У цій статті ми розглянемо кілька технологій і матеріалів, які використовуються для виготовлення деталей для виробництва, їхні переваги, речі, на які варто звернути увагу, тощо.
вступ
Виробництво деталей для виробництва, також відоме як деталі кінцевого використання, стосується процесу використання сировини для створення деталі, яка розроблена та виготовлена для використання в кінцевому продукті, на відміну від прототипу чи моделі.Перегляньте наш путівниквиготовлення початкових прототипівщоб дізнатися більше про це.
Щоб гарантувати, що ваші деталі функціонуватимуть у реальному середовищі – як деталі машин, компоненти транспортних засобів, споживчі товари чи будь-яке інше функціональне призначення – виробництво має підходити з урахуванням цього.Щоб успішно та ефективно виготовляти деталі для виробництва, вам слід розглянути матеріали, дизайн і методи виробництва, щоб забезпечити відповідність необхідним вимогам до функціональності, безпеки та якості.
Вибір матеріалів для виготовлення деталей
Звичайні матеріали для деталей, призначених для виробництва, включають такі метали, як сталь або алюміній, пластмаси, такі як ABS, полікарбонат і нейлон, композити, такі як вуглецеве волокно та скловолокно, і певну кераміку.
Правильний матеріал для деталей кінцевого використання залежатиме від конкретних вимог застосування, а також від його вартості та доступності.Ось кілька загальних властивостей, які слід враховувати під час вибору матеріалів для виготовлення деталей для виробництва:
❖ Міцність.Матеріали мають бути достатньо міцними, щоб витримувати навантаження, яким буде піддаватися частина під час використання.Метали є хорошими прикладами міцних матеріалів.
❖ Довговічність.Матеріали повинні бути здатні протистояти зношуванню з часом без деградації та руйнування.Композити відомі як довговічністю, так і міцністю.
❖ Гнучкість.Залежно від застосування кінцевої частини, матеріал може бути гнучким, щоб витримати рух або деформацію.Такі пластики, як полікарбонат і нейлон, відомі своєю гнучкістю.
❖ Термостійкість.Наприклад, якщо деталь буде піддаватися дії високих температур, матеріал повинен витримувати нагрівання, не плавлячись і не деформуючись.Сталь, АБС і кераміка є прикладами матеріалів, які виявляють хорошу термостійкість.
Методи виготовлення деталей для виробництва
Для створення деталей для виробництва використовуються чотири типи методів виробництва:
❖ Субтрактивне виробництво
❖ Адитивне виробництво
❖ Обробка металу тиском
❖ Кастинг
Субтрактивне виробництво
Субтрактивне виробництво – також відоме як традиційне виробництво – передбачає видалення матеріалу з більшого шматка матеріалу, доки не буде досягнуто бажаної форми.Субтрактивне виробництво часто швидше, ніж адитивне, що робить його більш придатним для серійного виробництва великих обсягів.Однак це може бути дорожче, особливо з огляду на витрати на інструменти та налаштування, і, як правило, створює більше відходів.
Поширені типи субтрактивного виробництва включають:
❖ Фрезерування з комп'ютерним числовим керуванням (ЧПК).ТипОбробка з ЧПУ, фрезерування з ЧПУ передбачає використання ріжучого інструменту для видалення матеріалу з суцільного блоку для створення готової деталі.Він здатний створювати деталі з високим ступенем точності з таких матеріалів, як метали, пластики та композити.
❖ Токарна обробка з ЧПУ.Також тип обробки з ЧПК, токарна обробка з ЧПК використовує ріжучий інструмент для видалення матеріалу з обертового твердого тіла.Зазвичай він використовується для створення циліндричних об’єктів, наприклад клапанів або валів.
❖ Виготовлення листового металу.ввиготовлення листового металу, плоский лист металу розрізають або формують відповідно до креслення, як правило, файлу DXF або CAD.
Адитивне виробництво
Адитивне виробництво, також відоме як 3D-друк, відноситься до процесу, під час якого матеріал додається поверх себе для створення деталі.Він здатний виробляти дуже складні форми, які інакше були б неможливі за допомогою традиційних (субтрактивних) методів виробництва, утворює менше відходів і може бути швидшим і дешевшим, особливо при виготовленні невеликих партій складних деталей.Однак створення простих деталей може бути повільнішим, ніж субтрактивне виробництво, а діапазон доступних матеріалів, як правило, менший.
Поширені типи адитивного виробництва включають:
❖ Стереолітографія (SLA).Також відомий як тривимірний друк на основі смоли, SLA використовує УФ-лазери як джерело світла для вибіркового затвердіння полімерної смоли та створення готової деталі.
❖ Моделювання плавленого осадження (FDM).Також відомий як виготовлення плавлених ниток (FFF),FDMбудує деталі шар за шаром, вибірково осаджуючи розплавлений матеріал заздалегідь визначеним шляхом.Він використовує термопластичні полімери, які надходять у вигляді ниток для формування кінцевих фізичних об’єктів.
