Design CAD in lavorazione a CNC: 10 Suggerimenti professionisti per la precisione & Economia

La lavorazione CNC trasforma le tue idee digitali in parti fisiche, ma la qualità del prodotto finale inizia con il tuoDesign CAD in lavorazione a CNC. Anche le migliori macchine a CNC non possono correggere un modello CAD mal progettato: Le pareti sottili potrebbero vibrare e rompersi durante la lavorazione, Le caratteristiche imperdibili potrebbero forzare costose rielaborazioni, e tolleranze strette potrebbero aggiungere tempo inutile alla produzione. Questa guida si rompe 10 Suggerimenti fruibili per ottimizzare i progetti CAD per la lavorazione a CNC, con esempi del mondo reale, dati, e soluzioni a problemi comuni. Che tu stia progettando una parte dei droni o una parentesi medica, Queste regole ti aiuteranno a risparmiare denaro, evitare errori, e ottenere parti che funzionano perfettamente.

Perché il design CAD produce o rompe la lavorazione del CNC

Pensa al tuo design CAD come a un progetto per la macchina CNC. Se il progetto ha difetti, La parte lo farà anche. Un design CAD ben ottimizzato fa tre cose critiche:

1. Riduce il tempo di lavorazione: Semplice, Caratteristiche macchinabili consentono alla macchina CNC che funzioni più velocemente, i tempi di consegna del 20-30%.
2. Abbassa i costi: Evitare caratteristiche complesse o design dispendiosi taglia l'uso del materiale ed elimina le ristampe (Risparmio di $ 50– $ 500 per batch).
3. Migliora la qualità della parte: Tolleranze adeguate, Spessori murali, e i raggi di bordo assicurano che la parte sia forte, accurato, e si adatta al suo scopo.

Esempio: Una startup ha progettato un telaio di droni di plastica con pareti sottili da 0,5 mm (Troppo sottile per la lavorazione del CNC). Il primo 10 cornici vibrate durante il taglio, conducendo a 8 parti difettose (sprecare $200 nel materiale e 2 giorni di produzione). Dopo aver regolato il design CAD su pareti da 1,5 mm (il minimo per la plastica), Tutto 10 I fotogrammi successivi erano perfetti.

Mancia 1: Gestisci disegni a parete sottile con cautela (Non sacrificare la forza)

Le pareti sottili sono comuni in parti leggere (Come i componenti o i fischi di droni) ma rischioso per la lavorazione del CNC. Gli studi dimostrano che lo spessore della parete influisce direttamente sulla rigidità: le pareti del livello vibrano di più durante il taglio, portando a parti imprecise o rottura.

Regole chiave per pareti sottili:

• Spessore minimo per materiale: Attenersi a questi standard per evitare problemi:Materiale Spessore della parete da tipo di typeminimum perché?Metallo (Alluminio, Acciaio)0.794 Gli mmmetali sono più rigidi della plastica ma vibrano comunque se troppo sottili. (Addominali, Nylon)1.5 mmplastics si piega facilmente: le pareti del thinner si rompono durante la lavorazione o l'uso.
• Alternativa per parti ultrasottili: Se hai bisogno di pareti più sottili di questi limiti, utilizzo fabbricazione di lamiera instead of CNC machining. La lamiera è progettata per strutture sottili ed è spesso più economica (Risparmio del 15-20% per parte).

Caso di studio: Un marchio audio voleva una griglia per altoparlanti di plastica sottile da 0,8 mm. La lavorazione a CNC continuava a rompere le griglie, Quindi sono passati alla lamiera. Le griglie in lamiera costano $3 ogni (vs. $5 per parti di CNC non riuscite) ed erano pronti 1 giorno più veloce.

Mancia 2: Evita le caratteristiche insufficienti (Sapere cosa non può fare il CNC)

Non tutte le funzionalità CAD possono essere tagliate da una macchina CNC. Progettare qualcosa che la macchina non può fare (Come un buco curvo) Ti costringerà a utilizzare costosi processi alternativi o rielaborare il design, in grado di mettere in scena il tuo progetto.

