6 советов по снижению стоимости прототипирования с ЧПУ

Опубликовано 10 июня 2019 г. | Тони, руководитель проекта WayKen

Стоимость прототипирования с ЧПУ недешева, несмотря на все достижения современных технологий, и это понятно. Ведь для этого нужны высококвалифицированные специалисты, профессиональное оборудование, а иногда и использование дорогостоящих сплавов. Создание прототипа на этапе проектирования значительно сократит общую стоимость проекта создания прототипа с ЧПУ.

Из чего состоит стоимость прототипа ЧПУ

Чтобы понять, как сократить расходы на обработку прототипа, давайте сначала посмотрим на список основных расходов.

1. Металл оптом . Основной принцип обработки на станке с ЧПУ заключается в том, что прежде всего вам нужен большой кусок металла, из которого можно вырезать. В прототипировании и мелкосерийном производстве эти насосы или заготовки, как их обычно называют, на самом деле намного больше, чем общая масса конечной детали (в некоторых случаях до 5 раз). Вот почему так важен выбор правильного сплава, потому что фактически вы платите в 3-4 раза больше массы вашей детали.
2. Время настройки . Как только технический чертеж поступает в службу ЧПУ, неизбежно будет этап подготовки, когда подготавливается обрабатывающее оборудование, пишутся программы ЧПУ, изготавливаются или собираются инструменты. На этот раз
3. Время обработки . Когда подготовка закончена, начинается обработка. Основным параметром при быстром прототипировании ЧПУ является общее время, необходимое для процесса. Он включает в себя время фактической резки, смены инструмента, загрузки и выгрузки детали, а также время, необходимое для перемещения деталей станка с ЧПУ между станками, если это необходимо. Эти расходы являются самыми большими в списке, и абсолютно необходимо сократить время обработки.
4. Дополнительное время . В любом производственном процессе есть неизбежные административные паузы, связанные с документацией, отгрузкой и так далее. Они зависят исключительно от производителя быстродействующих прототипов деталей, поэтому вам нужно тщательно выбирать и спрашивать, сколько времени потребуется, чтобы они заключили контракт или отправили изготовленные на заказ детали с ЧПУ к вам.

Итак, проанализировав все расходы, влияющие на конечную стоимость быстрого прототипирования ЧПУ, мы можем прийти к выводу и составить список советов, которые помогут вам снизить стоимость ЧПУ прототипирования вашего проекта.

Советы по снижению стоимости прототипа

Правильно выбирайте металл

Многие новички не задумываются о материале. Они либо используют конструкционную сталь по умолчанию, либо выбирают что-то более прохладное, например, титан или нержавеющую сталь, чтобы предотвратить ржавчину. Оба варианта могут быть неправильными, а могут быть правильными. Здесь вы должны понимать, что цена сплава не является решающим фактором. Например, если вам нужно обработать большой объем, лучше выбрать алюминий, так как вы обработаете его намного быстрее, а экономия времени на обработку покроет дополнительные затраты на обработку.

Другая проблема, когда вам нужно какое-то особое свойство материала, например, чтобы он выдерживал высокие температуры, но вы переборщили и выбрали материал на класс выше, чем мог бы быть. Например, вам нужно 800 градусов Цельсия, а вы выбираете 950 градусов, материал гораздо труднее обрабатывать и намного дороже, но эти дополнительные 150 градусов не нужны.

Добавить базовые элементы

Сокращение времени наладки возможно за счет добавления к детали специальных поверхностей, которые можно последовательно использовать для фиксации заготовки прототипа изделия на станке. Например, если вы делаете деталь типа вала, вы можете добавить два конических отверстия на ее гранях, чтобы можно было зафиксировать деталь в центрах токарного станка. Или, если деталь коробчатого типа для фрезерования, добавьте плоскость с двумя отверстиями перпендикулярно ей.

Избегайте сложных поверхностей

Сложные поверхности с высокой гладкостью поверхности в деталях с ЧПУ не приветствуются, если ваш вариант — быстрое прототипирование. Это связано с тем, что сложные поверхности обычно обрабатываются небольшой концевой фрезой со сферическим наконечником. У него очень маленький шаг (около 0,1-0,05 мм) и он должен охватывать всю поверхность с одной стороны (если идти в обе стороны, будут маленькие ребра). Когда площадь сложной поверхности велика, вам потребуются часы, чтобы закончить ее.

Избегайте тонких стенок и глубоких карманов

Создание прототипа на станке с ЧПУ связано с большими усилиями и трением. Усилия резания должны быть большими, чтобы можно было отрезать кусок стали или другого сплава. Эта сила идет не только на разрез. Если инструмент тупой или параметры резания слишком велики, сама деталь может немного погнуться. Этим можно пренебречь, если металла к детали много и его жесткость высокая, но чем тоньше и длиннее деталь, тем больше вы заметите деформацию из-за сил резания. Этому можно несколько противодействовать, уменьшив параметры резания, но это приведет к увеличению времени обработки. Таким образом, обработанные прототипы деталей должны иметь более толстые стенки.

Закажите небольшую партию вместо одной детали

Если есть небольшая вероятность того, что вам понадобится более одного прототипа для тестирования, вам следует заказать небольшую партию сразу, а не заказывать позже, так как это будет намного дешевле. Механическому цеху нужно будет настраивать свои станки только один раз вместо двух.

Установите правильную точность

Многие дизайнеры считают, что чем точнее деталь, тем лучше, чем выше качество обработки поверхности, тем лучше она будет выглядеть (блестящие полированные детали выглядят круто, да?), но высокие допуски и экстремальная обработка поверхности означают, что производителю прототипа придется использовать шлифовальные станки для достижения таких размеров и отделки поверхности. А для того, чтобы шлифовать детали, они должны иметь минимальное количество твердости. И это следует за термической обработкой. Теперь термообработка занимает минимум сутки, потому что нужно разогреть деталь, оставить ее там, а затем охладить. Таким образом, предпочтительно, чтобы большинство поверхностей имели степень IT9 или ниже с шероховатостью поверхности Ra 3,2 или хуже, и только самые важные поверхности имели более высокие допуски.