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Precauciones para el mecanizado CNC de prototipos funcionales
El prototipo funcional es una muestra de un producto, un modelo utilizado para evaluar el diseño, los materiales, la resistencia, las tolerancias, el ensamblaje, el mecanismo de trabajo, la capacidad de fabricación y es una parte esencial del proceso de ensamblaje, prueba, pilotaje e investigación de mercado. Los prototipos funcionales se pueden fabricar a través de una variedad de métodos de procesamiento y materiales de grado de ingeniería, y son sustitutos del producto final, lo que permite probar la idoneidad y la funcionalidad en condiciones operativas extremas para mejorar los diseños.
1，El proceso de fabricación de prototipos funcionales
Dado que los prototipos funcionales solo se utilizan para pruebas y demostraciones, la cantidad requerida es relativamente pequeña. La mayoría de los prototipos se construyen en cantidades de 100 o menos. Las empresas de creación de prototipos generalmente no son fábricas de producción en masa y no esperan que pida un millón de piezas. Los procesos de fabricación favorecidos por las empresas que hacen prototipos funcionales (y prototipos rápidos) – Mecanizado CNC, impresión 3D, fundición al vacío, herramientas rápidas y una gama de procedimientos de acabado de superficies, etc.: céntrese en la fabricación de pequeños lotes de prototipos en plazos breves para ayudarle a satisfacer sus necesidades de investigación de mercado y diseño de validación.
Mecanizado CNC.
La tecnología de mecanizado CNC es ideal para funciones prototipos fabricación y es un método eficiente y rentable de desarrollar prototipos y piezas personalizadas. Las características estructurales deseadas se consiguen mediante fresado CNC, torneado CNC, etc. Este método garantiza una resistencia superior y un excelente acabado superficial en comparación con otras técnicas de creación de prototipos. La amplia gama de materiales disponibles para el mecanizado CNC, incluidos cientos de metales y plásticos de ingeniería, permite aún más opciones de materiales al crear prototipos funcionales. Además, el mecanizado CNC permite controlar de forma óptima las tolerancias de las piezas prototipo. Además, es la mejor manera de probar la trabajabilidad y el funcionamiento de la estructura del prototipo. La creación de prototipos CNC es una buena opción porque es sensible al tiempo en comparación con otros métodos.
impresión 3D
La impresión 3D es uno de los procesos para realizar prototipos funcionales, y existen dos tipos de servicios de impresión 3D, la estereolitografía (SLA) y la sinterización selectiva por láser (SLS). La estereolitografía (SLA) es el método de impresión 3D más utilizado, con ABS y algunos materiales transparentes. Del mismo modo, es popular la sinterización por láser estéreo (SLS), que utiliza láseres ópticos y de alta potencia para fusionar pequeñas capas de polvo. Al crear prototipos funcionales impresos en 3D, un diseñador o ingeniero puede probar varios materiales termoplásticos en un entorno de trabajo para ver cómo reaccionará el prototipo funcional ante las diversas tensiones del uso diario del producto. Un material común para este proceso es el nailon.
Fundición al vacío de poliuretano
La fundición al vacío de poliuretano se utiliza normalmente para la producción de prototipos funcionales en lotes pequeños (de 10 a 25 copias). Un prototipo (Master) fabricado por mecanizado CNC o impresión 3D, un molde formado por fundición de silicona, más poliuretano con diferentes propiedades físicas permite que el prototipo sea probado funcionalmente bajo diferentes condiciones, incluyendo propiedades mecánicas, resistencia al calor y otras pruebas de confiabilidad. Obtiene copias funcionalmente consistentes, incluido el color, el acabado, la textura y el acabado. Puede crear piezas de producción de bajo volumen complejas y personalizadas más rápido y a un costo menor que los moldes tradicionales y el moldeo por inyección.
Herramientas rápidas
Las herramientas rápidas permiten la producción rápida de cientos de miles de prototipos funcionales de plástico rentables con propiedades de productos casi finales, así como piezas de uso final, y es el puente entre el prototipo y la producción en masa. Por lo general, los moldes rápidos están hechos de aluminio 7075 o acero dulce.
2. El proceso de prototipo funcional de mecanizado CNC.
Las anteriores son las principales formas de fabricar prototipos funcionales, de las cuales el mecanizado CNC es la forma más popular de fabricar rápidamente prototipos. La creación rápida de prototipos CNC es popular por su precisión, estabilidad dimensional y calidad constante. Sin embargo, para completar un CNC-RP de alta calidad, el proceso debe seguirse meticulosamente para obtener los mejores resultados de creación de prototipos.
