind, dass das Mahlen erfolgreich und qualitativ hochwertig ist:
1. Ein Fräser mit mehreren Zähnen und der für ein Material optimalen Schärfe
2. Ein Werkzeug schnell genug drehen, um ein Material richtig zu bearbeiten.
3. Die richtige Vorschubgeschwindigkeit, um das ausgewählte Material im Prozess zu bewegen
Die CNC-Fräsmaschine ermöglicht eine unglaublich präzise Steuerung dieser Komponenten. Für die Herstellung von Prototypenteilen ist die CNC-Bearbeitung und -Fertigung ein geeignetes Verfahren. Um vollständig zu verstehen, warum, ist es hilfreich, über die verschiedenen Formen nachzudenken, die ein Prototyp annehmen könnte, und darüber, warum diese Prototypen existieren. Lesen Sie weiter.
CNC-Fräsprototypen können für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Auf der grundlegendsten Ebene dienen sie als Vorlagen oder Requisiten, sodass das endgültige Erscheinungsbild oder Verhalten eines Teils durch grobe Annäherungen an den CNC-Bearbeitungsprototyp leichter verständlich wird. Diese fiktiven Prototypen könnten als Leitfaden für Forschung und Entwicklung oder als Proof of Concept dienen. Sie können auch verwendet werden, um potenziellen Investoren ein neues Produkt vorzustellen, wenn sie nach hohen ästhetischen Standards hergestellt werden.
Derartige Prototypen sind bedeutsam, müssen jedoch nicht immer mit teuren professionellen Werkzeugen hergestellt werden; sie können von Hand gebaut oder mit einem günstigen Desktop-3D-Drucker gedruckt werden.
Einige CNC-Fräsprototypen dienen jedoch Zwecken, die über die bloße visuelle Darstellung hinausgehen. Abhängig vom Stadium des Produktentwicklungsprozesses müssen Unternehmen möglicherweise technische Prototypen oder Produktionsprototypen erstellen. Diese Prototypen müssen nicht nur wie das fertige Produkt aussehen, sondern auch so funktionieren, wie es ist, und als Ersatz für das tatsächliche Produkt dienen, so nah wie möglich.
CNC-Bearbeitung und -Fertigung können eine großartige Option für die Prototypenerstellung sein. Obwohl es von der Art des Prototyps abhängt. Wofür wird der Prototyp verwendet? Aus welchem Material soll es bestehen? Aus welchem Material wird die endgültige Komponente hergestellt? Diese und andere Fragen werden Sie schließlich zur besten Prototyping-Technik führen.
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Optimierung des Prozessdesigns für CNC-Fräsmaschinen
Prozessdesign ist für die Entwicklung einer nachhaltigen CNC-Fräsfertigung notwendig.
Die richtige Prozessgestaltung führt zu einer gesamten Optimierung und Verbesserung des Herstellungsprozesses, was die Herstellungskosten senkt und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit sowie die Produktionseffizienz und Wiederholbarkeit erhöht.
Im Folgenden sind die Aspekte des Prozessdesigns für die CNC-Fräsfertigung aufgeführt: Materialauswahl, Prozessauswahl und -sequenzierung, Maschinen- und Werkzeugauswahl, Anforderungen an die Produktoberfläche, Kosten- und Zeitschätzung, Auswahl der Bearbeitungsparameter, Programmierung und Schneidvorgang.
Flussdiagramm der CNC-Bearbeitung und -Fertigung
Die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit, die Werkzeugverschleißrate, die Produktionszykluszeit, die Geschwindigkeit und die einfache Bearbeitbarkeit sind Faktoren, die bei der Auswahl der richtigen Bearbeitungsparameter berücksichtigt werden müssen. Die CNC-Fräsfertigung wurde entwickelt, um die Auswirkungen der Bearbeitungsparameter, einschließlich Schnittbreite, Schnittkraft, Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit, für einen effizienten Materialabtrag zu optimieren.
Die Auswahl der Materialien erfolgt auf der Grundlage der Spezifikationen der fertigen Produkte. Weniger dichte Materialien können sowohl mit hohen Schnittgeschwindigkeiten als auch mit hohen Vorschüben bearbeitet werden, was zu einer Reduzierung der Bearbeitungszeit und einem geringeren Stromverbrauch führt. Niedrige Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe werden typischerweise zur Herstellung harter und extrem dichter Materialien verwendet, was zu längeren Bearbeitungszeiten und einem höheren Stromverbrauch führt.
Materialien für die CNC-Fräsfertigung
Abhängig von der Anwendung, für die Ihr Design verwendet wird, gibt es eine große Auswahl an Materialien, die für die Kleinserienproduktion mit CNC-Frässervice kompatibel sind. Für Hersteller ist es einfach, das Material auszuwählen, das ihren Anforderungen am besten entspricht. Sobald Sie sich für die CNC-Fräsfertigung für Ihre Musterfertigung entschieden haben. Für eine CNC-Fräserei kann das richtige Material für Ihre Anforderungen verwendet werden, sei es Metall, Kunststoff, Keramik oder sogar Holz.
