Детали-прототипы:как их успешно изготовить из металла или пластика

Вы недавно придумали дизайн продукта (или детали) или у вас есть новая идея продукта, которая, по вашему мнению, станет следующей большой вещью? Если да, то вы согласны с тем, что создание прототипа является жизненно важным процессом в процессе разработки продукта; это позволяет на раннем этапе обнаруживать недостатки конструкции и определять пригодность и долговечность продукта.

Но прежде чем приступить к созданию прототипа, вам, вероятно, придется принять важное решение — выбрать подходящий метод производства для ваших прототипов. Вам нужен доступный производственный процесс, обеспечивающий короткие сроки без ущерба для качества прототипов деталей.

Именно поэтому мы составили подробное руководство, которое поможет вам успешно изготовить детали-прототипы. В этой статье представлены четыре распространенных метода быстрого прототипирования и советы, которые помогут выбрать правильный. Он также содержит полезные советы по проектированию для быстрого прототипирования металлических и пластиковых деталей.

4 распространенных метода быстрого прототипирования

ЧПУ №1

Обработка с ЧПУ всегда была популярным методом создания прототипов. Например, в 2007 году, когда Apple отказалась от поликарбоната в пользу алюминия, они использовали станки с ЧПУ для создания прототипов корпуса MacBook из алюминиевого блока.

Обработка с ЧПУ – это производственный процесс, в котором используются компьютеризированные элементы управления для определения движения режущих инструментов и удаления материала с заготовки до тех пор, пока не будет изготовлена ​​требуемая нестандартная деталь.

Обработка с ЧПУ обеспечивает чрезвычайно жесткий допуск до ± 4 мкм. Кроме того, его широкий диапазон совместимости материалов означает, что вы можете работать практически с любым металлом или пластиком, при условии, что они у вас есть в блоках. (Публикация по теме:Стоит ли использовать ЧПУ для быстрого прототипирования? Преимущества и недостатки)

3D-печать №2

3D-печать и обработка с ЧПУ похожи, поскольку они полагаются на 3D-модели CAD и компьютерные инструкции для автоматического создания прототипов деталей. Но в отличие от субтрактивной обработки на станках с ЧПУ, 3D-печать – это процесс аддитивного производства, при котором прототипы деталей создаются с нуля путем наложения материалов слоями.

Технологии 3D-печати включают стереолитографию (SLA), моделирование методом наплавления (FDM) и селективное лазерное спекание (SLS), все из которых имеют минимальный размер элемента в диапазоне от 0,25 мм до 0,8 мм. Этого диапазона размеров более чем достаточно для подавляющего большинства требований к прототипированию.

#3 Уретановое литье

Литье из уретана, иногда называемое вакуумным литьем, использует силиконовые формы для изготовления пластиковых прототипов деталей в вакууме. Этот процесс литья обычно начинается с создания мастер-модели с использованием станков с ЧПУ или 3D-принтеров. Затем в форму заливают жидкий полиуретан, чтобы создать копии прототипа.

#4 Быстрое литье под давлением

Быстрое литье под давлением (RIM) технически является лишь более быстрой версией обычного литья под давлением. Как и литье уретана, процесс RIM использует преимущества быстрой обработки с ЧПУ для создания полостей пресс-формы, что позволяет изготавливать сложные детали и элементы.

Как выбрать правильный метод производства?

Обработка на станках с ЧПУ, 3D-печать, литье уретана и быстрое литье под давлением — все это дает ряд преимуществ. Правильный выбор обычно зависит от:

• Механические свойства, которые вы надеетесь получить
• Объем деталей прототипа, который вам нужен
• Ваш бюджет
• Время выполнения
• Совместимость материалов

Вам следует выбрать быстрое прототипирование с ЧПУ, если вы ищете сочетание качества, короткого времени выполнения, доступности и широкого спектра совместимости материалов. Обработка с ЧПУ также идеально подходит для создания больших объемов прототипов с желаемыми механическими свойствами. Однако этот субтрактивный производственный процесс связан с потерями материала.

3D-печать устраняет проблему потери материала при обработке с ЧПУ и обеспечивает высококачественную обработку поверхности. Но это связано с недостатком высокой стоимости и ограниченного выбора материалов. Технология 3D-печати совместима только с термопластами (такими как ABS, нейлон, PLA, ULTEM) и несколькими металлами, такими как инструментальная сталь, нержавеющая сталь, титан и алюминий. (Связанная запись:Производство алюминиевых прототипов:как определить лучший метод)

Детали, отлитые из уретана и отлитые под давлением, сочетают в себе структурную целостность деталей, обработанных на станках с ЧПУ, и отличное качество поверхности деталей, напечатанных на 3D-принтере. Они также вполне доступны по цене, особенно если вы хотите производить большие партии пластиковых прототипов.

Однако литье из уретана и быстрое литье под давлением обычно требуют больше времени, чем 3D-печать и обработка на станках с ЧПУ. Как правило, эти методы следует использовать, если вы хотите создать 100 или более одинаковых пластиковых прототипов.

Советы по быстрому прототипированию металлических деталей

Следующие советы помогут вам быстро создать прототип металла.

• Используйте быстрое прототипирование с ЧПУ для металлических деталей, если в вашей конструкции нет утопленных элементов, которые могут быть недоступны для станков с ЧПУ.
• Используйте 3D-принтеры для изготовления прототипов с углубленными элементами, которые в противном случае было бы сложно создать на станках с ЧПУ.
• Спроектируйте свои полости таким образом, чтобы отношение глубины полости к ширине было меньше 4, так как это поможет вам устранить чрезмерную вибрацию и отклонение инструмента во время обработки с ЧПУ.
• Создавайте прототипы металлических деталей с толщиной стенки более 0,8 мм, поскольку тонкостенные металлы подвержены деформации при обработке на станках с ЧПУ.
• Передайте производственный процесс в первоклассный механический цех, чтобы сэкономить время и снизить производственные затраты.

Советы по созданию прототипов пластиковых деталей

Хотя 3D-печать, литье под давлением и литье из уретана остаются наиболее популярными методами прототипирования пластиковых деталей, обработка с ЧПУ может быть лучшей альтернативой для определенных сценариев. Например, обработка на станках с ЧПУ идеальна, если в вашем проекте есть мелкие детали или вы пытаетесь работать со специальными пластиками, такими как ПВХ, PEI и PEEK. (Статья по теме:Изготовление пластиковых прототипов на станках с ЧПУ:лучший выбор?)

Тем не менее, если вы собираетесь использовать 3D-печать для прототипирования пластиковых деталей, следующие советы по проектированию помогут вам сократить расходы и успешно изготовить прототип деталей.

• Сделайте громоздкие детали полыми, особенно для нефункциональных частей прототипа, которые вы будете использовать для визуального представления.
• Сократите количество поддерживающих конструкций в своем проекте, так как при этом используется больше материала и увеличивается время 3D-печати.
• Выберите стороннего производителя с самой современной технологией 3D-печати, высококвалифицированными техническими специалистами и экспертами по контролю качества.

Производство прототипов деталей с помощью Gensun Precision Machining

Компания Gensun Precision Machining работает уже почти два десятилетия, предоставляя высококачественные услуги по созданию прототипов многим инновационным компаниям. Наши услуги по быстрому прототипированию включают обработку на станках с ЧПУ, 3D-печать, быстрое литье под давлением и литье из уретана.

В зависимости от дизайна прототипа и объемов деталей, которые вам необходимо изготовить, мы можем помочь вам определить, какой метод прототипирования использовать, и создать необходимые прототипы деталей.

Узнайте больше о наших услугах по быстрому прототипированию.