Fräsning är inte nytt; det har använts i evigheter i olika former. Det innebär att man sågar bort bitar av ett block eller föremål av trä, metall eller plast. Det valda materialet beror på önskat resultat. Genom att lägga till datorstyrd numerisk styrning, eller CNC, till denna process höjer man dess precisionsnivå. För att säkerställa kvaliteten beräknas varje snitt med hjälp av specialiserad programvara. Även om denna metod också kan producera en stor volym av produkter.
Men här kommer vi att diskutera tillverkning av CNC-fräsning i låg volym. Hur CNC-fräsningstjänster är fördelaktiga för produktion i låg volym och varför? Låt oss utforska detta i detalj.
CNC-fräsmaskin med låg volym
I början av produktionen tillverkade en skicklig expert varje produkt individuellt. Masstillverkning och fabriker uppstod på grund av behovet av snabbare och billigare varor. Idag producerar storskaliga produktionsanläggningar miljontals produkter årligen.
Men tänk om du bara behöver skapa tusen, hundra eller till och med tio varje år? Inom medicinteknisk industri är till exempel lågvolymproduktion mycket vanligt eftersom innovativa koncept testas på pilotmarknader eller i kliniska prövningar innan större antal krävs.
Foto: Mästare on Unsplash
Eftersom utrustnings- och installationskostnader tar upp större delar av projektbudgeten finns det begränsade alternativ för tillverkningstekniker, design och produktestetik.
Eftersom leverantörer är mindre benägna att svara, måste hanteringen av kundernas förväntningar göras mer aktivt. Men trots svårigheterna finns det även en möjlighet inom CNC-fräsningstillverkning.
Du kan behöva göra vissa justeringar, men med bra designprinciper och även lite innovation kan du lansera en lönsam och otroligt attraktiv produkt i små kvantiteter till ett rimligt pris. Med dessa saker i åtanke kan du producera lågvolymsproduktion genom att effektivt använda CNC-fräsningstjänsten.
Jämfört med typiska tillverkningsprocesser, där tusentals eller miljontals materialbitar fräsas enligt lämplig specifikation, avser lågvolyms-CNC-bearbetningstjänster situationen där bara ett fåtal enheter fräses. Dessutom betecknar "CNC"-delen det faktum att fräsningen styrs av en dator snarare än för hand. Datornumerisk styrning, eller CNC, är den term som används för att beskriva den process genom vilken en dator konverterar digitala data från en dator till fräsinstruktioner för maskiner som kan avlägsna material.
Så en CNC-fräsmaskin för låg volym kombinerar fördelarna med datorstyrd numerisk styrning med principerna för fräsning för att producera ett litet antal delar. Inte alla företag och andra organisationer behöver stora serier av produkter; vissa behöver helt enkelt små serier.
CNC-fräsningstillverkningsmetod
I CNC-fräsverkstaden används roterande skärverktyg i CNC-fräsningsprocessen, där datoriserade kontroller används för att reglera dessa åtgärder. För att producera önskad form och storlek avlägsnar verktygen stadigt extra material när de roterar och rör sig över arbetsstyckets yta.
Foto: Daniel Smyth on Unsplash
Vid CNC-bearbetning och tillverkning kan fyra distinkta steg definieras i CNC-fräsprocessen:
- Ingenjörer utvecklar den nödvändiga designen med hjälp av en CAD-modell i 2D eller 3D.
- Konvertering av en CAD-modell till ett CNC-program: designen exporteras till ett kompatibelt filformat och omvandlas med hjälp av CAM-programvara till maskininstruktioner.
- Uppställning av en CNC-fräsmaskin: Operatören förbereder allt för maskinen och arbetsstycket
- Utförande av fräsningsoperationen: Maskinoperatören startar bearbetningsprogrammet.
De datoriserade systemen eliminerar risken för fel mellan design och tillverkning genom att läsa designinformation direkt från en ingenjörs ritningar eller modeller.
