Se sei un ingegnere del prodotto o un professionista degli appalti incaricato di creare parti prototipo, sia per i componenti automobilistici, recinti elettronici, o infissi industriali: il 3-Asse Processo di modellazione del prototipo di lavorazione CNC è il tuo strumento più affidabile per velocità e precisione. A differenza delle macchine complesse a 5 assi, 3-Asse CNC bilancia l'accessibilità e la precisione, rendendolo ideale per la maggior parte dei progetti prototipo. Questa guida rompe ogni fase del processo, con esempi e dati del mondo reale per aiutarti a evitare errori e ottenere risultati perfetti.
1. Cos'è la lavorazione CNC a 3 assi per la modellazione prototipo?
Primo, Semplificiamo le basi: 3-Asse Modellazione del prototipo di lavorazione CNC Utilizza una macchina controllata dal computer che sposta lo strumento di taglio lungo tre assi lineari (X, Y, e z) Per modellare le materie prime, come l'alluminio, plastica, o acciaio: in parti prototipo. È il metodo CNC più comune per i prototipi perché lo è:
- Economico: 3-Le macchine dell'asse sono 30-50% più economici dei modelli a 5 assi, Ottimo per i prototipi di piccoli batch.
- Veloce: Parti semplici possono essere lavorate in 1-3 ore, vs. tempi di consegna più lunghi per la stampa 3D (per alcuni materiali).
- Versatile: Funziona con i metalli, plastica, e compositi: perfetto per testare comportamenti materiali diversi.
Perché è importante: Una startup che crea un prototipo di involucro elettronico in plastica una volta utilizzata la stampa 3D prima. Le parti stampate deformate sotto calore, Quindi sono passati al CNC a 3 assi. I prototipi CNC non avevano zero deformazioni e abbinavano il design di produzione finale, che li faceva da 2 settimane di rielaborazione.
2. Stadi fondamentali del processo di modellazione del prototipo di lavorazione CNC a 3 assi
IL 3-Asse Processo di modellazione del prototipo di lavorazione CNC ha quattro fasi sequenziali: ciascuno si basa sull'ultimo per garantire la precisione. Saltare o correre qualsiasi passo porta a prototipi imperfetti. Di seguito è riportato una rottura dettagliata, più una tabella di confronto per i parametri chiave.
2.1 Ruvido: Strippare il materiale in eccesso
La roughing è il primo e il palcoscenico più veloce: rimuove 70-90% dell'eccesso della materia prima per avvicinarsi alla forma finale del prototipo.
- Strumenti chiave: Acciaio ad alta velocità (HSS) o mulini in carburo (2-4 flauti per un taglio più veloce).
- Parametri:
- Velocità di taglio: 100-300 m/mio (varia in base al materiale: in alluminio ha bisogno di velocità più elevate dell'acciaio).
- Velocità di alimentazione: 50-200 mm/min (tassi più elevati aumentano l'efficienza, Ma non superare 200 mm/min per materie plastiche morbide).
- Obiettivo: Ottieni il vuoto entro 0,5-1 mm dalle dimensioni finali: nessuna necessità di una perfetta qualità della superficie qui.
2.2 Semifinishing: Prepara per la precisione finale
Semifinishing liscia superfici secondarie (come buchi o bordi) e prepara la parte per la fase finale. È fondamentale per parti con più funzionalità (PER ESEMPIO., una staffa prototipo con fori e slot).
- Strumenti chiave: 4-mulini di fine in carburo di flauto (Per una migliore morbidezza superficiale rispetto agli strumenti di ruvida).
- Parametri:
- Velocità di taglio: 80-250 m/mio (più lento dell'ampulio per ridurre l'usura degli utensili).
- Velocità di alimentazione: 30-100 mm/min (più lento per migliorare la precisione).
- Obiettivo: Portare la parte entro 0,1-0,3 mm dalle dimensioni finali: le superfici secondarie dovrebbero ora soddisfare le specifiche di progettazione di base.
2.3 Finitura: Soddisfare i requisiti di progettazione esatti
La finitura è dove il prototipo raggiunge la sua forma finale e precisione. Questa fase si concentra sulle principali superfici funzionali (PER ESEMPIO., i denti di un ingranaggio o la superficie di accoppiamento di un alloggio).
- Strumenti chiave: 6-Mulini di fine in carburo di flauto o utensili per il naso a sfera (per superfici curve).
- Parametri:
- Velocità di taglio: 50-200 m/mio (più lento di tutte le fasi per l'accuratezza).
- Velocità di alimentazione: 10-50 mm/min (lentamente per evitare graffi di superficie).
- Obiettivo: Ottenere una precisione dimensionale di ± 0,01-0,05 mm e tolleranze di forma/posizione di controllo (PER ESEMPIO., Garantire che un buco sia perfettamente allineato con il centro della parte).
