Le guide ultime du prototype de finition CNC: De la conception à la qualité

Prototype de finition CNC est un processus d'usinage de haute précision qui utilise un contrôle numérique informatique (CNC) Technologie pour affiner les prototypes ou pièces, Création de produits presque finale pour les tests et la validation. Il joue un rôle essentiel dans les stades tardifs du développement de produits - les équipes qui vérifient la fonctionnalité, apparence, et précision dimensionnelle avant la production de masse. Ce guide couvre toutes les étapes de clé pour maîtriser les prototypes de finition CNC, avec des conseils pratiques et des exemples du monde réel.

1. Conception et programmation: Mettre les bases de la précision

La première étape pour créer un Prototype de finition CNC est de construire un modèle 3D détaillé et de le convertir en code lisible par machine. Cette étape affecte directement la précision du prototype final.

Design clé & Étapes de programmation

1. 3D Modélisation avec un logiciel CAO: Utilisez des outils professionnels comme Solide, Autocad, ou et Pour concevoir le modèle 3D du prototype. Assurer chaque détail - des petits trous aux courbes de surface - correspond aux exigences du produit final. Par exemple, Si la conception d'une enceinte électronique en plastique, Inclure des murs de 0,5 mm d'épaisseur et des trous de vis M3 dans le modèle.
2. Convertir en code CNC via le logiciel CAM: Importez le modèle 3D dans le logiciel CAM (Par exemple, Mastercam, Fusion 360). Le logiciel génère un code G (La langue que les machines CNC comprennent) et définit:

• Chemin d'outils: L'itinéraire que l'outil de coupe prend pour éviter les collisions et assurer l'usinage en douceur.
• Paramètres de coupe: Vitesse (RPM), taux d'alimentation (mm / min), et profondeur de coupe - couverte au matériau (Par exemple, vitesse plus lente pour l'acier inoxydable).

Cas: Une entreprise d'électronique grand public avait besoin d'un Prototype de finition CNC d'un shell de chargeur de smartphone (Matériau d'abs). Les ingénieurs ont utilisé SolidWorks pour modéliser la coque 60x40x20mm avec des murs de 0,8 mm d'épaisseur et deux découpes de port USB. Ils ont ensuite utilisé MasterCam pour définir un chemin d'outil qui a d'abord usiné la forme extérieure, puis les ports intérieurs, et définir une fréquence d'alimentation de 500 mm / min - en révélant dans un prototype qui correspondait à la conception à ± 0,02 mm.

2. Sélection et préparation des matériaux: Choisissez la bonne base

La sélection et la préparation du bon matériau sont essentiels pour un succès Prototype de finition CNC. Le matériau doit équilibrer les performances mécaniques (force, flexibilité) et la transformation (facilité de coupe).

Table de comparaison des matériaux

Conseils de préparation

• Inspection de qualité: Vérifiez les matériaux pour les défauts (Par exemple, fissures en plastique, bosses en métal) Avant l'usinage. Un matériau défectueux peut briser l'outil de coupe ou ruiner le prototype - rejeter 100% de matériaux avec des défauts visibles.
• Couper à la taille: Coupez la matière première à une taille légèrement plus grande que le prototype (Par exemple, Ajouter 5 mm à chaque dimension). Cela donne à la machine CNC suffisamment de matériau pour éliminer pendant le bravo.

3. Équipement d'usinage de précision: Utilisez les bons outils

Les machines CNC de haute précision ne sont pas négociables pour Prototypes de finition CNC. Le type de machine dépend de la forme et de la complexité du prototype.

Machines CNC communes pour les prototypes de finition

Conseils d'entretien

• Étalonnage régulier: Calibrez la machine chaque 2 semaines utilisant un interféromètre laser pour vérifier la précision de l'axe. Cela garantit que la machine ne dérive pas de sa précision d'origine.
• Maintenance des outils: Outils de coupe aiguisé (Par exemple, moulin à bout, forets) après 10 heures d'utilisation. Les outils ternes provoquent des surfaces rugueuses et augmentent le temps d'usinage.

4. Le processus d'usinage: Ébaucher vs. Finition

Prototypes de finition CNC Impliquez deux étapes clés - en cours et en finition - pour équilibrer la vitesse et la précision.

Étape 1: Étape de brouillage

• But: Retirez la plupart des matériaux excès rapidement pour former la forme de base du prototype.
• Outils & Paramètres: Utilisez un outil de coupe de grand diamètre (Par exemple, 10moulin à fin MM) et une profondeur profonde de coupe (Par exemple, 2MM par passe) Pour gagner du temps. Par exemple, Rouvrir un support en aluminium d'un bloc 100x80x50 mm à 80x60x30 mm dans 10 minutes.

Étape 2: Étape de finition

• But: Atteindre les dimensions finales et la rugosité de surface lisse (Valeur RA).
• Outils & Paramètres: Utilisez un outil de petit diamètre (Par exemple, 3moulin à fin MM) et une profondeur de coupe peu profonde (Par exemple, 0.1MM par passe). Réduire le taux d'alimentation (Par exemple, 300mm / min pour le plastique) Pour éviter les vibrations de l'outil. Par exemple, finition du support en aluminium à 78x58x28 mm avec un PR de 0,8 μm (assez lisse pour la peinture).