Det finns tre faktorer som i hög grad bidrar till att fräsningen blir framgångsrik och håller hög kvalitet:
1. En skärare med flera tänder och optimal skärpa för ett material
2. Att rotera ett verktyg tillräckligt snabbt för att behandla ett material korrekt.
3. Rätt matningshastighet för att förflytta det valda materialet längs processen
CNC-fräsmaskiner möjliggör otroligt exakt kontroll över dessa komponenter. För att tillverka prototypdelar är CNC-bearbetning och tillverkning en lämplig procedur. Det är bra att tänka på de olika former som en prototyp kan anta och varför dessa prototyper finns för att fullt ut förstå varför. Fortsätt läsa.
CNC-fräsprototyper kan tjäna en mängd olika syften. De fungerar som mallar eller rekvisita på sin mest grundläggande nivå, vilket gör en dels slutliga utseende eller beteende lättare att förstå genom lösa approximationer av CNC-bearbetningsprototypen. Dessa fiktiva prototyper kan fungera som en färdplan för FoU eller konceptualisering. De kan också användas för att introducera en ny produkt för potentiella investerare om de produceras med en hög estetisk standard.
Den här typen av prototyper är betydelsefulla, men de behöver inte alltid produceras med dyra professionella verktyg; de kan byggas för hand eller skrivas ut med en billig 3D-skrivare.
Vissa CNC-fräsprototyper tjänar dock syften utöver en enkel visuell avbildning. Företag kan behöva konstruera tekniska prototyper eller produktionsprototyper beroende på produktutvecklingsprocessens skede; dessa prototyper måste inte bara se ut som den färdiga produkten utan också fungera som de gör, och fungera som en ersättare för själva produkten så nära som möjligt.
CNC-bearbetning och tillverkning kan vara ett bra alternativ för prototypframställning. Det beror dock på typen av prototyp. Vad kommer prototypen att användas till? Vilken typ av material kommer den att tillverkas av? Vilket material kommer den slutliga komponenten att tillverkas av? Du kommer slutligen att vägledas till den bästa prototypframställningstekniken genom dessa och andra frågor.
Foto: Mästare on Unsplash
Processdesignoptimering för CNC-fräsmaskin
Processdesign är nödvändig för utvecklingen av hållbar CNC-frästillverkning.
Korrekt processdesign resulterar i hela optimeringen och förbättringen av tillverkningsprocessen, vilket sänker tillverkningskostnaderna samtidigt som det ökar den ekonomiska och produktionsmässiga effektiviteten samt repeterbarheten.
Följande är processdesignaspekterna för CNC-frästillverkning: Materialval, processval och sekvensering, maskin- och verktygsval, krav på produktfinish, kostnads- och tidsuppskattning, val av bearbetningsparametrar, programmering och skäroperation.
Flödesschema för CNC-bearbetning och tillverkning
Ytfinishens kvalitet, verktygsslitagehastigheten, produktionscykeltiden, bearbetningshastigheten och hur enkla bearbetningen är är alla faktorer som måste beaktas vid val av rätt bearbetningsparametrar. CNC-frästillverkning utvecklades för att optimera effekterna av bearbetningsparametrarna, inklusive skärbredd, skärkraft, skärdjup och matningshastighet för effektiv materialborttagning.
Materialen väljs baserat på specifikationerna för de färdiga produkterna. Material med mindre täthet kan bearbetas både med höga skärhastigheter och matningshastigheter, vilket resulterar i minskad bearbetningstid och lägre energiförbrukning. Låga skärhastigheter och matningshastigheter används vanligtvis för att tillverka hårda och extremt täta material, vilket resulterar i längre bearbetningstider och högre energiförbrukning.
Material för CNC-frästillverkning
Det finns en enorm variation av material som är kompatibla för lågvolymsproduktion med CNC-fräsning, beroende på vilken applikation din design ska användas för. Det är enkelt för tillverkare att välja det material som bäst uppfyller deras krav. När du väl har valt att använda CNC-frästillverkning för din provproduktion kan rätt material för dina behov, oavsett om det är metall, plast, keramik eller till och med trä, användas för en CNC-fräsverkstad.
