CNC曲げプロトタイプ処理のガイド: ステップ, ヒント & 実際のケース

製品開発において、自動車用であろうと, 航空宇宙, または消費財 - CNC曲げプロトタイプ処理 フラットメタルまたはプラスチックパイプ/チューブをカスタム型のプロトタイプに変えるための重要な方法です. 手動曲げとは異なり, 人間のスキルに依存し、しばしば矛盾につながります, CNC曲げは、コンピューター制御を使用して精度を確保します, 再現性, および高品質の結果. このガイドは、プロセスのすべてのキーステージを分解します, 実用的な例を共有します, 一般的な落とし穴を回避し、信頼できるプロトタイプを作成するのに役立つデータを提供します.

1. デザイン & プログラミング: 曲げを成功させるための青写真

最初のステップインCNC曲げプロトタイプ処理 詳細なデザインを作成し、機械可読コードに変換しています. このフェーズは、精度の基盤を設定します。, そして、あなたはおそらく高価な再加工に直面するでしょう.

デザインの重要なステップ & プログラミング:

• 3Dモデル作成: Engineers use professional CADソフトウェア (SolidWorksなど, Autocad, または発明者) プロトタイプの形状を設計します, パイプ/チューブの寸法を含む (長さ, 直径), 曲げ角 (例えば。, 90°, 45°), そして、曲げ位置. 例えば, 自動車燃料ラインのプロトタイプを開発するチームは、ラインのすべての曲がりをマッピングして、エンジンベイに収まるようにします.
• Gコード生成: デザインが最終的になると, CAMソフトウェア (MastercamやBobcad-Camのように) converts the 3D model into Gコード - 言語CNCマシンが理解しています. このコードには重要な指示が含まれています: 曲がりシーケンス, 半径を曲げます, クランプ力, および機械の速度.

避けるための現実世界の間違い: 家具メーカーは、Gコードのベンドシーケンスを最適化するスキップをスキップしました. CNCマシンは間違った順序で金属チューブを曲げました, チューブをマシンのクランプデバイスと衝突させる 10 プロトタイプパーツ. CAMソフトウェアのベンドを並べ替えた後, 彼らはゼロの欠陥で次のランを完了しました.

2. 材料の準備: 選ぶ & 適切なパイプ/チューブを準備します

正しい材料を選択して適切に準備することは、CNC曲げを成功させるために不可欠です. 間違った材料または貧弱な前処理はひび割れにつながる可能性があります, 反り, または不均一な曲がり.

CNC曲げプロトタイプの一般的な材料

治療前の手順:

1. 切断: パイプカッターまたはCNCソーを使用して、原材料をプロトタイプに必要な正確な長さにトリミングします. 例えば, プロトタイプに500mmのアルミニウムチューブが必要な場合, 505mmにカットします (小さなバッファを追加します) 曲げた後にサイズにトリミングできるようにします.
2. 表面のクリーニング: 酸化物を除去します, 油, または、ワイヤーブラシを使用してチューブの表面からの破片 (金属用) または軽度の洗剤 (プラスチック用). 汚れた表面は、CNCマシンのクランプデバイスを滑らせる可能性があります。. HVAC企業は、曲げる前に銅のチューブをアセトンで掃除するか, スリップ関連エラーを減らす 70%.
3. deburring: 討論ツールを使用して、チューブの切断端から鋭いエッジを滑らかにする. これにより、取り扱い中の怪我が防止され、CNCマシンの備品にチューブが正しく収まるようになります.

3. マシンのセットアップ: 精密な曲げのためのツールを構成します

適切なマシンのセットアップは、デザインが実行を満たす場所です. 最高のGコードでさえ、CNCマシンのツールが不一致またはミスアライメントされている場合、プロトタイプを保存しません.

重要なセットアップ手順:

• 型 & しわ防止ブロック選択: を選択します 曲げ型 that matches the tube’s diameter and desired bend radius. 例えば, 20mm直径のアルミニウムチューブには、チューブの平坦化を避けるために、20mm内側の半径のある金型が必要です. Pair the mold with an しわ防止ブロック - 曲げ中にチューブの外面がしわを防ぐことを防ぐツール. 自転車メーカーは、スチールフレームのプロトタイプに間違ったアンチウィンクルブロックを使用しました, につながる 80% しわを発するチューブの. ギャップが小さいブロックに切り替えると、問題が修正されました.
• フィクスチャアライメント: CNCマシンのベッドに金型としわのあるブロックを取り付ける, 次に、レーザーアライメントツールを使用して、チューブのパスに完全に整合していることを確認します. 整備された備品の整形整形により、チューブがターゲットから1〜2°の角度で曲がる可能性があります。.
• クランプ力調整: マシンのクランプデバイスを設定して、チューブを押しつぶすことなく所定の位置に保持するのに十分な力を適用する. アルミチューブ用, これは通常、20〜30 k k knです; ステンレス鋼用, 40〜50 knです. 医療機器メーカーは、薄い銅管にクランプ力をかけすぎた, その断面を平らにします 15%. 力を減らす 25 KNは問題を解決しました.

4. 試運転 & 細かい機械加工: フルスケールの障害は避けてください

完全なプロトタイプ生産を開始する前に, テストの実行は交渉できません. エラーを早期にキャッチし、材料を無駄にせずに設定を調整できます.