5. Post-traitement et inspection: Polir et valider

Après l'usinage, Le post-traitement améliore l'apparence du prototype, tandis que l'inspection garantit qu'elle répond aux normes.

Étapes de post-traitement

1. Débarquant: Utilisez un fichier ou un papier de verre (400# grincer) Pour supprimer les arêtes et les bavures vives - critiques pour les prototypes que les utilisateurs toucheront (Par exemple, pièces de jouets).
2. Polissage: Pour les prototypes métalliques, Utilisez une roue de polissage avec un composé de polissage pour obtenir une finition brillante. Pour le plastique, utiliser 800# papier de verre à grain suivi d'alcool isopropylique pour nettoyer la surface.
3. Traitement de surface: Ajouter la pulvérisation (Par exemple, peinture noire mate pour les boîtiers) ou l'impression d'écran en soie (Par exemple, Logos sur les étuis de téléphone) pour imiter le produit final.

Liste de contrôle d'inspection de la qualité

• Vérification dimensionnelle: Utilisez un étrier numérique ou une machine à mesurer les coordonnées (Cmm) Pour vérifier les dimensions clés (Par exemple, diamètre du trou, longueur). Assurer que les erreurs se trouvent à ± 0,05 mm pour la plupart des prototypes.
• Tests fonctionnels: Testez le fonctionnement du prototype - par exemple., Assemblez une enceinte en plastique avec des vis pour vérifier si les pièces conviennent, ou plier un support métallique pour tester la flexibilité.
• Tests de durabilité: Pour les prototypes industriels, Effectuer des tests de stress (Par exemple, Déposez un boîtier ABS à partir de 1m) Pour s'assurer qu'il résiste à l'utilisation.

6. Itération et optimisation: S'améliorer en fonction des commentaires

Prototypes de finition CNC ne sont pas des projets ponctuels - utilisez les résultats des tests et les commentaires des clients pour affiner la conception ou le processus.

• Exemple: Une marque de meubles a testé un Prototype de finition CNC d'une jambe de chaise en bois (maquette en alliage en aluminium). La rétroaction a montré que la jambe était trop mince (plié sous-poids). Les ingénieurs ont ajusté le modèle 3D pour augmenter l'épaisseur de 10 mm à 12 mm, re-mecaline le prototype, et les tests de durabilité passés.
• Enregistrement de données: Enregistrer les données clés (Par exemple, paramètres de coupe, type de matériau, Résultats de l'inspection) dans une base de données. Cela aide à accélérer les futurs projets de prototypes - par exemple., Réutiliser les paramètres d'usinage ABS pour une nouvelle enceinte.

Perspective de la technologie Yigu sur le prototype de finition CNC

À la technologie Yigu, nous croyons Prototype de finition CNC Le succès réside dans la précision à chaque étape. De nombreux clients ont du mal à des erreurs dimensionnelles ou à des surfaces rugueuses - notre solution jumelle des usines CNC de haute précision (± 0,005 mm Précision) avec des conseils sur les matériaux sur mesure. Nous recommandons l'ABS pour les prototypes de consommateurs à faible coût et l'alliage d'aluminium 6061 pour les pièces industrielles. Notre équipe de post-traitement propose également une pulvérisation personnalisée et un dépistage de la soie, Couper le délai du prototype de 30%. Pour inspection, Nous utilisons CMMS pour nous assurer que chaque prototype répond aux spécifications de conception, Aider les clients à lancer des produits plus rapidement.

FAQ

1. Q: Pourquoi la surface de mon prototype de finition CNC est-elle rugueuse même après avoir terminé?

UN: Les surfaces rugueuses proviennent souvent d'outils ternes ou de taux d'alimentation élevés. Essayez d'aiguiser l'outil de coupe ou de réduire la vitesse d'alimentation par 20% (Par exemple, de 500 mm / min à 400 mm / min pour les abdos). Aussi, Vérifiez si la machine est calibrée - les axes incalibrés provoquent une coupe inégale.

2. Q: Combien de temps faut-il pour faire un prototype de finition CNC?

UN: Cela dépend de la taille et du matériau. Une petite enceinte d'abs (50x50x30 mm) prend 2 à 3 heures (brouillage + finition + débarquant). Un grand support en aluminium (200x150x100mm) prend 5 à 6 heures. Post-traitement (peinture, dépistage de la soie) ajoute 1 à 2 jours.

3. Q: Puis-je utiliser des prototypes de finition CNC pour les tests de production de masse?

UN: Oui! Les prototypes de finition CNC sont conçus pour imiter les produits finaux, Ils sont donc idéaux pour tester les processus de production de masse. Par exemple, tester si la forme d'un prototype s'intègre dans les moules d'injection ou si ses dimensions fonctionnent avec des lignes de montage - cela évite les changements coûteux plus tard.