Concepto de diseño
El diseño es un requisito previo para la creación rápida de prototipos, donde un diseñador o ingeniero crea múltiples diseños posibles para un producto, incluido el tamaño y la función de las características del prototipo, Diseño para fabricación y ensamblaje (DFMA), Diseño para prueba (DFT) y más.
Generar dibujos en 3D
El mecanizado CNC se basa en dibujos en 3D, como los diseños CAD. Por lo tanto, los diseños seleccionados se convertirán en dibujos en 3D. El archivo 3D define todas las dimensiones, características y especificaciones estéticas del producto final, y se puede determinar el proceso de mecanizado que produce cada característica. Al mismo tiempo, determina el orden de los pasos de fabricación. La producción de prototipos para el mecanizado CNC puede implicar varios procesos de fabricación, como torneado CNC, corte CNC, fresado CNC, taladrado CNC, etc.
Programación CNC
La secuencia y las instrucciones de operación de la herramienta del proceso de producción CNC son proporcionadas por el programa CNC a la máquina herramienta CNC. Los maquinistas usan la experiencia y el conocimiento para la programación CNC, incluidos parámetros como la velocidad de avance, la profundidad de corte, el número de carreras, la distancia de recorrido de la herramienta, etc., insertados en el código G o el código M para crear un programa CNC. Por código G y código M, se utiliza para instruir a las máquinas herramienta CNC para que automaticen y fabriquen rápidamente de acuerdo con los requisitos de producción.
Iniciar la fabricación CNC
Una vez que el programa CNC está listo, se configura en el panel CNC de la máquina CNC. Cuando la pieza de trabajo está montada en la herramienta, se establece el modo de operación de la máquina y la fabricación CNC comienza cuando se activa el botón, obteniendo así un prototipo de la función del producto deseado.
Pruebas
La prueba es el último y más importante paso en la creación de prototipos funcionales. El objetivo final de la creación de prototipos es probar la funcionalidad y verificar errores, defectos, durabilidad y rendimiento general. Después de que el prototipo pasa varias pruebas y es aprobado por expertos en productos, el producto final entra en producción. Si el prototipo funcional no puede cumplir con los requisitos originales, se selecciona el diseño optimizado y se repite todo el proceso de mecanizado CNC del prototipo. Dado que el mecanizado CNC de un prototipo es un proceso bastante desafiante que requiere maquinistas calificados para la programación CNC y la operación CNC, es mejor obtener servicios de mecanizado CNC de un proveedor profesional.
3. Industria
Los prototipos funcionales se pueden utilizar en casi todas las industrias de mecanizado de precisión CNC. En la mayoría de estas industrias, siempre existe la necesidad de un prototipo o al menos una versión que muestre cómo funciona el producto real. Los prototipos funcionales fabricados con CNC son uno de los métodos más compatibles y pueden venir en una variedad de opciones de materiales, incluidos plásticos de ingeniería y varios metales. El mecanizado CNC suele ser más adecuado para prototipos funcionales que requieren resistencia, estabilidad mecánica u otras propiedades que los procesos aditivos no pueden proporcionar.
industria médica
La medicina está evolucionando rápidamente con la demanda cada vez mayor de nuevos dispositivos. Sin embargo, la mayoría de las veces, estas compañías médicas necesitan ver un prototipo para garantizar que el producto funcione según lo previsto. Porque la vida está de por medio, no hay lugar para el error, y el prototipo debe ser una réplica exacta y funcional del producto terminado. El mecanizado CNC es responsable de la forma principal de fabricar dispositivos médicos, incluidas ortesis, carcasas de seguridad, implantes, máquinas de resonancia magnética, ventiladores, diagnósticos y más.
Industria automotriz
A medida que los vehículos continúan innovando, como los vehículos eléctricos cada vez más populares, es necesario desarrollar prototipos funcionales antes de agregarlos a la línea de producción. Al igual que en la industria médica, estos prototipos deben probarse para ver si funcionan correctamente y encajan en el automóvil que se está iterando antes de ordenar la producción en masa. El mecanizado CNC es responsable de desarrollar prototipos de piezas de automóviles con especificaciones precisas. También es posible fabricar piezas para otros medios de transporte, como barcos, camiones de transporte, etc.
Industria aeroespacial
La industria aeroespacial es una industria que no permite errores, ya que un pequeño error puede hacer que algunas partes de una nave espacial funcionen mal o aumentar el desgaste de algunos componentes. Antes de despegar, las piezas prototipo funcionales deben probarse varias veces para ver si funcionan correctamente. El mecanizado CNC es responsable de la fabricación de muchos componentes de la industria aeroespacial, como los puertos del tren de aterrizaje, bujes, colectores, superficies aerodinámicas y más.
