W tym artykule przyjrzymy się kilku technologiom i materiałom używanym do produkcji części do produkcji, ich zaletom, rzeczom do rozważenia i nie tylko.
Wstęp
Wytwarzanie części do produkcji – znane również jako części do użytku końcowego – odnosi się do procesu wykorzystywania surowców do tworzenia części, która jest zaprojektowana i wyprodukowana do wykorzystania w produkcie końcowym, w przeciwieństwie do prototypu lub modelu.Sprawdź nasz przewodnik powytwarzanie pierwszych prototypówaby dowiedzieć się więcej na ten temat.
Aby części działały w rzeczywistym środowisku — jako części maszyn, komponenty pojazdów, produkty konsumenckie lub do innych celów funkcjonalnych — należy o tym pamiętać podczas produkcji.Aby skutecznie i wydajnie wytwarzać części do produkcji, należy wziąć pod uwagę materiały, projekt i metody produkcji, aby zapewnić spełnienie niezbędnych wymagań funkcjonalnych, bezpieczeństwa i jakości.
Dobór materiałów na części produkcyjne
Typowe materiały na części przeznaczone do produkcji obejmują metale, takie jak stal lub aluminium, tworzywa sztuczne, takie jak ABS, poliwęglan i nylon, kompozyty, takie jak włókno węglowe i szklane oraz niektóre materiały ceramiczne.
Właściwy materiał na części do końcowego zastosowania będzie zależał od konkretnych wymagań aplikacji, a także od jego kosztu i dostępności.Oto kilka typowych właściwości, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze materiałów do produkcji części do produkcji:
❖ Siła.Materiały powinny być wystarczająco mocne, aby wytrzymać siły, na które część będzie narażona podczas użytkowania.Metale są dobrymi przykładami wytrzymałych materiałów.
❖ Trwałość.Materiały powinny być w stanie wytrzymać zużycie w czasie bez degradacji lub rozpadu.Kompozyty są znane zarówno z trwałości, jak i wytrzymałości.
❖ Elastyczność.W zależności od zastosowania części końcowej, materiał może wymagać elastyczności, aby dostosować się do ruchu lub odkształcenia.Tworzywa sztuczne, takie jak poliwęglan i nylon, są znane ze swojej elastyczności.
❖ Odporność na temperaturę.Jeśli część będzie na przykład narażona na działanie wysokich temperatur, materiał powinien być w stanie wytrzymać ciepło bez topienia się lub odkształcania.Stal, ABS i ceramika to przykłady materiałów, które wykazują dobrą odporność na temperaturę.
Metody wytwarzania części do produkcji
Do tworzenia części do produkcji wykorzystywane są cztery rodzaje metod produkcji:
❖ Produkcja subtraktywna
❖ Produkcja addytywna
❖ Formowanie metali
❖ Odlewanie
Produkcja subtraktywna
Produkcja subtraktywna – znana również jako produkcja tradycyjna – polega na usuwaniu materiału z większego kawałka materiału, aż do uzyskania pożądanego kształtu.Produkcja subtraktywna jest często szybsza niż produkcja addytywna, co czyni ją bardziej odpowiednią do produkcji seryjnej na dużą skalę.Może to jednak być droższe, zwłaszcza biorąc pod uwagę koszty oprzyrządowania i konfiguracji, i generalnie generuje więcej odpadów.
Typowe rodzaje produkcji subtraktywnej obejmują:
❖ Frezowanie sterowane komputerowo (CNC).RodzajObróbka CNC, frezowanie CNC polega na użyciu narzędzia tnącego w celu usunięcia materiału z litego bloku w celu utworzenia gotowej części.Jest w stanie tworzyć części o wysokim stopniu dokładności i precyzji w materiałach takich jak metale, tworzywa sztuczne i kompozyty.
❖ Toczenie CNC.Również rodzaj obróbki CNC, toczenie CNC wykorzystuje narzędzie tnące do usuwania materiału z obracającej się bryły.Zwykle jest używany do tworzenia obiektów cylindrycznych, takich jak zawory lub wały.
❖ Produkcja blach.Wprodukcja blach, płaska blacha jest cięta lub formowana według projektu, zwykle pliku DXF lub CAD.
Produkcja dodatkowa
Produkcja addytywna – znana również jako druk 3D – odnosi się do procesu, w którym materiał jest dodawany na siebie w celu utworzenia części.Jest w stanie wytwarzać bardzo złożone kształty, które w przeciwnym razie byłyby niemożliwe przy użyciu tradycyjnych (subtraktywnych) metod produkcji, generuje mniej odpadów oraz może być szybsze i tańsze, zwłaszcza przy produkcji małych partii skomplikowanych części.Tworzenie prostych części może być jednak wolniejsze niż produkcja subtraktywna, a zakres dostępnych materiałów jest generalnie mniejszy.
Typowe rodzaje wytwarzania przyrostowego obejmują:
❖ Stereolitografia (SLA).Znany również jako druk 3D z żywicy, SLA wykorzystuje lasery UV jako źródło światła do selektywnego utwardzania żywicy polimerowej i tworzenia gotowej części.
❖ Modelowanie osadzania topionego (FDM).Znany również jako wytwarzanie włókien topionych (FFF),FDMbuduje części warstwa po warstwie, selektywnie osadzając stopiony materiał na z góry określonej ścieżce.Wykorzystuje polimery termoplastyczne, które występują we włóknach, tworząc ostateczne obiekty fizyczne.