Caratteristiche contabili comuni & Correzioni:

Esempio: Un designer di dispositivi medici ha aggiunto un foro curvo a uno strumento chirurgico in acciaio inossidabile. Il negozio CNC non ha potuto farcela, Quindi hanno usato EDM. Il processo EDM ha aggiunto $15 per strumento ma ne è valsa la pena: lo strumento ha funzionato perfettamente negli interventi chirurgici.

Mancia 3: Le tolleranze di controllo saggiamente (Tolleranze strette = costi più elevati)

Tolleranze (Quanto è vicina la parte alle tue dimensioni CAD) sono fondamentali, ma tolleranze troppo strette perde tempo e denaro. Le macchine a CNC hanno standard di tolleranza predefinita, e superarli (PER ESEMPIO., impegnativo ± 0,01 mm quando ± 0,1 mm funziona) Aggiunge ore alla lavorazione.

Come ottimizzare le tolleranze:

• Utilizzare tolleranze strette solo quando necessario: Per esempio, una parte che si adatta a un altro componente (Come una marcia) ha bisogno di tolleranze strette (± 0,05 mm). Una parte decorativa (Come un logo della custodia del telefono) può usare tolleranze più lievi (± 0,1 mm).
• Mantenere le tolleranze coerenti: Mescolare tolleranze strette e sciolte in un design confonde la macchina CNC, Aggiunta del 10-15% al ​​tempo di lavorazione. Scegli una gamma di tolleranza per caratteristiche simili.

Impatto dei costi: Un lotto di 50 staffe di alluminio con costi di tolleranza ± 0,01 mm $12 ogni (vs. $8 ciascuno per tolleranze ± 0,1 mm)-UN $200 Differenza per precisione inutile.

Mancia 4: Taglia le caratteristiche estetiche non funzionali (Concentrati su ciò che conta)

Caratteristiche estetiche (Come incisioni fantasiose o scanalature inutili) che non aiutano la parte a lavorare ad aggiungere tempo e costo. Prima di aggiungere una caratteristica estetica, chiedere:

• “Questa funzione rende la parte più forte o più funzionale?"
• “Questo può essere aggiunto in seguito tramite post-elaborazione (Come la pittura o l'incisione)?"

Alternative post-elaborazione:

• Elettropolishing: Leviga le superfici delle parti metalliche (costa $ 2– $ 5 per parte) Invece di aggiungere scanalature complesse in CAD.
• Dipinto a spruzzo: Aggiunge loghi o colori (costa $ 1– $ 3 per parte) Invece di lavorare nel testo nella parte.

Esempio: Un marchio di mobili voleva una gamba di sedia in legno con testo lavorato. Machining the Testo Aggiunto 10 minuti per gamba (costi $2 extra per gamba). Sono passati a spruzzare dipingendo il testo, che si fa sentire $100 per un lotto di 50 gambe.

Mancia 5: Ottimizza il rapporto profondità / larghezza della cavità (Evita la rottura degli utensili)

Cavità (Cavalle nella parte, Come un interno della custodia del telefono) sono difficili per la lavorazione del CNC. Una cavità troppo profonda provoca "impiccagione per utensili" (Lo strumento si piega), Accumulo di chip (difficile da rimuovere), o anche la rottura degli utensili (Costa $ 20– $ 100 per strumento rotto).

Regola d'oro per le cavità:

• The cavity depth should be non più di 4 volte la sua larghezza (Per garantire la stabilità degli strumenti). Per esempio:
  • Se una cavità è larga 15 mm, La sua profondità non dovrebbe superare i 60 mm (15mm × 4).
• Per cavità più profonde (fino a 6 volte larghezza), Usa uno strumento più lungo, ma aspettati costi più elevati (Gli strumenti lunghi sono $ 5– $ 15 più costosi) e lavorazione più lenta.

Punto dati: Cavità con a 4:1 rapporto ha a 5% tasso di difetto. Cavità con a 7:1 rapporto ha a 30% tasso di difetto (A causa della rottura dell'utensile).

