Обработка на станках с ЧПУ и литье под давлением:окончательное снижение производительности

Инженеры и группы по производству имеют множество вариантов изготовления металлических изделий. В зависимости от конструкции детали и варианта использования может подойти резка, складывание, резка или штамповка — и это лишь некоторые из них.

Среди наиболее широко используемых методов производства металлов — обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) и литье под давлением, которые имеют определенное сходство, но также имеют некоторые ключевые различия, о которых следует помнить. Вот все, что должны знать разработчики продуктов, прежде чем выбрать для своего следующего проекта обработку на станках с ЧПУ или литье под давлением.

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка на станках с ЧПУ – это универсальный производственный процесс, который позволяет производителям создавать высокоточные детали в средних и больших объемах практически из любого материала, от металлов и пластмасс до дерева и композитных материалов.

Обработка с ЧПУ — это субтрактивный процесс:он включает в себя постепенное удаление материала из твердого блока для создания готовой детали (в отличие от 3D-печати, которая включает в себя создание детали путем постепенного наложения материала). Файлы цифрового дизайна используются для программирования движений станка с ЧПУ, а числовое управление управляет производственным процессом. Это гарантирует чистые, функциональные и воспроизводимые детали каждый раз.

Обработка с ЧПУ идеально подходит для создания высокоточных деталей с жесткими допусками, нишевых деталей и прототипов. Детали, обработанные на станках с ЧПУ, имеют те же физические свойства, что и их сыпучий материал, что делает этот процесс идеальным для высокопроизводительных приложений. Общие области применения включают пропеллерные двигатели в аэрокосмической промышленности, хирургическое оборудование в производстве медицинских устройств и корпуса электронных устройств в полупроводниковой промышленности.

Обработка с ЧПУ имеет свои ограничения, особенно когда речь идет о стоимости. Первоначальные затраты на запуск этого процесса высоки, а обработка деталей сложной геометрии обходится дороже. Инженеры также должны учитывать затраты на материалы, особенно потому, что отходы материалов часто не могут быть повторно использованы. С точки зрения конструкции детали с внутренней геометрией или крутыми поднутрениями не могут быть обработаны, потому что режущий инструмент должен иметь возможность свободно входить и выходить из блока материала. Команды разработчиков должны тщательно оценить, как будет ограничена конструкция их деталей, если они выберут обработку с ЧПУ.

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением, похожее на литье под давлением (MIM), представляет собой процесс изготовления металла, который позволяет производителям создавать геометрически сложные детали с помощью многоразовых форм, называемых штампами. Во время литья под давлением цветной металл, такой как алюминий, расплавляется в печи и впрыскивается в форму под очень высоким давлением.

Литье под давлением является быстрым и отличным способом изготовления высокоточных и воспроизводимых деталей. Литые под давлением детали прочнее своих пластиковых аналогов, имеют гладкую поверхность и относительно долговечны. Кроме того, литье под давлением превосходит обработку на станках с ЧПУ, когда речь идет о крупносерийном производстве и выпуске продукции в больших масштабах.

Этот процесс является наиболее популярным методом изготовления металлов в потребительской и коммерческой отраслях. Общие области применения включают автомобильные детали, детские игрушки, детали для смесителей для раковины, шестерни и морское оборудование.

Процесс литья под давлением очень универсален, но не без ограничений. Например, литье под давлением может создать деталь любого размера и формы, если эти размеры находятся в пределах возможностей литейной машины. Из-за этого ограничения команды разработчиков должны проектировать в пределах ограниченного диапазона размеров продукта. Также стоит отметить, что пластичность металлического сплава может ограничить сложность конечной отливки.

Ключевые факторы при выборе между обработкой на станке с ЧПУ или литьем под давлением

Объем, стоимость и отходы должны быть в центре внимания групп разработчиков, стремящихся установить процесс изготовления металла. Обработка с ЧПУ может использоваться для производственных циклов, исчисляемых сотнями и тысячами, но для чего-то большего литье под давлением окажется более экономичным выбором. Создание штампа требует предварительных затрат времени и ресурсов, но после его создания можно изготовить десятки тысяч идентичных деталей по относительно низкой себестоимости.

Литье под давлением может быть более рентабельным с точки зрения объема, но обработка с ЧПУ компенсирует стоимость штампа. С помощью станков с ЧПУ инженеры могут моделировать, обрабатывать, тестировать и переделывать прототипы, не возвращаясь к чертежной доске. Для внесения значительных изменений в конструкцию штампов требуется совершенно новая пресс-форма. Когда продуктовые группы взвешивают свои варианты, важно учитывать, сколько прототипов может потребоваться до начала производства и в какой степени они могут отклоняться от основного шаблона.

Производственные группы, заинтересованные в экономической эффективности или воздействии на окружающую среду, должны подумать о потерях, прежде чем принимать решение. При обработке на станках с ЧПУ обычно образуется много отходов, но при литье под давлением образуется меньше отходов, поскольку материал заливается непосредственно в форму. Если вас беспокоит углеродный след команды или необратимые затраты, литье под давлением может быть лучшим выбором.

Выбор правильного производственного процесса с небольшой помощью

Производственным группам следует рассмотреть возможность обработки с ЧПУ, если им требуется средний или крупный производственный цикл точных деталей, определенная степень гибкости конструкции и есть капитал, чтобы заранее инвестировать в станки с ЧПУ или передать производство на аутсорсинг надежному партнеру. С другой стороны, производственные группы должны рассмотреть возможность литья под давлением, если им нужен экономичный способ производства очень большого количества одинаковых деталей и они хотят максимально эффективно использовать деньги, которые они тратят на материалы.

Подобное сравнение производственных процессов полезно для получения ясности и просмотра ключевых различий между двумя процессами на высоком уровне. Тем не менее, выбор процесса, наиболее подходящего для конкретных требований проекта, может оказаться сложной задачей. Опытный глобальный производственный партнер, такой как Fast Radius, может взять на себя часть этого бремени. Наша команда дизайнеров, инженеров, технологов и консультантов имеет опыт работы со всеми основными производственными процессами — от аддитивного производства до литья под давлением, литья уретана и т. д. — и мы являемся экспертами в сочетании проектных требований клиентов с наиболее подходящими решениями. решения. Свяжитесь с нами сегодня. Мы поможем вам сделать правильный выбор.

Чтобы узнать обо всем, что связано с обработкой на станках с ЧПУ, или сравнить и сопоставить другие производственные процессы, например литье уретана с литьем под давлением, ознакомьтесь с нашими последними статьями в учебном центре Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату