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Precauções para protótipos funcionais de usinagem CNC
Protótipo funcional é uma amostra de um produto, um modelo usado para avaliar design, materiais, resistência, tolerâncias, montagem, mecanismo de trabalho, fabricação, e é uma parte essencial do processo de montagem, teste, pilotagem e pesquisa de mercado. Os protótipos funcionais podem ser fabricados por meio de uma variedade de métodos de processamento e materiais de engenharia e são substitutos do produto final, permitindo testes de adequação e funcionalidade sob condições operacionais extremas para melhorar os projetos.
1，O processo de fabricação de protótipos funcionais
Como os protótipos funcionais são usados apenas para teste e demonstração, a quantidade necessária é relativamente pequena. A maioria dos protótipos são construídos em quantidades de 100 ou menos. As empresas de prototipagem geralmente não são fábricas de produção em massa e não esperam que você encomende um milhão de peças. Os processos de fabricação preferidos pelas empresas que fazem protótipos funcionais (e prototipagem rápida) – usinagem CNC, impressão 3D, fundição a vácuo, ferramentas rápidas e uma variedade de procedimentos de acabamento de superfície, etc. – concentre-se em fazer pequenos lotes de protótipos em curto prazo para ajudá-lo a atender às suas necessidades de projeto de validação e pesquisa de mercado.
Usinagem CNC.
A tecnologia de usinagem CNC é ideal para protótipos fabricação e é um método eficiente e econômico de desenvolver protótipos e peças personalizadas. As características estruturais desejadas são alcançadas por meio de fresamento CNC, torneamento CNC, etc. Este método garante uma resistência superior e um excelente acabamento superficial em comparação com outras técnicas de prototipagem. A ampla gama de materiais disponíveis para usinagem CNC, incluindo centenas de metais e plásticos de engenharia, permite ainda mais opções de materiais ao criar protótipos funcionais. Além disso, a usinagem CNC permite que as tolerâncias das peças do protótipo sejam controladas de forma otimizada. Além disso, é a melhor maneira de testar a funcionalidade e função da estrutura do protótipo. A prototipagem CNC é uma boa opção porque é sensível ao tempo em comparação com outros métodos.
impressão 3D
A impressão 3D é um dos processos para a confecção de protótipos funcionais, e existem dois tipos de serviços de impressão 3D, Estereolitografia (SLA) e Sinterização Seletiva a Laser (SLS). A estereolitografia (SLA) é o método de impressão 3D mais utilizado, com ABS e alguns materiais transparentes. Da mesma forma, a Sinterização a Laser Estéreo (SLS) é popular, que usa lasers ópticos e de alta potência para fundir pequenas camadas de pó. Ao criar protótipos funcionais impressos em 3D, um designer ou engenheiro pode testar vários materiais termoplásticos em um ambiente de trabalho para ver como o protótipo funcional reagirá às várias tensões do uso diário do produto. Um material comum para este processo é o nylon.
Fundição a vácuo de poliuretano
A fundição a vácuo de poliuretano é normalmente usada para a produção de protótipos funcionais em pequenos lotes (10 a 25 cópias). Um protótipo (Master) fabricado por usinagem CNC ou impressão 3D, um molde formado por silicone fundido, mais poliuretano com diferentes propriedades físicas permite que o protótipo seja testado funcionalmente em diferentes condições, incluindo propriedades mecânicas, resistência ao calor e outros testes de confiabilidade. Você obtém cópias funcionalmente consistentes, incluindo cor, acabamento, textura e acabamento. Ele pode criar peças de produção de baixo volume personalizadas e complexas com mais rapidez e a um custo menor do que os moldes tradicionais e a moldagem por injeção.
Ferramentas rápidas
O ferramental rápido permite a produção rápida de centenas de milhares de protótipos funcionais de plástico econômicos com propriedades de produto quase final, bem como peças de uso final, e é a ponte do protótipo para a produção em massa. Normalmente, os moldes rápidos são feitos de alumínio 7075 ou aço macio.
2. O processo de protótipo funcional de usinagem CNC
O acima são as principais formas de fabricar protótipos funcionais, dos quais a usinagem CNC é a maneira mais popular de fabricar protótipos rapidamente. A prototipagem rápida CNC é popular por sua precisão, estabilidade dimensional e qualidade consistente. No entanto, para concluir um CNC-RP de alta qualidade, o processo deve ser seguido meticulosamente para obter os melhores resultados de prototipagem.
