Frezen is niet nieuw; het wordt al eeuwenlang in verschillende vormen gebruikt. Het omvat het weghakken van stukken van een blok of voorwerp gemaakt van hout, metaal of plastic. Het gekozen materiaal is afhankelijk van de gewenste uitkomsten. Door numerieke computerbesturing (CNC) aan dit proces toe te voegen, verhoogt u de nauwkeurigheid ervan. Om de kwaliteit te garanderen, wordt elke snede berekend met behulp van gespecialiseerde software. Hoewel deze methode ook een groot aantal producten kan produceren.
Maar hier zullen we de productie van CNC-freesmachines in kleine volumes bespreken. Hoe kan CNC-freesservice gunstig zijn voor de productie van kleine volumes en waarom? Laten we dit in detail onderzoeken
CNC-freesmachine met laag volume
In de begindagen van de productie maakte een ervaren expert elk item afzonderlijk. Massaproductie en fabrieken kwamen tot stand door de behoefte aan snellere en goedkopere goederen. Tegenwoordig produceren grootschalige productiefabrieken jaarlijks miljoenen producten.
Maar wat als u er elk jaar duizend, honderd of zelfs tien moet creëren? In de sector van medische hulpmiddelen is de productie van kleine volumes bijvoorbeeld heel gebruikelijk, omdat innovatieve concepten worden uitgeprobeerd op proefmarkten of in klinische onderzoeken voordat grotere aantallen nodig zijn.
Foto door Masters on Unsplash
Omdat apparatuur- en opstartkosten een groter deel van het projectbudget in beslag nemen, zijn er beperkte keuzes voor fabricage technieken, ontwerpen en productesthetiek.
Omdat het minder waarschijnlijk is dat leveranciers reageren, moet er actiever worden omgegaan met het managen van de klantverwachtingen. Ondanks de moeilijkheden is er echter ook CNC-freesproductie een kans.
Misschien moet je wat aanpassingen maken, maar met goede ontwerpprincipes en zelfs een beetje innovatie kun je een winstgevend, ongelooflijk aantrekkelijk product in kleine hoeveelheden tegen een redelijke prijs op de markt brengen. Als u deze zaken in gedachten houdt, kunt u productie in kleine volumes produceren door efficiënt gebruik te maken van de CNC-freesservice.
Vergeleken met typische productieprocessen, waarbij duizenden of miljoenen stukken materiaal worden gefreesd volgens de juiste specificaties, verwijst CNC-bewerkingsservice met een laag volume naar de situatie waarin slechts enkele eenheden worden gefreesd. Bovendien duidt het "CNC"-gedeelte op het feit dat het frezen wordt aangestuurd door een computer in plaats van met de hand. Computer Numerical Control, of CNC, is de term die wordt gebruikt om het proces te beschrijven waarbij een computer digitale gegevens van een computer omzet in freesinstructies voor machines die materiaal kunnen verwijderen.
Een CNC-freesmachine met laag volume combineert dus de voordelen van numerieke computerbesturing met de principes van frezen om een klein aantal stukken te produceren. Niet alle bedrijven en andere organisaties hebben grote hoeveelheden producten nodig; sommige hebben eenvoudigweg kleine batches nodig.
CNC-freesproductiemethode
In de CNC-freeswerkplaats worden multi-point, roterende snijgereedschappen verplaatst en gebruikt in het CNC-freesproductieproces, dat computergestuurde besturingen gebruikt om deze acties te reguleren. Om de vereiste vorm en grootte te produceren, verwijderen de gereedschappen gestaag extra materiaal terwijl ze roteren en over het oppervlak van het werkstuk bewegen.
Foto door Daniël Smyth on Unsplash
Bij CNC-bewerking en productie kunnen vier verschillende stappen worden gedefinieerd in het CNC-freesmachineproces:
- Ingenieurs ontwikkelen het benodigde ontwerp met behulp van een CAD-model in 2D of 3D.
- Conversie van een CAD-model naar een CNC-programma: het ontwerp wordt geëxporteerd naar een compatibel bestandsformaat en met behulp van CAM-software omgezet in machine-instructies.
- Een CNC-freesmachine instellen: De operator maakt alles klaar voor de machine en het werkstuk
- Uitvoering van de freesbewerking: De machine-operator start het bewerkingsprogramma.
De computergestuurde systemen elimineren de kans op fouten tussen ontwerp en productie, doordat ontwerpinformatie rechtstreeks uit de tekeningen of modellen van een ingenieur wordt gelezen.
