Alles über Kunststoff-Prototypen durch CNC-Bearbeitung
Was ist CNC-Prototypenbearbeitung?
Bei der CNC-Bearbeitung handelt es sich um eine Prototyping-Methode, bei der vorprogrammierte Software die Tätigkeit von Maschinen und Werkzeugen in der Fabrik steuert. Dieser Prozess erfordert keine manuellen Bediener oder menschliche Beteiligung.
Computer Numerical Control (CNC), auch bekannt als CNC, funktioniert, indem digitale Daten in eine Maschine eingespeist werden, die dann von einem Computer gesteuert wird.CAD-Software wird häufig für diesen Prozess verwendet; sie ermöglicht es dem Hersteller, Designer oder Benutzer, die notwendigen Entwürfe für das Produkt zu machen, und dann befähigt die Software den Computer, die Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs zu steuern.
Diese Methode kann zur Herstellung von Prototypen von Endprodukten oder zur Erweiterung der Produktion eines Produkts verwendet werden. Die CNC-Bearbeitung ermöglicht es dem Benutzer, verschiedene Werkzeugmaschinen wie Drehbänke und Bohrmaschinen ohne menschlichen Eingriff zu steuern.
CNC-Bearbeitung für Kunststoffprototypen
Die CNC-Bearbeitung ist eine schnelle und flexible Methode für das Prototyping von Kunststoffen. Bei der CNC-Kunststoffbearbeitung werden Teile aus Kunststoffen mit einer softwaregesteuerten digitalen Drei-Achsen-Fräsmaschine hergestellt.
Die CNC-Bearbeitung von Kunststoffprototypen wird als „subtraktives“ Verfahren bezeichnet, da die Möglichkeit besteht, Materialien zu entfernen. Es gibt verschiedene Arten von Thermoplasten, die für die CNC-Bearbeitung verwendet werden, darunter Acryl-/Plexiglasplatten, ABS, Polycarbonatplatten, POM/Acetyl, Teflon und PEEK. Das Beste an diesem Verfahren ist, dass keine Formen benötigt werden, was Zeit und Kosten bei der Produktion spart.
Dieses Verfahren eignet sich besonders für Prototypen mit engen Toleranzen und ist die flexibelste und effizienteste Technik für die Herstellung von weniger als 10 Prototypen oder Modellen.
Wann sollte man den Einsatz von CNC-Bearbeitungstechnologie für Kunststoffprototypen in Betracht ziehen?
Die CNC-Bearbeitung ist flexibler und kostengünstiger als andere Rapid-Prototyping-Verfahren. In einigen Fällen kann die CNC-Bearbeitung bessere Ergebnisse liefern als andere Prototyping-Verfahren wie der 3D-Druck.
Die breite Palette an Materialoptionen und die hohe Toleranzfähigkeit dürften der Hauptgrund dafür sein, dass diese Methode gegenüber anderen Rapid-Prototyping-Verfahren den Vorzug erhalten sollte.
Dieses Rapid-Prototyping-Verfahren eignet sich besonders für die Kleinserienfertigung und ist kostengünstig. Wenn Sie also einen schnellen Produktumlauf benötigen und gleichzeitig Prototypen ohne unnötige Materialien und ohne versteckte Kosten herstellen wollen, dann ist dies genau das Richtige für Sie.
Vorteile vom CNC-Prototyping
Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit, mit der Prototypen hergestellt werden, ist ein bemerkenswerter Faktor. Die CNC-Bearbeitung ist im Vergleich zu anderen Rapid-Prototyping-Verfahren wie dem 3D-Druck relativ schnell.
Sobald die numerischen Daten in die Computersoftware eingegeben sind, steuert die Software automatisch die Bearbeitungswerkzeuge, ohne dass der Mensch eingreifen muss, wodurch der Bearbeitungsprozess beschleunigt wird. Da die Daten bereits im Computer gespeichert sind, ist es nicht erforderlich, die Daten bei jeder Bearbeitung des Werkstücks erneut in den Computer einzufügen.
Qualität
Bei der Herstellung von Prototypen ist die Qualität des Produkts sehr wichtig. Bei der Entwicklung eines Prototyps geht es nicht nur darum, zu sehen, wie das Produkt am Ende aussehen wird, sondern auch darum, die Art des Entwurfsmodells zu überprüfen, wie es funktionieren und sich auf dem Markt behaupten wird und was von ihm erwartet wird. Es ist eine wunderbare Möglichkeit, Produktmängel, Stärken und Schwächen vor der Massenproduktion zu erkennen.