Nu ska vi diskutera några av de vanligt förekommande material för CNC-frästillverkning och förklarar några av de tillämpningar den är bäst lämpad för.
Metaller
Metaller är en av de mest populära materialtyperna för CNC-fräsmaskiner, och det finns ett brett utbud att välja mellan. Låt oss undersöka de mest populära alternativen för CNC-fräsning av metall i allmänhet och de tillämpningar som varje metall är mest lämplig för.
Aluminium
Det är ett utmärkt val för både mekaniska och estetiska komponenter och är förmodligen det mest populära CNC-fräsmaterialet. Aluminium är vanligtvis lättare att bearbeta än andra metaller, vilket gör det till det mest praktiska materialet ur ekonomisk synvinkel. När aluminiumdelar utsätts för miljön utvecklar de ett skyddande lager som ökar deras styrka och korrosionsbeständighet. CNC-fräst aluminium är perfekt för tillämpningar inom fordons-, flyg-, medicin- och elektronikindustrin tack vare dess överlägsna materialegenskaper.
Foto: Mästare on Unsplash
Stål
De olika stållegeringar som erbjuds för CNC-fräsning är främst utformade för överlägsen bearbetbarhet. Stål används ofta för delar som kräver förbättrad formbarhet och starkare svetsfogar, även om de specifika materialegenskaperna varierar beroende på legeringen (1018, 1215, 12L14, etc. är några regelbundet använda legeringar). De bästa användningsområdena för detta material, som varierar beroende på stållegeringen, är kommersiella produkter, delar som behöver starka svetsfogar, kugghjul och axlar, samt andra högbelastade applikationer.
Rostfritt stål
Vid CNC-fräsning av metall är rostfritt stål ett av de bäst lämpade materialen. Användning av rostfria stållegeringar har flera fördelar, inklusive möjligheten att värmebehandla dem och ge korrosionsbeständighet. Rostfritt stål har ett brett spektrum av potentiella användningsområden för CNC-fräsverkstäder, inklusive allt från medicinsk utrustning till utrustning för elektronik.
Koppar
Få metaller erbjuder den elektriska ledningsförmåga som koppar har när det gäller CNC-fräsning av metall. Materialets höga korrosionsbeständighet hjälper till att förhindra rost, och dess värmeledningsförmåga underlättar CNC-bearbetning. Användningsområden inkluderar kylsystem, värmeväxlare, samt olika tekniska komponenter som ventiler och radiatorer, vilka ofta används inom bilindustrin. Det är viktigt att förstå att koppar är känsligt för vissa ämnen, inklusive syror, halogensulfider och ammoniaklösningar.
Plast
Att välja materialet som en del ska tillverkas av är det första steget i deldesign. Valet slutar inte bara för att du bestämmer dig för att delen ska vara tillverkad av plast och CNC-fräst. År 2022 kommer det att finnas ett brett utbud av maskinbearbetade plaster tillgängliga, var och en med en unik uppsättning egenskaper. Generellt sett är CNC-frästa plastdelar prisvärda och fungerar bra som prototyper.
Akrylnitrilbutadienstyren (ABS)
Den mångsidiga plasten ABS används ofta. Den är prisvärd och har utmärkt elektrisk resistans, hårdhet och slagtålighet. Den är mycket enkel att tillverka eftersom den lätt kan målas, limmas eller svetsas ihop. Beroende på hur den bearbetas kan ABS vara ganska blankt men har vanligtvis en matt yta. CNC-bearbetning av ABS innebär att man använder en CNC-fräsmaskin för att skära eller gravera.
