CNC加工プロセスプロセスのガイド: 選択からアーカイブまで

あなたが調達のプロのソーシングプロトタイプ部品または新しいデザインを洗練する製品エンジニアの場合, 理解 CNC加工プロセスプロセス 品質を確保するための鍵です, スピード, および費用対効果. 従来の機械加工とは異なります, CNC (コンピューター数値制御) プロトタイプの製造は、材料を形作るための正確なコンピュータープログラミングに依存しています。複雑なまたは低容量のプロトタイプの実行に最適です. 以下は、プロセス全体の段階的な内訳です, これらの手順をプロジェクトに適用するのに役立つ現実世界の例とデータがあります.

1. パーツ選択: CNC加工に適したコンポーネントを選択します

CNCプロトタイププロジェクトの最初のステップは、CNCテクノロジーから本当に恩恵を受ける部品を選択することです. すべてのプロトタイプがCNC加工を必要とするわけではありません (基本的なプラスチックブラケットのように) 3D印刷で作る方が安いかもしれません. しかし、緊密な許容範囲を必要とする部品の場合 (例えば。, ±0.001インチ) または高い材料強度 (例えば。, 航空宇宙用のアルミニウム合金プロトタイプ), CNCがより良い選択です.

例: 手術ツールのプロトタイプを開発している医療機器会社には、滑らかなステンレス鋼コンポーネントが必要でした, 滅菌表面と正確な穴アライメント. 3Dプリントされた部品には細菌を捕まえる可能性のある層ラインがあるため、3DプリントよりもCNCの機械加工を選択しました。, CNCは均一な仕上げを提供します.

パーツ選択の重要な基準:

要素	プロトタイプにとって重要な理由	CNCに最適です?
許容要件	よりタイトな許容範囲 (±0.0005–±0.005インチ)	はい
物質的な硬度	金属 (アルミニウム, 鋼鉄) または剛性プラスチック (ピーク)	はい
表面仕上げのニーズ	スムーズ, バーフリーサーフェス (RA0.8-3.2μm)	はい
デザインの複雑さ	複雑な機能 (例えば。, 内部空洞, スレッド)	はい

2. プロセス分析: デザインがCNC対応であることを確認してください

部品が選択されたら, 部品の2D/3D図面を分析して、プログラム可能であり、すべての幾何学的要素を確認します (アークのように, 穴, またはチャムファー) 明確です. このステップは、たとえば後で費用のかかる間違いを回避します, CNCツールが到達できない隠されたアンダーカット.

例: 自動車のスタートアップが電気自動車用のプロトタイプギアを設計しました. プロセス分析中, エンジニアは、ギアにCNCミルの標準ツールがアクセスできないという0.5mmのアンダーカットがあることに気付きました. 彼らは設計を1mmのアンダーカットに調整しました (ツールの範囲内) カスタムツールを並べ替える代わりに, 節約 2 リードタイムの週.

プロセス分析中のキーチェック:

すべての寸法がはっきりとラベル付けされています (例えば。, 直径, 深さ, 角度)?
幾何学的な機能を行います (例えば。, 切り身, 半径) CNCツールの機能を一致させます?
選ばれた資料と互換性がある部品の設計です (例えば。, 機械加工中に曲がる可能性のある薄い壁はありません)?

3. プロセス設計: 機械加工用のロードマップを構築します

プロセス設計は、マップアウトする場所です どうやって CNCマシンはプロトタイプを作成します. これには、機械加工シーケンスの設定が含まれます (最初にカットする機能), ツールの選択, 切断パラメーターの定義 (スピード, フィードレート, カットの深さ).

例: コンシューマーエレクトロニクス会社がプロトタイプのアルミニウム電話ケースを作成していました. 彼らのプロセス設計は優先順位を付けました:

最初に外側の形を切る (CNC Viceの材料を保護するため).
掘削カメラとポートホール (後でケースをゆがめないようにします).
エッジに0.2mmの面取りを追加します (洗練された外観のために).

プロトタイプ材料の一般的な切断パラメーター:

材料	スピンドル速度 (RPM)	フィードレート (IPM)	カットの深さ (インチ)
アルミニウム 6061	3,000–6,000	50–200	0.1–0.25
ステンレス鋼 304	1,000–3,000	20–80	0.05–0.15
プラスチックを覗きます	2,000–4,000	30–100	0.08–0.2

4. 数学処理: ツールパスの計算

CNCマシンは正確な座標に従ってツールを移動するため、部品の設計を数値データに変換する必要があります (x, y, Z座標) マシンのコントローラー用. このステップは、多くの場合、CAD/CAMソフトウェアを使用します (SolidWorksやMasterCamのように) ツールパスとノード座標を生成します (ツールが方向を変えるポイント).