Das CNC-Prototyping produziert qualitativ hochwertige Teile. Die Teile werden jedes Mal genau nach den richtigen Maßen bearbeitet. Die Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Produktqualität ist von entscheidender Bedeutung, da jedes Produkt dem anderen ähnlich sein muss.
Kosten
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor sind die Kosten. Die CNC-Bearbeitung ist eine kostengünstige Methode des Rapid Prototyping.
Wenn das Produkt zum Beispiel in der Herstellung teuer ist, wird der Endverbraucher mehr Geld für das Produkt bezahlen müssen. Wenn das Produkt teuer ist, wird er sich sicherlich nach preiswerten Alternativen umsehen. Sie werden wahrscheinlich Kunden verlieren.
Die CNC-Bearbeitung trägt zur Kostensenkung bei. Das Verfahren schränkt den manuellen Anteil ein und übertrifft die manuelle Arbeit, so dass Sie nicht für Arbeitskräfte bezahlen müssen, was es kosteneffektiv macht.
Engere Toleranz
Die CNC-Bearbeitung ist die beste Wahl für Teile, die kleinere Toleranzen von +/-.005 erfordern. Der Grund dafür ist, dass sie engere Toleranzmessungen ermöglicht.
Dieses Verfahren wird zur Herstellung hochpräziser Industrieteile eingesetzt.
größere Beständigkeit
Im Vergleich zu Metallteilen haben mit CNC-Maschinen bearbeitete Kunststoffteile mehr Vorteile in Bezug auf die Verschleißfestigkeit. Metallteile rosten nach einiger Zeit, während Kunststoffteile resistenter gegen Rost sind und eine längere Lebensdauer haben.
Anpassungsfähigkeit
CNC-gefräste Kunststoffteile werden mit Hilfe einer vorprogrammierten Software direkt aus thermoplastischen Platten oder Blöcken hergestellt. Es ermöglicht dem Designer oder Ingenieur, zwischen den Iterationen kleine Änderungen am digitalen Entwurf vorzunehmen.
Da nicht jedes Mal neue Werkzeuge für Änderungen benötigt werden, fallen nur geringe Kosten für die Aufrüstung von Teilen an.
Keine Gussformen erforderlich
Einer der überzeugenden Vorteile der CNC-Bearbeitung ist der vollständige Verzicht auf Formen. Sie ermöglicht eine effiziente Herstellung von Teilen ohne Formen oder Stützstrukturen und ist besonders für Prototypen und Kleinserien geeignet. Der teuerste Teil des Spritzgießens ist die Herstellung von Metallgussteilen, aber die Kunststoffbearbeitung erfordert diesen Prozess nicht.
Geeignete Kunststoffmaterialien für die CNC-Bearbeitung
Es gibt verschiedene thermoplastische Werkstoffe, die für die CNC-Kunststoffbearbeitung verwendet werden. Sie umfassen:
Einfache 3-Schritte-Methode für die CNC-Bearbeitung von Prototypen aus Kunststoff
1. Erstellung eines Konzepts
Der erste Schritt in diesem Prozess besteht darin, die Idee zum Ausdruck zu bringen, indem Sie sie zeichnen oder auf Papier oder etwas anderem niederschreiben. Auf diese Weise erhalten Sie ein klares Bild des Produktprototyps. Nach Abschluss dieser Phase können Sie besser einschätzen, ob Sie Änderungen an dem Entwurf vornehmen müssen oder nicht.
2. Entwicklung eines virtuellen Prototyps
Wenn Sie die Möglichkeit haben, die 3D-Konstruktionstechnologie für das Prototyping zu nutzen, dann machen Sie davon Gebrauch. So können Sie sich ein Bild vom endgültigen Aussehen des Produkts machen und erhalten eine klare Vorstellung davon, wie das Produkt das gewünschte Ziel erreichen wird. Am besten beauftragen Sie einen professionellen Prototyper für virtuelles Design.
3. Aufbau des physischen Prototyps
Nach Abschluss der beiden oben genannten Phasen wird die letzte Phase erreicht, d. h. der Bau der physischen Struktur des Prototyps.
Nach der Anfertigung eines Prototyps müssen Sie möglicherweise einige weitere Prototypen anfertigen, um sicherzustellen, dass das endgültige Design frei von Fehlern ist.
Wenn Sie die gewünschte Form gefunden haben, ist es an der Zeit, einen Hersteller für die Massenproduktion zu finden. Achten Sie nur darauf, dass der endgültige Kunststoffprototyp mit dem an den Kunden verkauften identisch ist.
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