Conceito de design
O design é um pré-requisito para a prototipagem rápida, onde um designer ou engenheiro cria vários designs possíveis para um produto, incluindo o tamanho e a função dos recursos do protótipo, Design for Manufacturing and Assembly (DFMA), Design for Test (DFT) e muito mais.
Gerar desenhos 3D
A usinagem CNC depende de desenhos 3D, como projetos CAD. Portanto, os desenhos selecionados serão convertidos em Desenhos 3D. O arquivo 3D define todas as dimensões, características e especificações estéticas do produto final, podendo ser determinado o processo de usinagem que produz cada recurso. Ao mesmo tempo, determina a ordem das etapas de fabricação. A produção de protótipos para usinagem CNC pode envolver vários processos de fabricação, como torneamento CNC, corte CNC, fresagem CNC, furação CNC, etc.
Programação CNC
A sequência e as instruções de operação da ferramenta do processo de produção CNC são fornecidas pelo programa CNC à máquina-ferramenta CNC. Os maquinistas usam experiência e conhecimento para programação CNC, incluindo parâmetros como taxa de avanço, profundidade de corte, número de execuções, distância de deslocamento da ferramenta, etc., inseridos no código G ou código M para criar um programa CNC. Por código G e código M, é usado para instruir máquinas-ferramentas CNC para automatizar e fabricar rapidamente de acordo com os requisitos de produção.
Iniciar fabricação CNC
Uma vez que o programa CNC esteja pronto, ele é configurado no painel CNC da máquina CNC. Quando a peça de trabalho é montada na ferramenta, o modo de operação da máquina é definido e a fabricação CNC começa quando o botão é acionado, obtendo-se assim um protótipo da função desejada do produto.
ensaio
O teste é o último e mais importante passo na prototipagem funcional. O objetivo final da prototipagem é testar a funcionalidade e verificar bugs, defeitos, durabilidade e desempenho geral. Depois que o protótipo passa por vários testes e é aprovado por especialistas em produtos, o produto final entra em produção. Se o protótipo funcional não puder atender aos requisitos originais, o design otimizado é selecionado e todo o processo de usinagem CNC do protótipo é repetido. Como a usinagem CNC de um protótipo é um processo bastante desafiador que requer maquinistas qualificados para programação e operação CNC, é melhor obter serviços de usinagem CNC de um fornecedor profissional.
3. indústria
Protótipos funcionais podem ser usados em quase todas as indústrias de usinagem de precisão CNC. Na maioria dessas indústrias, sempre há a necessidade de um protótipo ou pelo menos uma versão que mostre como o produto real funciona. Os protótipos funcionais fabricados em CNC são um dos métodos mais compatíveis e podem ser fornecidos em uma variedade de opções de materiais, incluindo plásticos de engenharia e vários metais. A usinagem CNC geralmente é mais adequada para protótipos funcionais que exigem resistência, estabilidade mecânica ou outras propriedades que os processos aditivos não podem fornecer.
indústria médica
A medicina está evoluindo rapidamente com a crescente demanda por novos dispositivos. Na maioria das vezes, no entanto, essas empresas médicas precisam ver um protótipo para garantir que o produto funcione conforme o esperado. Como a vida está envolvida, não há espaço para erros, e o protótipo deve ser uma réplica exata e funcional do produto acabado. A usinagem CNC é responsável pela forma convencional de fabricação de dispositivos médicos, incluindo órteses, caixas de segurança, implantes, máquinas de ressonância magnética, ventiladores, diagnósticos e muito mais.
Indústria automobilística
À medida que os veículos continuam a inovar, como os veículos elétricos cada vez mais populares, protótipos funcionais precisam ser desenvolvidos antes de serem adicionados à linha de produção. Assim como na indústria médica, esses protótipos precisam ser testados para ver se funcionam corretamente e se encaixam no carro que está sendo iterado antes de encomendar para produção em massa. A usinagem CNC é responsável pelo desenvolvimento de peças de protótipos automotivos com especificações precisas. Também é possível fabricar peças para outros meios de transporte, como navios, caminhões de transporte, etc.
Indústria aeroespacial
A indústria aeroespacial é uma indústria que não permite erros, pois um pequeno erro pode fazer com que algumas partes de uma espaçonave funcionem mal ou aumentem o desgaste de alguns componentes. Antes de decolar, as peças do protótipo funcional devem ser testadas várias vezes para ver se funcionam corretamente. A usinagem CNC é responsável pela fabricação de muitos componentes da indústria aeroespacial, como portas de trem de pouso, buchas, manifolds, aerofólios e muito mais.