なぜそれが重要なのか: 小さな座標エラーでさえ、プロトタイプを台無しにする可能性があります. 例えば, 穴のX座標がオフになっている場合 0.002 インチ, プロトタイプ回路基板は他のコンポーネントに適合しない場合があります.

5. プログラミング & メディアの作成を制御します

次, CNCプログラムを作成します (Gコードを使用します, CNCマシンの標準言語) 数学データに基づいています. プログラムはマシンに伝えますいつ切断を開始します, どれだけ速く 移動する, そしていつツールを変更します. また、コントロールメディア、通常は電子ファイルを作成します (例えば。, USBドライブ) またはクラウドリンク - プログラムをCNCマシンに送信する.

ヒント: プロトタイプ用, プログラムをシンプルに保ちます. 必要でない限り複雑なサブルーチンを避けてください。これにより、テスト中にエラーを修正しやすくなります.

6. プログラムの検証: 加工前のエラーをキャッチします

プログラムの検証をスキップしないでください! このステップには含まれます:

タイプミスのGコードのレビュー (例えば。, 線形運動のための「G01」コマンドがありません).
シミュレーションソフトウェアを使用します (CNC Simulator Proのように) プログラムを「テストする」ために、これは実際の素材を使用せずに画面上のツールパスを示しています.

例: ロボット会社は、検証中に間違いを犯しました: 彼らのプログラムは、カットするツールを指示しました 0.5 部品の厚さよりも深くインチ. Gコードの修正がかかりました 1 時間 - それらを無駄にすることを免れます $200 アルミニウムブロック.

7. 試用処理: 最初のプロトタイプのテスト

プログラムが検証されたら, 実際の資料で試行を実行します. これは、次のような問題をチェックするチャンスです:

エッジのバリ (ツールのフィードレートを調整して修正しました).
サイズの不一致 (調整により修正されました).
表面仕上げの欠陥 (ツールタイプを変更して修正しました).

データポイント: によると 2024 製品エンジニアの調査, 78% CNCのプロトタイププロジェクトは、品質基準を満たすために1〜2回の試行実行が必要です. これは正常です - 試行処理により、最終的なプロトタイプがデザインと一致することが保証されます.

8. プロセスの最終化 & アーカイブ

試行のプロトタイプが検査に合格した後 (例えば。, 座標測定機を使用します, またはCMM), プロセスを完成させます: Gコードを文書化します, ツールリスト, 切断パラメーター, および検査結果. これらのファイルをアーカイブして、将来のプロトタイプ用に再利用できるように (例えば。, 作る必要がある場合 10 同じ部分の詳細) または、デザインの更新のためにそれらを変更します.

利点: アーカイブは時間を節約します。1人の航空宇宙サプライヤーが削減を報告しました 30% アーカイブされたCNCプログラムを再利用することにより、繰り返しプロトタイプのリードタイムオフ.

CNC加工プロトタイプに関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, CNCの機械加工プロトタイプは、デザインのアイデアと大量生産の間の架け橋であると信じています. 調達チーム向け, 私たちのプロセスにより透明性が保証されます。トライアルレポートとアーカイブされたファイルを共有して、品質を確認できるようにします. 製品エンジニア向け, トライアルラン中に柔軟な調整を提供して、追加のコストなしでデザインを改良する. 一般的なCNCショップとは異なり, プロトタイプ固有のニーズに焦点を当てています: 速いターンアラウンド (5 - ほとんどの部品で7日) およびタイト耐性制御 (±0.0005インチまで). このアプローチは、クライアントが製品を発売するのに役立ちます 20% 業界平均よりも速い.

よくある質問

Q: CNC加工プロトタイプはどのくらい時間がかかりますか?

a: ほとんどのプロトタイプには5〜10日かかります, 複雑さによって異なります. 単純な部品 (例えば。, 小さなアルミニウムブラケット) 3〜5日で行うことができます, 複雑な部分 (例えば。, マルチフィーチャーギア) 10〜14日かかる場合があります (トライアルの実行を含む).

Q: CNCの機械加工は、プロトタイプ用の3D印刷よりも高価ですか?

a: 材料とサイズに依存します. 小さなプラスチック部品用, 3d印刷は安価です (頻繁 \(50- )200). 緊密な許容範囲を持つ金属部品または部品用, CNCはより費用対効果が高くなります (通常 \(100- )500) 後処理コストを回避するためです (3Dプリントされたレイヤーをサンディングするようなものです).