Mancia 6: Aggiungi raggi ragionevoli ai bordi interni (Lavorare con la forma dello strumento)

Gli utensili da taglio CNC sono cilindrici: non possono tagliare i bordi interni affilati perfetti. Cercare di forzare un bordo affilato danneggerà lo strumento, rallenta la lavorazione, o lasciare una finitura approssimativa.

Come progettare bordi interni:

• EDGE RADIUS = 130% di raggio degli strumenti: Questo garantisce che lo strumento si adatti senza intoppi. Per esempio:
  • Se si utilizza uno strumento di macinazione del raggio da 5 mm, Imposta il raggio del bordo interno su 6,5 mm (5mm × 1.3).
• Per bordi a 90 ° (Se necessario): Add an sottosquadro (una piccola tacca) Invece di cercare di fare un bordo acuto. Undercuts lasciano che lo strumento raggiunga l'angolo senza danni.

Esempio: Un designer di parti automobilistiche ha utilizzato uno strumento di raggio da 4 mm ma ha progettato bordi interni taglienti da 0 mm. Lo strumento ha graffiato la parte 3 volte (sprecare $60 nel materiale). Dopo aver regolato il raggio del bordo su 5,2 mm (4mm × 1.3), il prossimo 20 Le parti erano impeccabili.

Mancia 7: Lunghezza del filo di controllo (Più a lungo non è sempre meglio)

I fori filettati sono comuni in parti che devono essere avvitati insieme, ma i fili extra-lunghi sono superflui. Ingegneria Common Sense dice che i primi 3-4 thread fanno la maggior parte del lavoro; thread più lunghi aggiungono materiale e tempo di lavorazione.

Regole di lunghezza del filo:

• Lunghezza massima del filo: 3 volte il diametro del foro. Per un foro di 10 mm di diametro, Mantieni i fili a 30 mm o meno.
• Buchi ciechi (Uscita Vietata): Aggiungi una sezione non thread in fondo (2-3 mm). Questo consente allo strumento di threading CNC di finire il thread senza rimanere bloccato (Ridurre gli strumenti rotti di 40%).

Risparmio dei costi: Fili di accorciamento su un foro da 50 mm da 50 mm a 30 mm (3× 10 mm di diametro) salvato $1.50 per parte per un lotto di 100 (totale $150 salvato).

Mancia 8: Evita funzionalità troppo piccoli (Sono un collo di bottiglia di lavorazione)

Le caratteristiche più piccole della dimensione minima dello strumento della macchina CNC causano grandi problemi. La maggior parte delle macchine a CNC utilizza strumenti non più piccoli di 2,5 mm, le caratteristiche più piccole di questa richiedono speciale (costoso) strumenti e rallenta la lavorazione.

Cosa fare invece:

• Ingrandire le piccole caratteristiche: Se possibile, Caratteristiche di progettazione per essere 2,5 mm o più. Per esempio, Un foro da 1 mm può essere ingrandito a 2,5 mm (ancora funzionante per la maggior parte degli usi).
• Strumenti speciali solo se necessario: Se hai bisogno di una funzione più piccola (Come un foro da 1 mm per una vite minuscola), Aspettatevi di pagare $ 5– $ 10 in più per parte (Per strumenti speciali) e aspetta 1–2 giorni extra.

Esempio: Un orologiaio voleva fori da 1,5 mm in una custodia per orologio in metallo. Il negozio CNC ha utilizzato uno strumento speciale da 1,5 mm, che ha aggiunto $8 per caso (vs. $3 per buchi da 2,5 mm). Per 50 casi, questo è $250 Extra - Money avrebbero potuto salvare ingrandendo leggermente i buchi.

Mancia 9: Progetta fori per dimensioni standard (Risparmia tempo & Soldi)

L'uso delle dimensioni del bit di trapano standard per i buchi è uno dei modi più semplici per ottimizzare il design CAD. Le dimensioni standard sono più veloci per la macchina (I negozi CNC hanno questi bit a portata di mano) e più economico (Non c'è bisogno di strumenti personalizzati).