テストの実行方法:

1. 低速曲げ: 1つの試験管をCNCマシンにロードし、でGコードを実行します 50% 計画された速度の. これにより、曲げプロセスを観察し、チューブのねじれや表面の傷などの問題を見つける時間が与えられます.
2. テスト部品を検査します: 曲げた後, Test Tubeの重要なメトリックを確認してください:
   • 曲げ角: 分度器またはデジタル角度ゲージを使用して、角度が設計の±0.5°以内であることを確認します (プロトタイプの業界標準).
   • 寸法精度: キャリパーを使用してベンド間の距離を測定して、3Dモデルと一致するようにします.
   • 表面の品質: しわをチェックしてください, ひび割れ, または虫眼鏡を使用して傷をかけます (10X倍率はうまく機能します).
3. 調整する & 再テスト: テスト部分が失敗した場合, 問題のトラブルシューティング. 一般的な修正には含まれます:
   • しわを減らすために、しわ抗ワークルブロックの圧力を高めます.
   • Gコードを調整して、ベンドシーケンスを変更します.
   • フィクスチャのアライメントを締めて、角度エラーを修正します.

例: 航空宇宙のサプライヤーがジェットエンジンのチタンチューブプロトタイプをテストしました. 最初のテスト実行には、2°のオフアングルベンドがありました. 彼らはレーザーツールを使用して金型を再編成し、今回は再テストしました, 角度は設計の±0.3°以内でした.

細かい機械加工:

テストの実行が成功したら, 完全なプロトタイプ生産を開始します. 機械加工中:

• CNCマシンをリアルタイムで監視するようにオペレーターを割り当てます. 彼らは珍しいノイズを見るべきです (どの信号の不整列があります) またはエラーメッセージ (Gコードの問題を示しています).
• 5〜10部ごとにマシンを一時停止して一貫性を確認するためにスポットチェックします. クランプ力の小さなドリフトでさえ、時間の経過とともに欠陥を引き起こす可能性があります.

5. 後処理 & 品質管理: プロトタイプを完成させます

曲げた後, 後処理ポリッシュプロトタイプと品質管理により、業界の基準を満たすことが保証されます.

後処理ステップ:

1. トリミング: CNCルーターまたはハックソーを使用して、チューブの端から余分な材料をトリミングします (材料の準備からのバッファーの長さを覚えておいてください?). 家具メーカーがアルミニウムチェアフレームプロトタイプをトリミングして、5mmの余分な長さを削除しました, すべてのフレームが均一であることを確認しました.
2. 研磨: 金属プロトタイプ用, ベルトサンダーを使用してください (200〜400のグリットサンドペーパー付き) 表面の欠陥を滑らかにする. プラスチックプロトタイプ用, ヒートガンを使用します (低温に設定します) 小さな傷を溶かすために.
3. コーティング (オプション): 耐久性を向上させるために、保護コーティングを適用します. 例えば:
   • 腐食を防ぐためにアルミニウムのプロトタイプを陽極酸化します.
   • 高温用途向けの熱耐性塗料を備えたペイントスチールプロトタイプ.

品質管理チェック:

• 寸法検査: aを使用します 測定機を調整します (CMM) to scan the entire prototype. CMMは、±0.001mm精度で3D寸法を測定できます。航空宇宙のような高精度産業にとっては重要です.
• 圧力テスト: 流体を運ぶプロトタイプ用 (例えば。, 配管チューブ), 漏れないように圧力下でそれらをテストします. 標準テストは、プロトタイプの意図した動作圧力を1.5倍適用することです 30 分.
• 記録保持: すべての処理パラメーターを文書化します (Gコードバージョン, 金型タイプ, クランプ力) および検査結果. これにより、将来のプロトタイプの実行のリファレンスが作成され、繰り返しの問題を特定するのに役立ちます.

CNC曲げプロトタイプ処理に関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, わかりますCNC曲げプロトタイプ処理 デザインのアイデアと制作可能な部品の間の橋として. 私たちのチームは2つの優先事項に焦点を当てています: マテリアルマシンマッチング (例えば。, 丈夫なステンレス鋼に高トルクCNCマシンを使用します) および反復テスト (テストの実行をスキップすることはありません, 単純なプロトタイプでも). 例えば, カムソフトウェアのベンド半径を最適化し、カスタムアンチウィンクルブロックを使用することにより、スタートアップがPVC配管プロトタイプの開発を支援しました。, 私たちは彼らの欠陥率をから削減します 30% に 5%. このプロセスはパーツを作ることだけではないと考えています。それは、クライアントがより良い製品をより速く発売するのを支援することです, 無駄が少ない.

よくある質問

1. CNC曲げプロトタイプ処理にはどのくらい時間がかかります?

プロトタイプの複雑さと素材に依存します. シンプルなアルミチューブプロトタイプ (1–2曲がり) 1〜2日かかります (デザインを含む, 設定, および検査). 複雑なステンレス鋼のプロトタイプ (5+ 曲がり) 3〜5日かかる場合があります. テストの実行と調整フェーズは通常、½〜1日を追加します, しかし、再生を避けることは価値があります.

2. CNC曲げは、頑丈なプロトタイプ用の厚壁のチューブを処理できます?

はい - ただし、マシン設定を調整する必要があります. 厚壁のチューブ (例えば。, 5鋼のmm+壁の厚さ) より高いクランプ力が必要です (50–70 kN) 曲げ速度が遅い (5–10 mm/s) ひび割れを避けるため. 厚い素材用のハイトルクスピンドルを備えたCNCマシンを使用することをお勧めします.

3. プロトタイプ用のCNC曲げと手動曲げの違いは何ですか?

手動曲げは1〜2の単純なプロトタイプでは安くなりますが、精度がありません (公差は±2〜3°です) および一貫性. CNC曲げの前払いコストは高くなりますが、±0.5°の許容範囲を提供します, より速い生産 5+ 部品, そして再現性 (すべてのプロトタイプは同一です). ほとんどの製品開発チームにとって, CNCの曲げは、フィット感をテストするのに適しています, 関数, およびスケーラビリティ.