Jetzt werden wir einige der häufig verwendeten besprechen Materialien für die CNC-Fräsfertigung und erklärt einige der Anwendungen, für die es am besten geeignet ist.
Metallindustrie
Metalle gehören zu den beliebtesten Materialarten für CNC-Fräsmaschinen und es gibt eine große Auswahl. Sehen wir uns die beliebtesten Optionen für CNC-Metallfräsen im Allgemeinen und die Anwendungen an, für die sich jedes Metall am besten eignet.
Aluminium
Es ist eine ausgezeichnete Wahl sowohl für mechanische als auch für ästhetische Komponenten und wahrscheinlich das beliebteste Metall-CNC-Fräsmaterial. Aluminium lässt sich in der Regel einfacher verarbeiten als andere Metalle und ist daher aus wirtschaftlicher Sicht das praktischste Material. Wenn Aluminiumteile der Umwelt ausgesetzt werden, bilden sie eine Schutzschicht, die ihre Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erhöht. CNC-gefrästes Aluminium eignet sich aufgrund seiner hervorragenden Materialeigenschaften perfekt für den Einsatz in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Elektronikindustrie.
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Stahl
Die verschiedenen Stahllegierungen, die für Meta-CNC-Fräsdienstleistungen angeboten werden, sind in erster Linie auf eine hervorragende Bearbeitbarkeit ausgelegt. Stahl wird häufig für Teile verwendet, die eine verbesserte Formbarkeit und stärkere Schweißnähte erfordern, auch wenn die jeweiligen Materialqualitäten je nach Legierung variieren (1018, 1215, 12L14 usw. sind einige häufig verwendete Legierungen). Die besten Verwendungszwecke für dieses Material, die je nach Stahllegierung variieren, sind kommerzielle Produkte, Teile, die starke Schweißnähte erfordern, Zahnräder und Wellen sowie andere Anwendungen mit hoher Beanspruchung.
Edelstahl
Beim CNC-Fräsen von Metall ist Edelstahl eines der am besten geeigneten Materialien. Die Verwendung von Edelstahllegierungen hat mehrere Vorteile, darunter die Möglichkeit, sie wärmezubehandeln und Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Edelstahl hat für CNC-Fräsbetriebe vielfältige Einsatzmöglichkeiten, von medizinischen Geräten bis hin zu Elektronikgeräten
Kupfer
Nur wenige Metalle bieten die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer, wenn es um CNC-Fräsmaterialien aus Metall geht. Die hohe Korrosionsbeständigkeit des Materials hilft, Rost zu verhindern, und seine Wärmeleitfähigkeit erleichtert die Formgebung bei der CNC-Bearbeitung. Zu den Anwendungen gehören Kühlsysteme, Wärmetauscher sowie verschiedene technische Komponenten wie Ventile und Kühler, die häufig in der Automobilindustrie verwendet werden. Es ist wichtig zu verstehen, dass Kupfer gegenüber einigen Substanzen anfällig ist, darunter Säuren, Halogensulfide und Ammoniaklösungen.
Kunststoffe
Die Auswahl des Materials, aus dem ein Teil hergestellt werden soll, ist der erste Schritt bei der Teilekonstruktion. Die Auswahl endet nicht, nur weil Sie entscheiden, dass das Teil aus Kunststoff bestehen und CNC-gefräst werden soll. Im Jahr 2022 wird es eine große Vielfalt an bearbeitbaren Kunststoffen geben, jeder mit einem einzigartigen Satz von Eigenschaften. Im Allgemeinen sind CNC-gefräste Kunststoffteile erschwinglich und eignen sich gut als Prototypen.
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)
Häufig wird der vielseitige Kunststoff ABS verwendet. Es ist preisgünstig und verfügt über eine ausgezeichnete elektrische Beständigkeit, Härte und Schlagfestigkeit. Die Fertigstellung ist sehr einfach, da es sich leicht lackieren, ankleben oder zusammenschweißen lässt. Abhängig von der Bearbeitung kann ABS recht glänzend sein, weist jedoch typischerweise eine matte Oberfläche auf. Bei der ABS-CNC-Bearbeitung wird eine CNC-Fräsmaschine zum Schneiden oder Gravieren verwendet.
Kunststoffbälle
Robuster und langlebiger Nylon 6/6-Kunststoff kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Mit der erforderlichen Steifigkeit, um seine Form beizubehalten, und der Festigkeit, um Verformungen unter Belastungsbedingungen standzuhalten. Es verfügt über eine relativ hohe Chemikalien- und Hitzebeständigkeit. Ein weiteres gängiges Material, das sich gut für die CNC-Bearbeitung eignet, ist glasfaserverstärktes Nylon.
