Se você é um engenheiro de produto ou profissional de compras encarregado de criar peças de protótipo - seja para componentes automotivos, gabinetes eletrônicos, ou acessórios industriais - o 3-processo de modelagem de protótipo de usinagem CNC do eixo é sua ferramenta mais confiável para velocidade e precisão. Ao contrário de máquinas complexas de 5 eixos, 3-O eixo CNC equilibra acessibilidade e precisão, tornando -o ideal para a maioria dos projetos de protótipo. Este guia quebra todas as etapas do processo, Com exemplos e dados do mundo real para ajudá-lo a evitar erros e obter resultados perfeitos.
1. O que é usinagem CNC de 3 eixos para modelagem de protótipo?
Primeiro, Vamos simplificar o básico: 3-modelagem de protótipo de usinagem CNC do eixo usa uma máquina controlada por computador que move a ferramenta de corte ao longo de três eixos lineares (X, Y, e z) Para moldar as matérias -primas - como alumínio, plástico, ou aço - em peças de protótipo. É o método CNC mais comum para protótipos porque é:
- Econômico: 3-As máquinas de eixo são 30-50% Modelos mais baratos que 5 eixos, Ótimo para protótipos de pequenos lotes.
- Rápido: Peças simples podem ser usinadas em 1-3 horas, vs.. Tempos de entrega mais longos para impressão 3D (Para certos materiais).
- Versátil: Trabalha com metais, plásticos, e compósitos - perfeitos para testar diferentes comportamentos materiais.
Por que isso importa: Uma startup que faz um protótipo de gabinete eletrônico de plástico uma vez usou a impressão 3D primeiro. As peças impressas deformadas sob o calor, Então eles mudaram para o CNC de 3 eixos. Os protótipos do CNC tiveram zero deformação e correspondiam ao design final de produção - salvando -os 2 semanas de retrabalho.
2. Estágios centrais do processo de modelagem de protótipo de usinagem CNC de 3 eixos
O 3-processo de modelagem de protótipo de usinagem CNC do eixo tem quatro estágios seqüenciais - cada um com base no último para garantir a precisão. Pular ou apressar qualquer passo leva a protótipos defeituosos. Abaixo está um detalhamento detalhado, além de uma tabela de comparação para os principais parâmetros.
2.1 Desbaste: Afastar o excesso de material
O desbaste é o primeiro e mais rápido estágio - remove 70-90% do excesso da matéria -prima para se aproximar da forma final do protótipo.
- Principais ferramentas: Aço de alta velocidade (HSS) ou moinhos finais de carboneto (2-4 flautas para corte mais rápido).
- Parâmetros:
- Velocidade de corte: 100-300 m/meu (varia de acordo com o material - o alumínio precisa de velocidades mais rápidas que o aço).
- Taxa de alimentação: 50-200 mm/min (Taxas mais altas aumentam a eficiência, Mas não exceda 200 mm/min para plásticos macios).
- Meta: Obtenha o espaço em branco dentro de 0,5-1 mm das dimensões finais-sem necessidade de qualidade perfeita da superfície aqui.
2.2 Semi-infinita: Preparação para precisão final
Superfícies secundárias suavizadas semi-acabadas (como buracos ou bordas) e prepara a parte para a fase final. É crítico para peças com vários recursos (Por exemplo, um suporte de protótipo com orifícios e slots).
- Principais ferramentas: 4-flautas finais de carboneto (Para uma melhor suavidade da superfície do que as ferramentas de desbaste).
- Parâmetros:
- Velocidade de corte: 80-250 m/meu (mais lento do que desbaste para reduzir o desgaste da ferramenta).
- Taxa de alimentação: 30-100 mm/min (mais lento para melhorar a precisão).
- Meta: Traga a parte para dentro de 0,1-0,3 mm das dimensões finais-as superfícies secundárias devem agora atender às especificações básicas de design.
2.3 Acabamento: Atender aos requisitos de projeto exatos
O acabamento é onde o protótipo atinge sua forma e precisão final. Este estágio se concentra nas principais superfícies funcionais (Por exemplo, dentes de uma engrenagem ou superfície de acasalamento de uma habitação).
- Principais ferramentas: 6-flautas finais de carboneto ou ferramentas de nariz de bola (Para superfícies curvas).
- Parâmetros:
- Velocidade de corte: 50-200 m/meu (mais lento de todas as etapas para precisão).
- Taxa de alimentação: 10-50 mm/min (lento para evitar arranhões na superfície).
- Meta: Alcance a precisão dimensional de ± 0,01-0,05mm e as tolerâncias de forma de controle/posição (Por exemplo, Garantir que um buraco esteja perfeitamente alinhado com o centro da parte).