2.4 Finitura finale: Aumenta la qualità della superficie
L'ultimo passo - finale finale - migliora la rugosità superficiale senza cambiare le dimensioni della parte. È essenziale per le parti che richiedono la fluidità per la funzionalità (PER ESEMPIO., Un pistone che scivola in un cilindro) o estetica.
- Metodi comuni: Levigatura (con 400-800 carta vetrata a grana), lucidare (con smalto metallico per metalli), o esplosione di perline (Per una finitura opaca).
- Obiettivo: Ridurre la rugosità superficiale a RA 0.4-1.6 μm (da ra 3.2-6.3 μm dopo la finzione).
Tabella di confronto in fase
| Palcoscenico | Tipo di strumento | Velocità di taglio (m/mio) | Velocità di alimentazione (mm/min) | Tolleranza alla dimensione | Rugosità superficiale (Ra) |
| Ruvido | 2-4 flauto hss/carburo | 100-300 | 50-200 | ± 0,5-1 mm | 6.3-12.5 μm |
| Semifinishing | 4-Carburo di flauto | 80-250 | 30-100 | ± 0,1-0,3 mm | 3.2-6.3 μm |
| Finitura | 6-Naso in carburo/palla di flauto | 50-200 | 10-50 | ± 0,01-0,05 mm | 1.6-3.2 μm |
| Finitura finale | Carta vetrata/lucidatura | N / A | N / A | Nessun cambiamento | 0.4-1.6 μm |
3. Suggerimenti critici per la modellazione prototipo CNC a 3 assi di successo
Anche con un processo chiaro, piccoli errori possono rovinare i prototipi. Ecco tre consigli comprovati per mantenere i tuoi progetti in pista:
- Calibra prima la macchina: Una macchina a 3 assi disallineata può causare errori di dimensione di 0,1 mm o più. Utilizzare un indicatore di quadrante per controllare l'allineamento dell'asse prima di iniziare: lo facciamo per ogni prototipo, E ha tagliato il nostro tasso di difetto di 25%.
- Scegli il materiale giusto per il palco: Per esempio, Se stai testando la forza di una parte metallica, Usa la stessa lega (PER ESEMPIO., alluminio 6061) Per tutte le fasi: non passare alla plastica per laalpanità (Non imiterà il comportamento di lavorazione del metallo).
- Programma in livelli: Usa il software CAM (Come la fusione 360) per programmare ogni fase separatamente. Questo ti consente di regolare i parametri per laalpantina vs. finire senza riscrivere l'intero codice.
Caso di studio: Un client che fa un prototipo di attrezzatura in acciaio ha saltato la semifinishing per risparmiare tempo. La fase di finitura ha dovuto rimuovere troppo materiale, portando a una spaziatura irregolare dei denti (Off di 0,15 mm). Dopo aver aggiunto il semifinishing di nuovo, La spaziatura dei denti era entro ± 0,03 mm, soddisfacendo i loro requisiti di progettazione.
La vista della tecnologia Yigu sul processo di modellazione del prototipo di lavorazione a 3 assi CNC
Alla tecnologia Yigu, Abbiamo ottimizzato il 3-Asse Processo di modellazione del prototipo di lavorazione CNC per 400+ clienti. Crediamo che il più grande errore che i team facono siano la maturità di corsa: questo crea un lavoro extra per finire e aumenta i difetti. La nostra soluzione: Modelli di programma CAM personalizzato per ciascun materiale (PER ESEMPIO., alluminio vs. Plastica addominali) Quelle parametri di guarnizione/finitura preimpostati. Questo taglia il tempo di lead prototipo di 20% e mantiene una precisione dimensionale entro ± 0,02 mm. Raccomandiamo anche la finitura finale con lucidatura ad ultrasuoni per parti che necessitano di superfici ultra-liscio (Come i componenti dei dispositivi medici).
FAQ
- Qual è il tempo di consegna tipico per un prototipo CNC a 3 assi?
Per parti semplici (PER ESEMPIO., una staffa di plastica), Il tempo di consegna è 1-3 giorni (comprese tutte e quattro le fasi). Per parti complesse (PER ESEMPIO., Un ingranaggio in metallo con più denti), suo 3-5 giorni.
- Quali materiali funzionano meglio per la modellazione del prototipo CNC a 3 assi?
I più comuni sono l'alluminio (6061, 7075), Plastica addominali, acciaio (1018, 304 inossidabile), e ottone. L'alluminio è il più veloce per la macchina (taglia 2x più velocemente dell'acciaio) e il più economico per i prototipi.
- Quanto costa un prototipo CNC a 3 assi?
I costi dipendono dal materiale e dalla complessità: Una piccola staffa di plastica addominali (50x50x10mm) costi \(30-\)50, mentre un ingranaggio in acciaio medio (100diametro mm) costi \(80-\)120.