Er zijn drie factoren die er in hoge mate voor zorgen dat het malen succesvol en van hoge kwaliteit is:
1. Een frees met meerdere tanden en de optimale scherpte voor een materiaal
2. Gereedschap snel genoeg roteren om een materiaal goed te kunnen behandelen.
3. De juiste voedingssnelheid om het geselecteerde materiaal door het proces te verplaatsen
CNC-freesmachine maakt ongelooflijk nauwkeurige controle over deze componenten mogelijk. Voor het maken van prototypeonderdelen is CNC-bewerking en -productie een geschikte procedure. Het helpt om na te denken over de verschillende vormen die een prototype kan aannemen en waarom deze prototypen bestaan, om volledig te begrijpen waarom? Blijf lezen.
CNC-freesprototypes kunnen een breed scala aan doeleinden dienen. Ze dienen als sjablonen of rekwisieten op hun meest basale niveau, waardoor het uiteindelijke uiterlijk of gedrag van een onderdeel gemakkelijker te begrijpen is door middel van losse benaderingen van het CNC-bewerkingsprototype. Deze fictieve prototypes kunnen dienen als een routekaart voor R&D of proof of concept. Ze kunnen ook worden gebruikt om een nieuw product te introduceren bij potentiële investeerders als ze worden geproduceerd volgens een hoge esthetische standaard.
Dergelijke prototypes zijn belangrijk, maar hoeven niet altijd met dure professionele gereedschappen te worden gemaakt. Ze kunnen ook met de hand worden gebouwd of worden geprint met een goedkope 3D-printer.
Sommige CNC-freesprototypes dienen echter doeleinden die verder gaan dan een eenvoudige visuele weergave. Afhankelijk van de fase van het productontwikkelingsproces moeten bedrijven mogelijk technische prototypes of productieprototypes bouwen; deze prototypes moeten er niet alleen uitzien als het eindproduct, maar ook presteren zoals ze doen, en zo goed mogelijk dienen als vervanging voor het werkelijke product.
CNC-bewerking en -productie kunnen een geweldige optie zijn voor prototyping. Hoewel het afhangt van het type prototype. Waarvoor zal het prototype worden gebruikt? Van wat voor materiaal zal het gemaakt zijn? Van welk materiaal zal het laatste onderdeel worden gemaakt? Door deze en andere vragen wordt u uiteindelijk doorverwezen naar de beste prototypingtechniek.
Foto door Masters on Unsplash
Procesontwerpoptimalisatie voor CNC-freesmachines
Procesontwerp is noodzakelijk voor de ontwikkeling van een duurzame CNC-freesproductie.
Een goed procesontwerp resulteert in de gehele optimalisatie en verbetering van het productieproces, waardoor de fabricagekosten worden verlaagd en de economische efficiëntie, productie-efficiëntie en herhaalbaarheid worden verhoogd.
Hieronder volgen de procesontwerpaspecten voor de productie van CNC-freesmachines: materiaalkeuze, proceskeuze en volgordebepaling, machine- en gereedschapskeuze, productafwerkingseisen, kosten- en tijdschatting, selectie van bewerkingsparameters, programmering en snijbewerking.
Stroomschema van CNC-bewerking en productie
De kwaliteit van de oppervlakteafwerking, de snelheid van gereedschapsslijtage, de productiecyclustijd, de snelheid en het gemak van bewerkbaarheid zijn allemaal factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van de juiste bewerkingsparameters. De CNC-freesproductie is ontwikkeld om de effecten van de bewerkingsparameters te optimaliseren, waaronder de snedebreedte, snijkracht, snedediepte en voedingssnelheid voor een efficiënte verwijdering van materiaal.
Materialen worden gekozen op basis van de specificaties van de eindproducten. Materialen met een lagere dichtheid kunnen zowel bij hoge snijsnelheden als bij hoge voedingssnelheden worden bewerkt, met als gevolg een kortere bewerkingstijd en een lager energieverbruik. Lage snijsnelheden en voedingen worden doorgaans gebruikt om harde en extreem dichte materialen te vervaardigen, wat resulteert in langere bewerkingstijden en een hoger energieverbruik.
Materialen voor CNC-freesproductie
Er is een grote verscheidenheid aan materialen die compatibel zijn voor productie in kleine volumes met CNC-freesservice, afhankelijk van de toepassing waarvoor uw ontwerp zal worden gebruikt. Fabrikanten kunnen eenvoudig het materiaal selecteren dat het beste aan hun eisen voldoet. Zodra u ervoor hebt gekozen om CNC-freesproductie te gebruiken voor uw monsterproductie. Het juiste materiaal voor uw behoeften, of het nu metaal, kunststof, keramiek of zelfs hout is, kan worden gebruikt voor een CNC-freeswerkplaats.