Regole chiave per i buchi:

• Usa le dimensioni standard: Le dimensioni standard comuni includono 2 mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm (per metrica) e 1/8 ", 1/4", 3/8" (per imperiale).
• Buchi non standard: Se non puoi evitare una dimensione non standard (PER ESEMPIO., 2.7mm), Segui la regola della profondità della cavità: profondità ≤ 4 × diametro. Un foro da 2,7 mm non dovrebbe essere più profondo di 10,8 mm.

Risparmio di tempo: Un foro standard da 4 mm prende 2 minuti per macchina. Un foro non standard da 4,2 mm prende 5 minuti (Perché il negozio deve trovare o ordinare un bit personalizzato)-risparmio 3 minuti per buco per un lotto di 100 (5 ore in totale).

Mancia 10: Semplificare il testo & Progettazione di lettere (Aggiungili più tardi)

Testo o loghi nel design CAD potrebbe avere un bell'aspetto, Ma aggiungono tempo di lavorazione inutile. Le macchine a CNC devono tagliare ogni lettera individualmente, che può richiedere 5-15 minuti per parte (A seconda della dimensione del testo).

Migliore alternativa:

• Aggiungi il post-elaborazione del testo: Vernice spray, incisione laser, o gli adesivi sono più economici e più veloci. Per esempio:
  • Un logo aggiunto tramite costi di pittura a spruzzo $1 per parte (vs. $3 Per la lavorazione del logo nel design CAD).
  • L'incisione laser è più precisa della lavorazione (Ottimo per il piccolo testo) e costa $ 2– $ 4 per parte.

Esempio: Un marchio promozionale voleva "nome aziendale" incorporato 100 portachiavi in ​​alluminio. Machining the Testo Aggiunto $3 per portachiavi ($300 totale). Il passaggio all'incisione laser, taglia il costo per $2 per portachiavi ($200 totale) ed era pronto 1 giorno più veloce.

La prospettiva di Yigu Technology sul design CAD con lavorazione CNC

Alla tecnologia Yigu, Sappiamo che i grandi parti CNC iniziano con grandi design CAD. Lavoriamo con i clienti per ottimizzare i loro progetti, fissando le pareti sottili, Regolazione delle tolleranze, e semplificare le caratteristiche: prima che la lavorazione inizia anche. Questo approccio proattivo consente ai nostri clienti il ​​15-30% sui costi e sui tagli dei tempi di consegna di 2-5 giorni. Condividiamo anche la nostra lista di controllo CAD Design (Basato sul 10 Suggerimenti sopra) Per aiutare i clienti a evitare errori comuni. Per noi, Il design CAD non si tratta solo di disegnare: si tratta di assicurarsi che la parte sia lavorabile, conveniente, e si adatta al suo scopo. Che tu stia progettando un prototipo o una corsa di produzione, Siamo qui per trasformare il tuo modello CAD in una parte perfetta.

Domande frequenti sul design CAD con lavorazione a CNC

1. Qual è l'errore più grande che i nuovi designer commettono nel design CAD di Machining CNC?

L'errore più comune è la progettazione di pareti troppo sottili (sotto 0,794 mm per metallo o 1,5 mm per plastica). Questo porta a parti vibranti, rottura, e materiale sprecato. Controlla sempre lo spessore minimo della parete per il materiale prima di finalizzare il design.

2. Posso usare lo stesso design CAD per la lavorazione a CNC e la stampa 3D?

NO: la lavorazione CNC e la stampa 3D hanno requisiti diversi. Un design CAD per la stampa 3D potrebbe avere pareti sottili o cavità interne complesse che il CNC non può gestire. Per esempio, Una parte stampata in 3D con pareti da 0,8 mm funziona, Ma lo stesso design fallirà nella lavorazione del CNC. Dovrai regolare il design CAD per ogni processo.

3. Quanto tempo ottimizza un design CAD risparmiando nella lavorazione?

Ottimizzare il tuo design CAD (Caratteristiche semplificanti, utilizzando dimensioni standard, Correzione di tolleranze) Risparmia il 20-30% sul tempo di lavorazione. Per esempio, un lotto di 50 parti che prende 10 Ore per la macchina non ottimizzata richiede 7-8 ore ottimizzate, senza libertà di cnc per altri progetti.