Industria militar y de defensa
Los servicios de creación de prototipos de mecanizado CNC también tienen muchos usos en esta industria. No se puede ignorar la necesidad de prototipos, ya que la mayoría de los vehículos de combate fabricados requieren configuraciones bastante complejas para funcionar correctamente. Los prototipos mecanizados por CNC son la opción perfecta, los ejemplos de equipos fabricados para esta industria incluyen piezas de aviones, piezas de transporte, piezas de comunicación, etc.
4. Ventajas de los prototipos funcionales de mecanizado CNC
Económico. Si solo necesita realizar algunos prototipos funcionales, los servicios de creación de prototipos de mecanizado CNC son la mejor opción en términos de precio. A diferencia de otros métodos, la creación de prototipos CNC puede comenzar una vez que se configura el archivo 3D.
Alta precisión. La ventaja de la creación de prototipos CNC es la alta precisión. A diferencia de la impresión 3D, CNC es totalmente capaz de producir prototipos y piezas de uso final, por lo que se pueden crear prototipos cercanos al producto final. Esta es una gran ventaja para aquellos que quieren usar prototipos para pruebas estructurales y funcionales.
Amplia elección de materiales. El mecanizado CNC puede elegir entre cientos de plásticos y metales de ingeniería, y puede fabricar prototipos utilizando los mismos (o similares) materiales que la pieza final.
La creación de prototipos CNC es una de las mejores formas de hacer prototipos funcionales debido a su método relativamente rápido y su corto tiempo de entrega.
5. Encuentre un proveedor confiable de mecanizado CNC.
Hay algunos factores clave para elegir un taller CNC confiable u otra empresa de creación de prototipos.
Control de calidad: Esto significa más que solo revisar su prototipo antes de enviarlo. El control de calidad debe estar respaldado por documentación y certificaciones para garantizar que sus prototipos se fabriquen con los materiales correctos y de la manera correcta.
Velocidad: I De hecho, todos los diseñadores de productos tienen puntualidad, y la entrega rápida de prototipos es fundamental para priorizar la participación en el mercado. Si su empresa de creación de prototipos no cumple con los plazos, busque en otra parte.
Servicio al Cliente: Más que ser cortés por teléfono, un buen servicio al cliente significa atender solicitudes nuevas e inusuales, ofrecer consejos útiles y, en general, hacer un esfuerzo adicional para que su prototipo sea un éxito.
6.¿Cómo pedir prototipos funcionales?
Si nunca antes ha trabajado con una empresa de creación de prototipos, probablemente no sepa cómo solicitar prototipos funcionales y es posible que tenga algunas preguntas: ¿Cómo encuentro una empresa que fabrique un prototipo? ¿Cuánto cuesta un prototipo? ¿Cuánto tiempo se tarda en hacer un prototipo funcional?
archivos 3D. A menudo en formatos comunes como STEP, XT, SOLIDWORKS, etc., para que las empresas de creación de prototipos puedan ver al instante lo que desea construir. (Puede enviar una solicitud sin un archivo 3D, pero es difícil para las empresas proporcionar una cotización precisa). También debe proporcionar la siguiente información: cantidad, material, acabado, fecha límite y cualquier otra cosa que sea significativa para su proyecto pero que no lo sea. No es obvio a partir de los requisitos del archivo CAD.
Solicitud de cotización. En casi todos los casos, la creación de prototipos comienza con una solicitud de cotización (RFQ). Esta es la solicitud que usted (el cliente) envía a la empresa de creación de prototipos describiendo la información que desea para hacer un prototipo funcional. Hoy en día, la mayoría de las empresas de creación de prototipos utilizan un formulario en línea para recibir RFQ.
Evaluación. La empresa de creación de prototipos evalúa la solicitud y calcula el costo del proyecto CNC en función de factores como los materiales, el equipo de fabricación y el tiempo de mano de obra, generalmente dentro de las 24 horas posteriores al envío del desglose de costos. Luego, depende de usted aceptar la cotización y decirle a la empresa que comience a construir el prototipo.
Otro paso importante antes de la fabricación es firmar un acuerdo de confidencialidad. (NDA). Este es un documento que evita que las empresas de creación de prototipos compartan o vendan sus diseños a sus competidores. Una vez que finalicen el diseño y los asuntos legales, la empresa de creación de prototipos comenzará a fabricar sus piezas de la manera acordada. El mercado global de creación rápida de prototipos está cambiando, pero China aún puede ofrecer el mejor equilibrio entre calidad y valor para la fabricación de prototipos.