Nu zullen we enkele van de meest gebruikte bespreken materialen voor CNC-freesproductie en legt enkele van de toepassingen uit waarvoor het het meest geschikt is.
Metalen
Metalen zijn een van de populairste materiaalsoorten voor CNC-freesmachines en er is een grote verscheidenheid om uit te kiezen. Laten we de populairste opties voor metaal-CNC-frezen in het algemeen bekijken en de toepassingen waarvoor elk metaal het meest geschikt is.
Aluminium
Het is een uitstekende keuze voor zowel mechanische als esthetische componenten en is waarschijnlijk het meest populaire CNC-freesmateriaal voor metaal. Aluminium is doorgaans gemakkelijker te verwerken dan andere metalen, waardoor het vanuit economisch oogpunt het meest praktische materiaal is. Bij blootstelling aan de omgeving ontwikkelen aluminium onderdelen een beschermende laag die hun sterkte en corrosieweerstand verhoogt. CNC-gefreesd aluminium is vanwege zijn superieure materiaaleigenschappen perfect voor toepassing in de automobiel-, ruimtevaart-, medische en elektronische industrie.
Foto door Masters on Unsplash
Staal
De verschillende staallegeringen die worden aangeboden voor meta-CNC-freesdiensten zijn in de eerste plaats ontworpen voor superieure bewerkbaarheid. Staal wordt vaak gebruikt voor stukken die een betere vervormbaarheid en sterkere lasnaden vereisen, ook al variëren de specifieke materiaalkwaliteiten afhankelijk van de legering (1018, 1215, 12L14, enz. zijn enkele regelmatig gebruikte legeringen). De beste toepassingen voor dit materiaal, die variëren afhankelijk van de staallegering, zijn commerciële producten, onderdelen die sterke lasnaden, tandwielen en assen nodig hebben, evenals andere toepassingen met hoge spanning.
Roestvast staal
Bij het CNC-frezen van metaal is roestvrij staal een van de meest geschikte materialen. Het gebruik van roestvrijstalen legeringen heeft verschillende voordelen, waaronder de mogelijkheid om ze met warmte te behandelen en corrosieweerstand te bieden. Roestvrij staal heeft een breed scala aan mogelijke toepassingen voor CNC-freeswerkplaatsen, waaronder alles van medische apparatuur tot uitrusting voor elektronica
Koper
Er zijn maar weinig metalen die de elektrische geleidbaarheid bieden die koper biedt als het gaat om CNC-freesmaterialen voor metaal. De hoge corrosiebestendigheid van het materiaal helpt roest te voorkomen en de thermische geleidbaarheid vergemakkelijkt CNC-bewerkingsvormen. Toepassingen zijn onder meer koelsystemen, warmtewisselaars en verschillende technische componenten zoals kleppen en radiatoren, die vaak worden gebruikt in de auto-industrie. Het is cruciaal om te begrijpen dat koper kwetsbaar is voor bepaalde stoffen, waaronder zuren, halogeensulfiden en ammoniakoplossingen.
Kunststoffen
Het kiezen van het materiaal waaruit een onderdeel moet worden geconstrueerd, is de eerste fase in het ontwerpen van een onderdeel. De keuze eindigt niet alleen omdat u bepaalt dat het onderdeel van kunststof moet worden gemaakt en CNC-gefreesd. In 2022 zal er een grote verscheidenheid aan bewerkbare kunststoffen beschikbaar zijn, elk met een unieke set kwaliteiten. Over het algemeen zijn CNC-gefreesde kunststof onderdelen betaalbaar en vormen ze goede prototypes.
Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)
Het veelzijdige plastic dat bekend staat als ABS wordt vaak gebruikt. Het is redelijk geprijsd en heeft een uitstekende elektrische weerstand, hardheid en slagvastheid. Het is heel eenvoudig te voltooien omdat het gemakkelijk kan worden geverfd, geplakt of aan elkaar gelast. Afhankelijk van de manier waarop het wordt bewerkt, kan ABS tamelijk glanzend zijn, maar heeft het doorgaans een mat oppervlak. Bij ABS CNC-bewerking wordt gebruik gemaakt van een CNC-freesmachine om te snijden of graveren.