Nylon
Stark och hållbar nylon 6/6-plast kan användas i en mängd olika tillämpningar. Med den styvhet som krävs för att bibehålla sin form och styrka för att motstå deformation under belastningsförhållanden. Den har en relativt stark kemisk och värmebeständighet. Ett annat vanligt material som fungerar bra för CNC-bearbetning är glasfylld nylon.
Polyeter eter keton (PEEK)
Keramisk PEEK är ett material med hög dimensionsstabilitet och slagtålighet, en plast som också erbjuder utmärkt bearbetbarhet. PEEK är en riktig teknisk plast med stor styrka och stabilitet. Den kan motstå långvarig exponering för höga temperaturer och kan användas som metallsubstitut i en mängd olika tillämpningar. Avancerade medicinska, flygtekniska och elektriska komponenter använder alla PEEK. Det tenderar inte att krypa eller deformeras med tiden som andra hartser, vilket gör det till ett fantastiskt val för lättviktsarmaturer. PEEK är betydligt dyrare än många andra polymerer, därför används det vanligtvis endast under extrema omständigheter. Det krävs ofta glödgning under bearbetningsprocessen för att förhindra spänningsbrott.
Keramik
Keramisk CNC-bearbetning har också varit effektiv i industrier som kräver att maskinister producerar komplicerade, mycket precisa industridelar. Keramiska komponenter är också mycket slitstarka, vilket gör dem till ett utmärkt mål för komponenter med lång hållbarhet.
Fördelar med CNC-fräsmaskin med låg volym
CNC-fräsning med låg volym erbjuder flera fördelar jämfört med konventionella frästekniker, vilket kan hjälpa dig och ditt företag att skapa de objekt ni vill ha. Låt oss utforska hur en CNC-fräsverkstad är fördelaktig för produktion med låg volym.
- Enkel övergång: Att göra övergången från prototyp till fullskalig produktion enklare. Tänk dig ett scenario där du har en lyckad prototyp men tvekar att gå vidare med en storskalig produktion eftersom du saknar prestandainformation från faktisk användning. Du kan konstruera din produkt med hjälp av CNC-frästillverkning i låg volym, vilket ger dig ett steg mellan prototyp och storskalig produktion.
- Öka din flexibilitet: Det är utmanande att uppdatera din produkt när du väl har bestämt dig för högvolymsproduktion. Med CNC-fräsning i låg volym kan du dock ändra detaljerna i varje batch allt eftersom din design uppdateras.
- Mindre investeringar: Kostnaden för CNC-fräsning i låg volym är betydligt lägre än för konventionella processer i hög volym. Som ett resultat hjälper det företag att spara pengar samtidigt som de strävar efter skalning.
- Snabbare produktlanseringar: Det kan ta ett tag att etablera storskaliga tillverkningsanläggningar. Genom att minimera flaskhalsar i din produktionsprocess kan en CNC-fräs med låg volym hjälpa dig att lansera varor snabbare.
- Snabb och effektiv produktion: När man använder fräsmaskiner kan man köra dem med högsta hastighet för att hålla jämna steg med den ökande efterfrågan. Dessutom krävs minimala steg för att tillverka delar, vilket leder till hög effektivitet. Jämfört med manuell bearbetning är proceduren mer exakt och kan användas upprepade gånger.
- Möjliggör mycket exakt produktion av komplicerade former. Använder sofistikerad CAD-programvara för att utföra ett flertal funktioner och producera resultat som är omöjliga att kopiera manuellt. Helautomatiska system garanterar att det inte finns några säkerhetsrisker för operatören.
- Högre precision och noggrannhet: CNC-bearbetning och tillverkning kan arbeta kontinuerligt sju dagar i veckan utan att bli trött, ta pauser eller kompromissa. Dessa funktioner gör det till ett av de bästa sätten att göra tillverkningen snabb, effektiv och skalbar utan att medföra några kostnader, samtidigt som det säkerställer att maskinen håller en hög precisionsnivå och inte slösar något material.
Vem använder CNC-fräsningstjänster i låg volym?