❖ Selektywne spiekanie laserowe (SLS).WDruk 3D SLS, laser selektywnie spieka cząsteczki proszku polimerowego, łącząc je ze sobą i budując część warstwa po warstwie.
❖ Multi Jet Fusion (MJF).Jako zastrzeżona technologia druku 3D firmy HP,MJFmoże konsekwentnie i szybko dostarczać części o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, precyzyjnej rozdzielczości i dobrze zdefiniowanych właściwościach mechanicznych
Formowanie metalu
W formowaniu metali metal jest kształtowany do pożądanej formy przez przyłożenie siły metodami mechanicznymi lub termicznymi.Proces może być gorący lub zimny, w zależności od metalu i pożądanego kształtu.Części utworzone za pomocą formowania metalu zazwyczaj charakteryzują się dobrą wytrzymałością i trwałością.Ponadto zwykle powstaje mniej odpadów materiałowych niż w przypadku innych form produkcji.
Typowe rodzaje obróbki plastycznej metali obejmują:
❖ Kucie.Metal jest podgrzewany, a następnie kształtowany przez przyłożenie do niego siły ściskającej.
❖ Wytłaczanie.Metal jest przeciskany przez matrycę w celu uzyskania pożądanego kształtu lub profilu.
❖ Rysowanie.Metal jest przeciągany przez matrycę, aby uzyskać pożądany kształt lub profil.
❖ Gięcie.Metal jest wyginany do pożądanego kształtu za pomocą przyłożonej siły.
Odlew
Odlewanie to proces produkcyjny, w którym ciekły materiał, taki jak metal, plastik lub ceramika, wlewa się do formy i pozostawia do zestalenia w pożądanym kształcie.Służy do tworzenia części, które charakteryzują się wysokim stopniem dokładności i powtarzalności.Odlewanie jest również opłacalnym wyborem w przypadku produkcji wielkoseryjnej.
Typowe rodzaje odlewów obejmują:
❖ Formowanie wtryskowe.Proces produkcyjny używany do produkcji części wedługwtryskiwanie stopionegomateriału – często tworzywa sztucznego – do formy.Następnie materiał jest schładzany i zestalany, a gotowa część jest wyrzucana z formy.
❖ Odlewanie kokilowe.Podczas odlewania ciśnieniowego stopiony metal jest wtłaczany do wnęki formy pod wysokim ciśnieniem.Odlewanie ciśnieniowe służy do wytwarzania skomplikowanych kształtów z dużą dokładnością i powtarzalnością.
Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych i części do produkcji
Projekt do produkcji lub możliwości produkcyjne (DFM) odnosi się do inżynierskiej metody tworzenia części lub narzędzia z naciskiem na projektowanie, umożliwiającej uzyskanie produktu końcowego, który jest bardziej efektywny i tańszy w produkcji.Automatyczna analiza DFM Hubs umożliwia inżynierom i projektantom tworzenie, powtarzanie, upraszczanie i optymalizację części przed ich wykonaniem, dzięki czemu cały proces produkcyjny jest bardziej wydajny.Projektując części, które są łatwiejsze w produkcji, można skrócić czas i koszty produkcji, podobnie jak ryzyko błędów i defektów w końcowych częściach.
Wskazówki dotyczące korzystania z analizy DFM w celu zminimalizowania kosztów cyklu produkcyjnego
❖ Zminimalizuj komponenty.Zazwyczaj im mniej elementów ma część, tym krótszy jest czas montażu, mniejsze ryzyko lub błąd oraz całkowity koszt.
❖ Dostępność.Części, które można wyprodukować przy użyciu dostępnych metod produkcji i sprzętu – i które charakteryzują się stosunkowo prostymi konstrukcjami – są łatwiejsze i tańsze w produkcji.
❖ Materiały i komponenty.Części wykorzystujące standardowe materiały i komponenty mogą pomóc obniżyć koszty, uprościć zarządzanie łańcuchem dostaw i zapewnić łatwą dostępność części zamiennych.
❖ Orientacja części.Weź pod uwagę orientację części podczas produkcji.Może to pomóc zminimalizować potrzebę stosowania podpór lub innych dodatkowych funkcji, które mogą wydłużyć całkowity czas i koszty produkcji.
❖ Unikaj podcięć.Podcięcia to cechy, które uniemożliwiają łatwe usunięcie części z formy lub osprzętu.Unikanie podcięć może pomóc skrócić czas i koszty produkcji oraz poprawić ogólną jakość finalnej części.
Koszt produkcji części do produkcji
Znalezienie równowagi między jakością a kosztami ma kluczowe znaczenie w produkcji części przeznaczonych do produkcji.Oto kilka czynników związanych z kosztami, które należy wziąć pod uwagę:
❖ Materiały.Koszt surowców wykorzystywanych w procesie produkcyjnym zależy od rodzaju użytego materiału, jego dostępności oraz wymaganej ilości.
❖ Oprzyrządowanie.W tym koszt maszyn, form i innych specjalistycznych narzędzi używanych w procesie produkcyjnym.
❖ Wielkość produkcji.Ogólnie rzecz biorąc, im większa ilość produkowanych części, tym niższy koszt jednostkowy.Dotyczy to zwłaszczaformowanie wtryskowe, która oferuje znaczne korzyści skali dla większych wolumenów zamówień.
❖ Terminy realizacji.Części produkowane szybko na potrzeby projektów, w których liczy się czas, często wiążą się z wyższymi kosztami niż części o dłuższym czasie realizacji.
Uzyskaj natychmiastową wycenęaby porównać ceny i czasy realizacji części produkcyjnych.
Źródło artykułu:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Czas postu: 14-04-2023