Nylon
Sterk en duurzaam nylon 6/6 kunststof kan in een breed scala aan toepassingen worden gebruikt. Met de stijfheid die nodig is om zijn vorm te behouden en de sterkte om vervorming onder belastingsomstandigheden te weerstaan. Het heeft een relatief sterke chemische en hittebestendigheid. Een ander veelgebruikt materiaal dat goed werkt voor CNC-bewerking is met glas gevuld nylon.
Polyetheretherketon (PEEK)
Een materiaal met een hoge dimensionale stabiliteit en slagvastheid, Ceramic PEEK is een kunststof die ook een uitstekende bewerkbaarheid biedt. PEEK is een echte technische kunststof met een grote sterkte en stabiliteit. Het kan langdurige blootstelling aan hoge temperaturen weerstaan en kan worden gebruikt als metaalvervanger in verschillende toepassingen. Geavanceerde medische, luchtvaart- en elektrische componenten gebruiken allemaal PEEK. Het heeft niet de neiging om te kruipen of te vervormen in de loop van de tijd zoals andere harsen, waardoor het een fantastische keuze is voor lichtgewicht armaturen. PEEK is aanzienlijk duurder dan veel andere polymeren, daarom wordt het meestal alleen gebruikt in extreme omstandigheden. Het is vaak vereist om het te gloeien tijdens het bewerkingsproces om spanningsbreuken te voorkomen.
Keramiek
Keramische CNC-bewerking is ook effectief geweest in industrieën waar machinisten ingewikkelde, zeer nauwkeurige industriële onderdelen moeten produceren. Keramische componenten zijn ook zeer slijtvast, waardoor ze een belangrijk doelwit zijn voor componenten met een lange levensduur.
Voordelen van een CNC-freesmachine met laag volume
Een laagvolume CNC-freesservice biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele freestechnieken, die u en uw bedrijf kunnen helpen bij het maken van de gewenste items. Laten we eens kijken hoe een CNC-freeswerkplaats gunstig is voor de productie van kleine volumes.
- Eenvoudige overgang: maakt de overgang van prototype naar volledige productie eenvoudiger. Denk eens aan een scenario waarin u een succesvol prototype heeft, maar aarzelt om door te gaan met een grootschalige productie, omdat u prestatie-informatie over feitelijk gebruik mist. U kunt uw product construeren met behulp van CNC-freesproductie in kleine volumes, waardoor u een fase hebt tussen prototype en productie op grote schaal.
- Breid uw flexibiliteit uit: Het is een uitdaging om uw product bij te werken als u eenmaal bent toegewijd aan productie in grote volumes. Met CNC-frezen in kleine volumes kunt u echter de details van elke batch wijzigen terwijl uw ontwerp wordt bijgewerkt.
- Minder investeringen: De kosten voor CNC-frezen met kleine volumes zijn aanzienlijk lager dan voor conventionele processen met grote volumes. Als gevolg hiervan helpt het bedrijven geld te besparen en tegelijkertijd schaalgrootte na te streven.
- Snellere productlanceringen: Het opzetten van grootschalige productiefabrieken kan enige tijd duren. Door knelpunten in uw productieproces te minimaliseren, kan een CNC-freesmachine met een laag volume u helpen goederen sneller te lanceren.
- Snelle en effectieve productie: Wanneer u freesmachines gebruikt, kunt u ze op de hoogste snelheid laten draaien om aan de escalerende vraag te kunnen voldoen. Bovendien zijn er minimale stappen nodig om onderdelen te maken, wat leidt tot een hoge efficiëntie. Vergeleken met handmatige bewerking is de procedure nauwkeuriger en kan deze herhaaldelijk worden gebruikt.
- Maakt de uiterst nauwkeurige productie van ingewikkelde vormen mogelijk. maakt gebruik van geavanceerde CAD-software om talrijke functies uit te voeren en uitvoer te produceren die onmogelijk handmatig te dupliceren is. Volledig geautomatiseerde systemen garanderen dat er geen veiligheidsrisico's zijn voor de operator.
- Hogere precisie en nauwkeurigheid: CNC-bewerking en -productie kunnen zeven dagen per week onafgebroken werken zonder moe te worden, pauzes te nemen of compromissen te sluiten. Deze functies maken het een van de beste manieren om fabricage snel, efficiënt en schaalbaar te maken zonder kosten te maken, terwijl het er ook voor zorgt dat de machine een hoog precisieniveau behoudt en geen materiaal verspilt.
Wie maakt gebruik van CNC-freesdiensten met laag volume?