När vi pratar om CNC-bearbetning och tillverkning för lågvolymsproduktion är det också viktigt att veta vem som använder denna tjänst. Låt oss diskutera i detalj vilka företag som föredrar CNC-fräsningstjänster för sin lågvolymsproduktion.
- Små företag
- Arkitekter för deras modellskapande
- PR-byråer
- Konstnärer och andra oberoende entreprenörer
Att veta mer om CNC-maskiner med låg volym gör att du kan bedöma om de uppfyller alla dina behov av fräsning eller svarvning. För att maximera dina intäkter, spendera inte mer pengar på att lagerhålla dina produkter.
För en enstaka prototyp eller en serie prover för en mässa eller säljpresentation för att visa upp en ny produkt, kan CNC-bearbetning och tillverkning i låg volym vara lösningen.
Tips för att välja en CNC-fräsverkstad
Även om det kan verka enkelt att välja en CNC-fräsningstjänst, innebär det mer än att bara titta på en lista med funktioner eller specifikationer. Om följande faktorer beaktas kan de vara till hjälp vid valet.
Produktnoggrannhet och kvalitet
När du väljer en CNC-fräsverkstad är kvalitet en av de viktigaste faktorerna att ta hänsyn till. Den bästa leverantören av CNC-bearbetningstjänster måste också uppfylla ett antal andra krav, inklusive högdensitetsdesign, snabba produktionslinjer, god konduktivitet, hållbarhet och mycket mer. Precisionen och noggrannheten som tjänsteleverantören eller tillverkaren erbjuder är dock det som spelar roll. Dessutom är det viktigt att bekräfta att de kan uppfylla dina behov.
Arbetslivserfarenhet
Deras totala marknadsnärvaro och de typer av kunder de har haft att göra med är två av de viktigaste egenskaperna som skiljer den bästa leverantören av CNC-fräsningstjänster från resten. Erfarenhet inom sektorn med CNC-bearbetningsleverantörer visar deras förmåga till innovation och anpassning till den senaste tekniken. Därför bör du fråga om en leverantörs erfarenhet inom det relevanta området och om de har haft att göra med kunder från olika branscher.
Leverans i tid
Medan noggrannhet och kvalitet är avgörande faktorer, måste leverantören också erbjuda snabba svarstider. Kontrollera därför om CNC-fräsverkstaden du pratar med har en gedigen meritlista av leveranser i tid utan att offra kvaliteten.
Kundhjälp
Att erbjuda utmärkt kundsupport är avgörande för att alla CNC-fräsverkstäder ska kunna expandera och få fler kunder. Dessutom måste de vara tillgängliga för tekniska samtal, svara på frågor och dela förslag. För att utvärdera den övergripande kvaliteten och graden av kundsupport frågar potentiella kunder vanligtvis sina vänner och kollegor om rekommendationer eller letar efter information och recensioner på olika internetforum.
Foto: Berkeley Communications on Unsplash
Poängen
Ovanstående tips kan hjälpa dig att göra det bästa valet av leverantör av CNC-fräsningstjänster. Även inom mycket känsliga områden som flyg- och rymdindustrin har precisionen hos både leverantörer av CNC-maskiner med låg och hög volym blivit ganska krävande. Därför måste du överväga den erfarenhet och de tjänster som leverantörer av maskinbearbetade komponenter har erbjuda sina kunder innan du väljer någon av dem.
En välkänd och skicklig leverantör och tillverkare av CNC-bearbetningstjänster i Kina är BaiChunFöretaget har en lång historia på marknaden och har ständigt försett sina kunder med förstklassiga CNC-frästa komponenter med exceptionella hastigheter och oöverträffad prestanda. Hittills har företaget tillhandahållit CNC-bearbetningstjänster till kunder inom en mängd olika offentliga och privata sektorer, inklusive medicin, olja och gas, flyg- och rymdindustrin med mera.
Om du har några andra frågor om den här bloggen kan du meddela oss genom att kommentera nedan.