Polyetheretherketon (PEEK)
Ceramic PEEK ist ein Kunststoff mit hoher Dimensionsstabilität und Schlagfestigkeit, der sich zudem hervorragend bearbeiten lässt. PEEK ist ein echter technischer Kunststoff mit hoher Festigkeit und Stabilität. Er hält über längere Zeit hohen Temperaturen stand und kann in zahlreichen Anwendungen als Metallersatz eingesetzt werden. PEEK wird in modernen medizinischen, aeronautischen und elektrischen Komponenten verwendet. Es neigt nicht dazu, im Laufe der Zeit zu kriechen oder sich zu verformen wie andere Harze, was es zu einer fantastischen Wahl für leichte Vorrichtungen macht. PEEK ist wesentlich teurer als viele andere Polymere und wird daher normalerweise nur unter extremen Umständen eingesetzt. Es ist häufig erforderlich, es während des Bearbeitungsprozesses zu glühen, um Spannungsrisse zu vermeiden.
Keramik
Die keramische CNC-Bearbeitung hat sich auch in Branchen bewährt, in denen Maschinisten komplizierte, hochpräzise Industrieteile herstellen müssen. Keramische Bauteile sind zudem sehr verschleißfest und daher ein erstklassiges Ziel für langlebige Bauteile.
Vorteile einer CNC-Fräsmaschine mit geringem Volumen
Der CNC-Frässervice für kleine Stückzahlen bietet gegenüber herkömmlichen Frästechniken verschiedene Vorteile, die Sie und Ihr Unternehmen bei der Herstellung der gewünschten Artikel unterstützen können. Lassen Sie uns untersuchen, wie eine CNC-Fräserei für die Produktion kleiner Stückzahlen von Vorteil ist.
- Einfacher Übergang: Vereinfachung des Übergangs vom Prototyp zur Serienproduktion. Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem Sie über einen erfolgreichen Prototypen verfügen, aber zögern, mit einer Großserienproduktion fortzufahren, weil Ihnen Leistungsinformationen aus der tatsächlichen Verwendung fehlen. Sie können Ihr Produkt mithilfe der CNC-Fräsfertigung in kleinen Stückzahlen konstruieren, die Ihnen eine Zwischenstufe zwischen Prototyp und Großserienfertigung bietet.
- Erweitern Sie Ihre Flexibilität: Es ist schwierig, Ihr Produkt zu aktualisieren, wenn Sie sich erst einmal für die Produktion großer Stückzahlen entschieden haben. Beim CNC-Fräsen kleiner Stückzahlen können Sie jedoch die Details jeder Charge ändern, während Ihr Design aktualisiert wird.
- Weniger Investitionen: Der Kostenaufwand für das CNC-Fräsen in Kleinserien ist deutlich geringer als für konventionelle Prozesse in Großserien. Dies hilft Unternehmen, Geld zu sparen und gleichzeitig Größenvorteile zu erzielen.
- Schnellere Produkteinführungen: Der Aufbau großer Produktionsanlagen kann eine Weile dauern. Durch die Minimierung von Engpässen in Ihrem Produktionsprozess kann eine CNC-Fräsmaschine für kleine Stückzahlen Ihnen dabei helfen, Waren schneller auf den Markt zu bringen.
- Schnelle und effektive Produktion: Beim Einsatz von Fräsmaschinen kann man diese mit höchster Geschwindigkeit laufen lassen, um mit den steigenden Anforderungen Schritt zu halten. Darüber hinaus sind zur Herstellung der Teile nur minimale Schritte erforderlich, was zu einer hohen Effizienz führt. Im Vergleich zur manuellen Bearbeitung ist das Verfahren genauer und kann wiederholt angewendet werden.
- Ermöglicht die hochpräzise Herstellung komplizierter Formen. nutzt hochentwickelte CAD-Software, um zahlreiche Funktionen auszuführen und Ergebnisse zu erzeugen, die manuell nicht dupliziert werden können. Vollautomatische Systeme garantieren, dass keine Sicherheitsrisiken für den Bediener entstehen.
- Höhere Präzision und Genauigkeit: CNC-Bearbeitung und -Fertigung können sieben Tage die Woche ununterbrochen durchgeführt werden, ohne dass man müde wird, Pausen macht oder Kompromisse eingehen muss. Diese Eigenschaften machen es zu einer der besten Möglichkeiten, die Fertigung schnell, effizient und skalierbar zu gestalten, ohne Kosten zu verursachen, und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Maschine ein hohes Maß an Präzision beibehält und kein Material verschwendet.
Wer nutzt CNC-Fräsdienstleistungen für kleine Stückzahlen?
