Виробництво автомобільних прототипів: порівняння між ЧПУ та 3D-друком

На нові програми транспортних засобів ніколи не вистачає часу. Ціни надходять звідусіль, і прототип, який добре виглядає на папері, але не підходить-або перевірка міцності транспортного засобу може відсунути весь графік на тижні назад. Багато груп із закупівель та інженерів постійно працюють туди-сюди: 3D-друк швидкий, але часто недостатньо жорсткий, тоді як ЧПК точний, але виглядає повільніше. Справжнє рішення полягає в тому, який метод дозволить вам отримати надійні 5-осьові деталі з ЧПК без втрати бюджету чи календарних днів.

У цьому матеріалі розглядаються обидва варіанти автомобільних прототипів і дається чітка відповідь на основі етапу, допуску, матеріалу та об’єму.

Автомобільна розробка проходить через чіткі етапи-перевірки концепції, функціональне тестування, а потім підготовче-виробництво. Кожен етап вимагає різного поєднання свободи геометрії, міцності матеріалу, точності розмірів і швидкості.

Виявлення проблеми з проектуванням після того, як виробничий інструмент нарізано, може легко коштувати сотні тисяч доларів і місяців затримки. Та сама проблема, виявлена ​​на прототипі, зазвичай вимагає переглянутої програми та нової частини. Галузеві дані незмінно показують, що пізні-стадії переробки та витрати на гарантію залишаються основними витратами. Використання-представницьких частин на ранній стадії є одним із-найкращих кроків, які може зробити команда.

Коли прототип має поводитися як майбутній виробничий компонент-особливо структурні кронштейни, корпуси датчиків або інтерфейси трансмісії-твердий5-осьова фрезерна детальстає необхідним. Це дозволяє перевірити реальну міцність матеріалу, термічну поведінку та підгонку збірки перед тим, як зафіксувати інструменти.

3D-друк (FDM, SLA, SLS або металева добавка) добре працює для складних внутрішніх каналів, решітчастих структур і швидких циклів проектування. Налаштування мінімальні. Для чистої форми-і-перевірки придатності або дуже мало{5}}концептуальних моделей ви часто можете отримати деталі за 1–3 дні за відносно низькою ціною, якщо геометрія складна. Ранні дослідження пакування та не-критичні візуальні моделі зазвичай приносять найбільшу користь.

Обмеження швидко з’являються під час реального тестування. Надруковані деталі зазвичай є анізотропними-слабшими в напрямку виготовлення-і рідко відповідають об’ємним властивостям кованого або екструдованого матеріалу. Більшість полімерних процесів знаходяться в діапазоні допуску ±0,1–0,3 мм. Поверхнева обробка часто потребує додаткової роботи, а деталі рідко слугують-застосуваннями для виробничої перевірки міцності, втоми чи герметичності. Для функціональних автомобільних випробувань, які повинні співвідноситись із серійним виробництвом, розрив з’являється швидко.

Обробка з ЧПК вирізає тверду заготовку, тому ви отримуєте ізотропні властивості, які відповідають (або дуже близькі) до виробничого матеріалу. Сучасні 5-осьові верстати обробляють кілька поверхонь за одну установку. Це зменшує кумулятивну помилку позиціонування, скорочує час циклу для складних форм і створює поверхні, готові до тестування з меншою кількістю другорядної роботи.

Одне затискання дозволяє інструменту досягати виточок, рельєфних поверхонь і багатогранних елементів без повторного-закріплення. Ви отримуєте кращу точність, кращу обробку поверхні (часто Ra 0,8–3,2 мкм під час-механічної обробки) і швидшу загальну доставку для всього, що окрім базової трьох-роботи. Типові допуски становлять ±0,01–0,05 мм, а критичні елементи за потреби затягуються.

Загальне використання включає кріплення двигуна та двигуна, корпуси датчиків, структурні кронштейни, частини рідинної-системи та інтерфейси акумулятора EV. Ці фрезеровані прототипи з ЧПУ можуть використовувати точні сорти алюмінію, сталі, титану або технічного пластику, заплановані для виробництва. Це дає інженерам достовірні дані щодо міцності, жорсткості, теплового розширення та-укладання. Здібний5-осьова обробка деталей з ЧПУВиробник також може перейти від прототипу безпосередньо до-малосерійних випусків, не змінюючи процес.

Посібник із швидкого прийняття рішень:
Використовуйте 3D-друк, коли вам потрібні ранні перевірки геометрії, складні внутрішні елементи, які важко обробити, або чиста швидкість на не-критичних полімерних моделях.
Виберіть ЧПК-особливо 5-осьовий-коли вам потрібен репрезентативний виробничий матеріал, вузькі допуски, надійні механічні характеристики або коли прототип керуватиме інструментами та виробничими рішеннями. Багато команд друкують для швидкої перевірки форми, а потім переходять на 5-осьову фрезерну деталь для критичних функціональних раундів.

Постачальник-1 рівня, який працював над новою-програмою для транспортних засобів з енергоносіями, потребував функціональних структурних кронштейнів і корпусів датчиків для надійності на рівні автомобіля та перевірки придатності. Попередні відбитки SLA виглядали правильно на екрані, але не пройшли випробування на удар і термоциклічні випробування, що призвело до появи додаткових петель і затримки випуску інструментів.

Вони перейшли на 5-осьову обробку з ЧПК з використанням фактично запланованого для виробництва алюмінієвого сплаву. Одна-налаштування багатосторонньої-обробки доставляє деталі з точністю-виробничого рівня та якістю поверхні за один цикл. Перевірка пройшла при першій установці автомобіля. Це виключило другий раунд змін дизайну та уникло дорогих переглядів програмного-інструменту. Загальний час від-до-перевірки помітно скоротився, і той самий процес пізніше підтримував невеликі{12}}серійні-деталі. Постачальник співпрацював із 5-осьовою фабрикою з ЧПК, яка має досвід роботи в автомобілях, що допомогло зберегти чистоту передачі.

Підтверджені 5-осьові верстати (а не лише 3-осьові) із перевіреною багатогранною точністю.

Готовий асортимент автомобільного-алюмінію, сталі, титану та конструкційних пластмас.

Задокументована можливість для допусків ±0,01–0,05 мм і відповідної обробки поверхні.

Можливість переходу з одного-разуФрезеровані прототипи з ЧПУу невеликі-серії або обсяги виробництва без повторного запуску процесу.

Швидке розміщення пропозицій, чіткий зворотній зв’язок DFM і надійне{0}}часове спілкування.

Перевірений досвід роботи з автомобільними запчастинами чи запчастинами Tier-1 – запитуйте подібні приклади.

Шукайте виробника деталей із 5-осьовим ЧПК, який може продемонструвати ці моменти, а не просто стверджувати, що "ми робимо ЧПК".