首页 > 资源 > 博客>CNC加工零件原型的优缺点

CNC加工零件原型的优缺点

公司使用CNC机加工生产原型的原因有很多,包括生产速度,零件质量,材料选择以及与最终零件的相似性。

发表于2020-08-12 15:41:52,通过 cyanbat发布 | 点击数:0


从文件到原型

CNC加工的最大优势之一是“ CNC”元素。由于CNC加工是从计算机文件创建零件的数字过程,因此工程师知道加工的原型将与数字3D设计紧密匹配,并且以后可以使用相同的数字设计来创建尺寸相同的最终零件。可重复性的程度特别高。

此外,使用数字3D设计可以进行快速,精确的更改。如果加工的原型显示出由于不良设计而导致的物理缺陷,则工程师可以返回到CAD软件为下一个原型进行适当的更改。可以并排比较不同版本,甚至可以使用仿真软件来抢先测试零件在现实世界中的性能。

质量和一致性

计算机不是完美的,但是计算机控制的机器往往会按照预期的方式运行,除非它崩溃了。尽管许多原型制作过程都依赖于人类的技能(因此容易受到人为错误的影响),但CNC机器遵循其指令的精度只有不到一毫米。

重要的是,他们也可以一遍又一遍地做。尽管一家企业可能只制造一个原型,但如果需要,CNC机床可以第二次运行相同的作业,并且与第一次的偏差最小。这对于开发原型的新迭代以及使用相同的机器进行生产非常有用。(手动过程非常重要,但是更容易保证与自动化机器的一致性。)

坚固的材料范围

如果原型没有机械目的,那么它可能适合3D打印,尽管3D打印虽然不生产高强度零件,但成本却非常低,并且可以在短时间内完成。但是,对于大多数3D打印过程而言,材料选择的范围比机械加工的范围要窄。

CNC加工不仅提供各种兼容的材料,而且还提供一些非常坚固耐用的材料,包括各种金属。也可以使用金属进行3D打印,但不能使用低成本FDM打印机进行3D打印。

与最终部分相似

对原型使用CNC加工的另一个主要优点是能够创建类似于最终零件的原型。由于加工中心完全有能力生产最终用途的零件和原型,因此有可能创建接近最终产品的原型-这是3D打印或其他方法很少能实现的壮举。

部分原因在于材料。许多工程金属都是高度可加工的,这使得工程师可以使用与最终零件相同(或相似)的材料制作原型。但是过程本身的质量也是一个因素:机加工的零件很坚固,并且在某些轴上不会像印刷零件那样表现出弱点,而机加工过程本身甚至可以用于复制其他过程,例如钣金成型。

此外,创建原型的外观和行为与最终零件接近的原型,因为进行的重大更改较少,因此更容易过渡到生产。

缺点

尽管有其优点,CNC加工作为原型方法还是有一定的局限性,这可能会导致企业倾向于使用替代方法。

比3D打印贵

CNC加工原型的明显缺点之一是过程成本。与3D打印机相比,加工中心是大型机械,需要大量动力并需要更多人的监督。可加工金属的价格也比PLA等常见的印刷材料高。

这就是工程师即使打算对最终零件进行机械加工也可能选择其他原型制造工艺的主要原因之一。开发可能会浪费资源,如果企业需要在(早期)原型开发阶段削减所有支出,这是可以理解的。

一些几何限制

4轴和5轴加工中心具有很大的几何灵活性,但是即使这些机器也有其局限性。对于内部几何形状复杂的复杂结构,增材制造工艺可能更适合,因为它们不受切削工具角度的限制。

但是请记住,3D打印的原型可能会产生误导作用:使用所选的生产设备(无论是加工中心,注塑设备还是其他设备),完美地体现3D打印机的数字3D设计是不可能的。原型的几何灵活性只有在可以在最终零件上复制的情况下才有用。

废料

由于CNC加工是减法过程,因此与实际进入零件相比,它需要更多的材料。一些材料被切掉,最终变成金属或塑料屑,然后必须将其丢弃。这与添加原型制作过程不同,该过程不会产生浪费,除非打印失败并且必须重复打印。

由于增加了材料的使用和浪费,使用机加工作为原型制作过程会产生更高的材料成本。但是,切屑通常可以回收利用,因此该过程对环境的影响不必很严重。(销售可循环再利用的废料也可以帮助弥补一些物料成本。)