2.4 Acabamento final: Aumente a qualidade da superfície
A última etapa - acabamento final - melhorar a rugosidade da superfície sem alterar as dimensões da parte. É essencial para peças que precisam de suavidade para a funcionalidade (Por exemplo, um pistão que desliza em um cilindro) ou estética.
- Métodos comuns: Lixar (com 400-800 Lixa de grão), polimento (com polimento de metal para metais), ou explosão de contas (Para um acabamento fosco).
- Meta: Reduzir a rugosidade da superfície para RA 0.4-1.6 μm (de ra 3.2-6.3 μM após o acabamento).
Tabela de comparação de estágio
| Estágio | Tipo de ferramenta | Velocidade de corte (m/meu) | Taxa de alimentação (mm/min) | Tolerância à dimensão | Rugosidade da superfície (Ra) |
| Desbaste | 2-4 HSS de flauta/carboneto | 100-300 | 50-200 | ± 0,5-1mm | 6.3-12.5 μm |
| Semi-infinita | 4-carboneto de flauta | 80-250 | 30-100 | ± 0,1-0,3 mm | 3.2-6.3 μm |
| Acabamento | 6-Carboneto de flauta/nariz de bola | 50-200 | 10-50 | ± 0,01-0,05mm | 1.6-3.2 μm |
| Acabamento final | Lixa/polimento | N / D | N / D | Sem mudança | 0.4-1.6 μm |
3. Dicas críticas para modelagem de protótipo CNC bem-sucedida de 3 eixos
Mesmo com um processo claro, Pequenos erros podem arruinar protótipos. Aqui estão três dicas comprovadas para manter seus projetos no caminho certo:
- Calibre sua máquina primeiro: Uma máquina de 3 eixos desalinhados pode causar erros de dimensão de 0,1 mm ou mais. Use um indicador de discagem para verificar o alinhamento do eixo antes de começar - fazemos isso para cada protótipo, e cortou nossa taxa de defeito por 25%.
- Escolha o material certo para o palco: Por exemplo, Se você está testando a força de uma parte do metal, Use a mesma liga (Por exemplo, alumínio 6061) Para todas as etapas - não mude para plástico para desbaste (Não imitará o comportamento de usinagem do metal).
- Programa em camadas: Use o software CAM (como fusão 360) Para programar cada estágio separadamente. Isso permite ajustar os parâmetros para desbaste vs. Terminando sem reescrever todo o código.
Estudo de caso: Um cliente que faz um protótipo de engrenagem de aço pulou semi-acabamento para economizar tempo. O estágio de acabamento teve que remover muito material, levando ao espaçamento desigual de dentes (desligado em 0,15 mm). Depois de adicionar de volta semi-intercalado, O espaçamento dos dentes estava dentro de ± 0,03 mm - sustentando seus requisitos de design.
A visão da tecnologia YIGU sobre o processo de modelagem de protótipo de usinagem CNC de 3 eixos
Na tecnologia Yigu, Nós otimizamos o 3-processo de modelagem de protótipo de usinagem CNC do eixo para 400+ clientes. Acreditamos. Nossa solução: Modelos de programa de câmera personalizados para cada material (Por exemplo, alumínio vs.. Plástico ABS) que predefinir parâmetros de desbaste/acabamento. Isso reduz o protótipo de tempo de entrega 20% e mantém a precisão dimensional dentro de ± 0,02 mm. Também recomendamos o acabamento final com polimento ultrassônico para peças que precisam de superfícies ultra-suaves (como componentes de dispositivos médicos).
Perguntas frequentes
- Qual é o tempo de entrega típico para um protótipo CNC de 3 eixos?
Para peças simples (Por exemplo, um suporte de plástico), O tempo de entrega é 1-3 dias (incluindo todos os quatro estágios). Para peças complexas (Por exemplo, uma engrenagem de metal com vários dentes), isso é 3-5 dias.
- Quais materiais funcionam melhor para modelagem de protótipo CNC em 3 eixos?
Os mais comuns são o alumínio (6061, 7075), Plástico ABS, aço (1018, 304 inoxidável), e latão. O alumínio é o mais rápido para a máquina (Corta 2x mais rápido que o aço) e mais barato para protótipos.
- Quanto custa um protótipo CNC de 3 eixos?
Os custos dependem de material e complexidade: Um pequeno suporte de plástico ABS (50x50x10mm) custos \(30-\)50, Enquanto uma engrenagem de aço médio (100mm diâmetro) custos \(80-\)120.