Als we het hebben over CNC-bewerking en productie voor productie in kleine volumes. Dan is het ook belangrijk om te weten wie er gebruik maakt van deze dienst. Laten we in detail bespreken welke bedrijven de voorkeur geven aan CNC-freesservice voor hun productie in kleine volumes.
- Kleine bedrijven
- Architecten voor hun modelcreatie
- Publiciteitsbureaus
- Kunstenaars en andere onafhankelijke contractanten
Meer weten over low-volume CNC stelt u in staat om te beoordelen of het voldoet aan al uw frees- of zelfs draaibehoeften. Om uw inkomsten te maximaliseren, moet u niet meer geld uitgeven aan het op voorraad houden van uw producten.
Voor een enkel prototype of een reeks monsters voor een beurs of verkooppresentatie om een nieuw product te demonstreren, kan CNC-bewerking en -productie in kleine volumes uw oplossing zijn.
Tips voor het kiezen van een CNC-freeswerkplaats
Hoewel het kiezen van een CNC-freesservice eenvoudig lijkt, houdt het meer in dan alleen kijken naar een lijst met kenmerken of specificaties. Als er rekening mee wordt gehouden, kunnen de volgende factoren behulpzaam zijn bij het maken van de keuze.
Productnauwkeurigheid en kwaliteit
Bij het kiezen van een CNC-freeswerkplaats is kwaliteit een van de belangrijkste factoren om rekening mee te houden. De beste CNC-bewerkingsdienstverlener moet ook aan een aantal andere vereisten voldoen, waaronder ontwerpen met hoge dichtheid, snelle productielijnen, goede geleiding, duurzaamheid en nog veel meer. De precisie en nauwkeurigheid die de dienstverlener of fabrikant biedt, is echter wat telt. Daarnaast is het van cruciaal belang om te bevestigen dat ze aan uw behoeften kunnen voldoen.
Werkervaring
Hun totale marktpositie en de soorten klanten waarmee ze zaken hebben gedaan, zijn twee van de meest cruciale kenmerken die de beste CNC-freesdienstverlener onderscheiden van de rest. Ervaring in de sector met CNC-bewerkingsleveranciers toont hun vermogen tot innovatie en aanpassing aan geavanceerde technologie. Daarom moet u informeren naar de ervaring van een leverancier in het relevante veld en of ze zaken hebben gedaan met klanten uit verschillende industrieën.
Levering op tijd
Hoewel nauwkeurigheid en kwaliteit cruciale factoren zijn, moet de leverancier ook snelle reactietijden bieden. Controleer daarom of de CNC-freeswerkplaats waarmee u spreekt een solide staat van dienst heeft op het gebied van tijdige levering zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.
Klantenservice
Het bieden van uitstekende klantenondersteuning is van cruciaal belang voor elke CNC-freeswerkplaats om uit te breiden en meer klanten te werven. Bovendien moeten ze beschikbaar zijn voor technische gesprekken, om te reageren op vragen en om suggesties te delen. Om de algehele kwaliteit en mate van klantenondersteuning te beoordelen, vraagt een potentiële klant doorgaans zijn vrienden en collega's om aanbevelingen of zoekt hij naar informatie en recensies op verschillende internetfora.
Foto door Berkeley-communicatie on Unsplash
Het komt neer op
Bovenstaande tips kunnen u helpen bij het maken van de beste keuze voor CNC-freesdienstverleners. Zelfs in zeer gevoelige gebieden zoals de lucht- en ruimtevaartindustrie is de nauwkeurigheid van zowel kleine als grote CNC-machineserviceproviders behoorlijk veeleisend geworden. Daarom moet u rekening houden met de ervaring en diensten die leveranciers van machinaal bewerkte componenten hun klanten bieden voordat u voor een van hen kiest.
Een bekende en bekwame CNC-bewerkingsdienstverlener en -fabrikant in China is dat wel BaiChun. Het bedrijf heeft een lange geschiedenis in de markt en heeft zijn klanten voortdurend eersteklas CNC-gefreesde componenten geleverd met uitzonderlijke snelheden en ongeëvenaarde prestaties. Het bedrijf heeft tot nu toe CNC-bewerkingsdiensten geleverd aan klanten in een verscheidenheid aan publieke en private sectoren, waaronder de medische sector, de olie- en gassector, de lucht- en ruimtevaartsector en meer.
Als u nog vragen heeft over deze blog, kunt u ons dit laten weten door hieronder een reactie te plaatsen.