Indústria Militar e de Defesa
Os serviços de prototipagem de usinagem CNC também têm muitos usos nesta indústria. A necessidade de protótipos não pode ser ignorada, pois a maioria dos veículos de combate fabricados requer configurações bastante complexas para funcionar corretamente. Protótipos usinados em CNC são a opção perfeita, exemplos de equipamentos fabricados para esta indústria incluem peças de aeronaves, peças de transporte, peças de comunicação, etc.
4. Vantagens dos protótipos funcionais de usinagem CNC
Económicamente viáveis. Se você só precisa fazer alguns protótipos funcionais, os serviços de prototipagem de usinagem CNC são a melhor opção em termos de preço. Ao contrário de outros métodos, a prototipagem CNC pode começar assim que o arquivo 3D estiver configurado.
Alta precisão. A vantagem da prototipagem CNC é a alta precisão. Ao contrário da impressão 3D, o CNC é totalmente capaz de produzir peças e protótipos de uso final, para que possam ser criados protótipos próximos ao produto final. Essa é uma grande vantagem para quem deseja utilizar protótipos para testes estruturais e funcionais.
Ampla escolha de materiais. A usinagem CNC pode escolher entre centenas de plásticos e metais de engenharia e pode fazer protótipos usando os mesmos materiais (ou similares) da peça final.
A prototipagem CNC é uma das melhores maneiras de fazer protótipos funcionais devido ao seu método relativamente rápido e curto prazo de entrega.
5. Encontre um fornecedor confiável de usinagem CNC.
Existem alguns fatores-chave na escolha de uma oficina CNC confiável ou outra empresa de prototipagem.
Controle de Qualidade: Isso significa mais do que apenas revisar seu protótipo antes do envio. O controle de qualidade deve ser apoiado por documentação e certificações para garantir que seus protótipos sejam feitos com os materiais certos e da maneira certa.
Velocidade: I Na verdade, todos os designers de produtos têm pontualidade, e entregar protótipos rapidamente é fundamental para priorizar a participação de mercado. Se sua empresa de prototipagem não cumprir os prazos, procure outro lugar.
Atendimento ao Cliente: Mais do que ser educado ao telefone, um bom atendimento ao cliente significa atender a solicitações novas e incomuns, oferecer conselhos úteis e, geralmente, fazer um esforço extra para tornar seu protótipo um sucesso.
6.Como encomendar protótipos funcionais?
Se você nunca trabalhou com uma empresa de prototipagem antes, provavelmente não sabe como encomendar protótipos funcionais e pode ter algumas dúvidas: Como encontro uma empresa que faz um protótipo? Quanto custa um protótipo? Quanto tempo leva para fazer um protótipo funcional?
arquivos 3D. Muitas vezes em formatos comuns como STEP, XT, SOLIDWORKS e assim por diante – para que as empresas de prototipagem possam ver instantaneamente o que você deseja construir. (Você pode enviar uma solicitação sem um arquivo 3D, mas é difícil para as empresas fornecerem uma cotação precisa.) Você também deve fornecer as seguintes informações: quantidade, material, acabamento, prazo e qualquer outra coisa que seja significativa para seu projeto, mas não seja t óbvio a partir dos requisitos do arquivo CAD sozinho.
RFQ. Em quase todos os casos, a prototipagem começa com uma solicitação de cotação (RFQ). Este é o pedido que você (o cliente) envia para a empresa de prototipagem descrevendo as informações que você deseja fazer um protótipo funcional. Hoje, a maioria das empresas de prototipagem usa um formulário online para receber RFQs.
Avaliação. A empresa de prototipagem avalia a solicitação e calcula o custo do projeto CNC com base em fatores como materiais, equipamentos de fabricação e tempo de mão de obra, normalmente em 24 horas você envia o detalhamento de custos. Então cabe a você aceitar a cotação e dizer à empresa para começar a construir o protótipo.
Outro passo importante antes da fabricação é assinar um acordo de confidencialidade (NDA). Este é um documento que impede que empresas de prototipagem compartilhem ou vendam seus projetos para seus concorrentes. Assim que o projeto e as questões legais forem finalizadas, a empresa de prototipagem começará a fabricar suas peças da maneira acordada. O mercado global de prototipagem rápida está mudando, mas a China ainda pode oferecer o melhor equilíbrio entre qualidade e valor para a fabricação de protótipos.