Wenn wir über CNC-Bearbeitung und Fertigung für die Kleinserienfertigung sprechen. Dann ist es auch wichtig zu wissen, wer diesen Service nutzt. Lassen Sie uns im Detail besprechen, welche Unternehmen den CNC-Frässervice für ihre Kleinserienproduktion bevorzugen.
- Kleine Unternehmen
- Architekten für ihre Modellerstellung
- Werbeagenturen
- Künstler und andere unabhängige Auftragnehmer
Wenn Sie mehr über CNC-Maschinen für kleine Stückzahlen wissen, können Sie beurteilen, ob diese alle Ihre Fräs- oder Drehanforderungen erfüllen. Um Ihren Umsatz zu maximieren, geben Sie nicht mehr Geld für die Lagerhaltung Ihrer Produkte aus.
Für einen einzelnen Prototyp oder eine Reihe von Mustern für eine Messe oder Verkaufspräsentation zur Präsentation eines neuen Produkts kann die CNC-Bearbeitung und -Fertigung in kleinen Stückzahlen Ihre Lösung sein.
Tipps zur Auswahl einer CNC-Fräswerkstatt
Obwohl die Auswahl eines CNC-Fräsdienstes einfach erscheinen mag, erfordert sie mehr als nur einen Blick auf eine Liste von Funktionen oder Spezifikationen. Bei Berücksichtigung können die folgenden Faktoren bei der Auswahl hilfreich sein.
Produktgenauigkeit und -qualität
Bei der Auswahl einer CNC-Fräserei ist Qualität einer der wichtigsten Faktoren, die berücksichtigt werden müssen. Der beste CNC-Bearbeitungsdienstleister muss auch eine Reihe anderer Anforderungen erfüllen, darunter hochdichte Designs, schnelle Produktionslinien, gute Leitfähigkeit, Haltbarkeit und vieles mehr. Entscheidend ist jedoch die Präzision und Genauigkeit, die der Dienstleister oder Hersteller liefert. Darüber hinaus ist es wichtig, sicherzustellen, dass er Ihre Anforderungen erfüllen kann.
Berufserfahrung
Ihre gesamte Marktpräsenz und die Art von Kunden, mit denen sie zu tun hatten, sind zwei der wichtigsten Merkmale, die den besten CNC-Fräsdienstleister von den anderen abheben. Die Branchenerfahrung mit CNC-Bearbeitungsanbietern zeigt ihre Innovationsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit an Spitzentechnologien. Daher müssen Sie sich nach der Erfahrung eines Anbieters im jeweiligen Bereich erkundigen und ob er bereits mit Kunden aus verschiedenen Branchen zu tun hatte.
Pünktliche Lieferung
Während Genauigkeit und Qualität entscheidende Faktoren sind, muss der Lieferant auch schnelle Reaktionszeiten bieten. Prüfen Sie daher, ob die CNC-Fräserei, mit der Sie sprechen, eine solide Erfolgsbilanz bei der pünktlichen Lieferung ohne Qualitätseinbußen vorweisen kann.
Kunden hilfe
Die Bereitstellung eines hervorragenden Kundensupports ist für jede CNC-Fräserei von entscheidender Bedeutung, um zu expandieren und mehr Kunden zu gewinnen. Darüber hinaus müssen sie für technische Gespräche, die Beantwortung von Anfragen und den Austausch von Anregungen zur Verfügung stehen. Um die Gesamtqualität und den Grad der Kundenbetreuung zu bewerten, fragen potenzielle Kunden typischerweise ihre Freunde und Kollegen nach Empfehlungen oder suchen in verschiedenen Internetforen nach Informationen und Bewertungen.
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Die Fazit
Die oben genannten Tipps können Ihnen dabei helfen, die beste Auswahl an CNC-Fräsdienstleistern zu treffen. Selbst in hochsensiblen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrtindustrie ist die Präzision von CNC-Maschinendienstleistern sowohl für kleine als auch für große Stückzahlen sehr anspruchsvoll geworden. Daher müssen Sie die Erfahrung und Dienstleistungen berücksichtigen, die Anbieter von bearbeiteten Komponenten ihren Kunden anbieten, bevor Sie sich für eines dieser Unternehmen entscheiden.
Ein bekannter und kompetenter Anbieter und Hersteller von CNC-Bearbeitungsdiensten in China ist BaiChun. Das Unternehmen blickt auf eine lange Geschichte auf dem Markt zurück und hat seinen Kunden stets erstklassige CNC-bearbeitete Komponenten mit außergewöhnlicher Geschwindigkeit und beispielloser Leistung geliefert. Das Unternehmen hat bisher CNC-Bearbeitungsdienstleistungen für Kunden in verschiedenen öffentlichen und privaten Sektoren erbracht, darunter Medizin, Öl und Gas, Luft- und Raumfahrt und mehr.
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