❖ Вибіркове лазерне спікання (SLS).вSLS 3D друк, лазер вибірково спікає частинки полімерного порошку, сплавляючи їх разом і створюючи деталь шар за шаром.
❖ Багатоструменевий синтез (MJF).Як власна технологія 3D-друку HP,MJFможе стабільно та швидко постачати деталі з високою міцністю на розрив, чіткою роздільною здатністю та чітко визначеними механічними властивостями
Обробка металу тиском
При обробці металу тиском металу надають бажаної форми шляхом застосування сили за допомогою механічних або термічних методів.Процес може бути як гарячим, так і холодним, залежно від металу та бажаної форми.Деталі, виготовлені за допомогою формування металу, зазвичай мають високу міцність і довговічність.Крім того, зазвичай утворюється менше матеріальних відходів, ніж при інших формах виробництва.
Поширені типи обробки металу тиском включають:
❖ Кування.Метал нагрівають, а потім формують, застосовуючи до нього силу стиснення.
❖ Екструзія.Метал продавлюється через матрицю для створення потрібної форми або профілю.
❖ Малювання.Метал протягують через матрицю для створення потрібної форми або профілю.
❖ Згинання.Метал згинається до потрібної форми за допомогою прикладеної сили.
Кастинг
Лиття — це виробничий процес, під час якого рідкий матеріал, наприклад метал, пластик або кераміка, заливають у форму та дають йому затвердіти в бажану форму.Він використовується для створення деталей з високим ступенем точності та повторюваності.Лиття також є економічно ефективним вибором у великосерійному виробництві.
Поширені типи лиття включають:
❖ Лиття під тиском.Виробничий процес, який використовується для виготовлення деталейвпорскування розплавленогоматеріал – часто пластик – у форму.Потім матеріал охолоджується і твердне, а готова деталь викидається з форми.
❖ Лиття під тиском.Під час лиття під тиском розплавлений метал продавлюється в порожнину форми під високим тиском.Лиття під тиском використовується для виготовлення складних форм з високою точністю та повторюваністю.
Проектування для технологічності та деталей для виробництва
Проектування для виготовлення або технологічність (DFM) відноситься до інженерного методу створення деталі або інструменту з фокусом на дизайні, що дозволяє отримати кінцевий продукт, який є ефективнішим і дешевшим у виробництві.Автоматичний аналіз DFM Hubs дозволяє інженерам і дизайнерам створювати, повторювати, спрощувати й оптимізувати деталі ще до їх виготовлення, роблячи весь виробничий процес ефективнішим.Розробляючи деталі, які легше виготовляти, можна скоротити час виробництва та витрати, а також ризик помилок і дефектів у кінцевих деталях.
Поради щодо використання аналізу DFM для мінімізації витрат на виробництво
❖ Мінімізуйте компоненти.Як правило, чим менше компонентів має деталь, тим менший час складання, ризик чи помилка та загальна вартість.
❖ Доступність.Деталі, які можна виготовити за допомогою доступних виробничих методів і обладнання – і мають відносно прості конструкції – легше і дешевше виробляти.
❖ Матеріали та комплектуючі.Деталі, у яких використовуються стандартні матеріали та компоненти, можуть допомогти зменшити витрати, спростити керування ланцюгом постачання та забезпечити легкий доступ до запасних частин.
❖ Орієнтація частини.Враховуйте орієнтацію деталі під час виробництва.Це може допомогти мінімізувати потребу в опорах або інших додаткових функціях, які можуть збільшити загальний час виробництва та витрати.
❖ Уникайте підрізів.Вирізи — це елементи, які перешкоджають легкому витягненню деталі з форми чи пристосування.Уникнення підрізів може допомогти скоротити час виробництва та витрати, а також покращити загальну якість кінцевої деталі.
Витрати на виготовлення деталей для виробництва
Встановлення балансу між якістю та ціною є ключовим у виробництві деталей, призначених для виробництва.Ось кілька факторів, пов’язаних із вартістю, які слід враховувати:
❖ Матеріали.Вартість сировини, що використовується в процесі виробництва, залежить від типу використовуваного матеріалу, його наявності та необхідної кількості.
❖ Інструменти.Включно з вартістю обладнання, прес-форм та інших спеціалізованих інструментів, які використовуються у виробничому процесі.
❖ Обсяг виробництва.Загалом, чим більший обсяг деталей ви виготовляєте, тим нижча вартість деталі.Особливо це стосуєтьсялиття під тиском, що забезпечує значну економію на масштабі для більших обсягів замовлень.
❖ Терміни виконання.Деталі, виготовлені швидко для проектів, що потребують часу, часто мають вищу вартість, ніж ті, що мають довший час.
Отримайте миттєву пропозиціющоб порівняти ціни та терміни виконання ваших виробничих деталей.
Джерело статті:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Час публікації: 14 квітня 2023 р