Σε αυτό το άρθρο, θα ρίξουμε μια ματιά σε πολλές από τις τεχνολογίες και τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξαρτημάτων για παραγωγή, τα πλεονεκτήματά τους, πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη και πολλά άλλα.
Εισαγωγή
Η κατασκευή εξαρτημάτων για παραγωγή – επίσης γνωστά ως ανταλλακτικά τελικής χρήσης – αναφέρεται στη διαδικασία χρήσης πρώτων υλών για τη δημιουργία ενός εξαρτήματος που έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί για χρήση σε ένα τελικό προϊόν, σε αντίθεση με ένα πρωτότυπο ή μοντέλο.Ρίξτε μια ματιά στον οδηγό μας γιακατασκευή αρχικών πρωτοτύπωνγια να μάθετε περισσότερα για αυτό.
Για να διασφαλίσετε ότι τα ανταλλακτικά σας λειτουργούν σε πραγματικό περιβάλλον – ως ανταλλακτικά μηχανών, εξαρτήματα οχημάτων, καταναλωτικά προϊόντα ή οποιοσδήποτε άλλος λειτουργικός σκοπός – η κατασκευή πρέπει να προσεγγίζεται με αυτό κατά νου.Για να κατασκευάσετε με επιτυχία και αποτελεσματικά εξαρτήματα για παραγωγή, θα πρέπει να εξετάσετε τα υλικά, το σχεδιασμό και τις μεθόδους παραγωγής για να διασφαλίσετε ότι πληροίτε τις απαραίτητες λειτουργικές απαιτήσεις, απαιτήσεις ασφάλειας και ποιότητας.
Επιλογή υλικών για ανταλλακτικά παραγωγής
Τα κοινά υλικά για εξαρτήματα που προορίζονται για παραγωγή περιλαμβάνουν μέταλλα όπως χάλυβας ή αλουμίνιο, πλαστικά όπως ABS, πολυανθρακικό και νάιλον, σύνθετα υλικά όπως ανθρακονήματα και υαλοβάμβακα και ορισμένα κεραμικά.
Το κατάλληλο υλικό για τα ανταλλακτικά τελικής χρήσης θα εξαρτηθεί από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της εφαρμογής, καθώς και από το κόστος και τη διαθεσιμότητά του.Ακολουθούν μερικές κοινές ιδιότητες που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή υλικών με τα οποία θα κατασκευαστούν εξαρτήματα για παραγωγή:
❖ Δύναμη.Τα υλικά πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικά ώστε να αντέχουν τις δυνάμεις στις οποίες θα εκτεθεί ένα μέρος κατά τη χρήση.Τα μέταλλα είναι καλά παραδείγματα ισχυρών υλικών.
❖ Ανθεκτικότητα.Τα υλικά θα πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν τη φθορά με την πάροδο του χρόνου χωρίς να υποβαθμίζονται ή να καταστρέφονται.Τα σύνθετα υλικά είναι γνωστά τόσο για ανθεκτικότητα όσο και για αντοχή.
❖ Ευελιξία.Ανάλογα με την εφαρμογή του τελικού τμήματος, ένα υλικό μπορεί να χρειαστεί να είναι εύκαμπτο για να δέχεται κίνηση ή παραμόρφωση.Πλαστικά όπως πολυανθρακικό και νάιλον είναι γνωστά για την ευελιξία τους.
❖ Αντοχή στη θερμοκρασία.Εάν το εξάρτημα εκτεθεί σε υψηλές θερμοκρασίες, για παράδειγμα, το υλικό θα πρέπει να αντέχει τη θερμότητα χωρίς να λιώνει ή να παραμορφώνεται.Ο χάλυβας, το ABS και τα κεραμικά είναι παραδείγματα υλικών που παρουσιάζουν καλή αντοχή στη θερμοκρασία.
Μέθοδοι κατασκευής ανταλλακτικών για παραγωγή
Τέσσερις τύποι μεθόδων κατασκευής χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία εξαρτημάτων για παραγωγή:
❖ Αφαιρετική κατασκευή
❖ Παραγωγή προσθέτων
❖ Διαμόρφωση μετάλλων
❖ Κάστινγκ
Αφαιρετική κατασκευή
Η αφαιρετική κατασκευή - επίσης γνωστή ως παραδοσιακή κατασκευή - περιλαμβάνει την αφαίρεση υλικού από ένα μεγαλύτερο κομμάτι υλικού μέχρι να επιτευχθεί το επιθυμητό σχήμα.Η αφαιρετική παραγωγή είναι συχνά ταχύτερη από την κατασκευή προσθέτων, καθιστώντας την πιο κατάλληλη για παραγωγή παρτίδων μεγάλου όγκου.Ωστόσο, μπορεί να είναι πιο ακριβό, ειδικά όταν εξετάζουμε το κόστος εργαλείων και εγκατάστασης, και γενικά παράγει περισσότερα απόβλητα.
Οι συνήθεις τύποι αφαιρετικής κατασκευής περιλαμβάνουν:
❖ Αριθμητικός έλεγχος με υπολογιστή (CNC) φρέζα.Ένας τύποςCNC μηχανική κατεργασία, Το φρεζάρισμα CNC περιλαμβάνει τη χρήση ενός εργαλείου κοπής για την αφαίρεση υλικού από ένα συμπαγές μπλοκ για τη δημιουργία ενός τελειωμένου εξαρτήματος.Είναι σε θέση να δημιουργεί εξαρτήματα με υψηλούς βαθμούς ακρίβειας και ακρίβειας σε υλικά όπως μέταλλα, πλαστικά και σύνθετα υλικά.
❖ Τόρνευση CNC.Επίσης, ένας τύπος κατεργασίας CNC, η στροφή CNC χρησιμοποιεί ένα εργαλείο κοπής για την αφαίρεση υλικού από ένα περιστρεφόμενο στερεό.Συνήθως χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αντικειμένων που είναι κυλινδρικά, όπως βαλβίδες ή άξονες.
❖ Κατασκευή λαμαρίνας.Σεκατασκευή λαμαρίνας, ένα επίπεδο φύλλο μετάλλου κόβεται ή σχηματίζεται σύμφωνα με ένα σχέδιο, συνήθως ένα αρχείο DXF ή CAD.
Κατασκευή προσθέτων
Η κατασκευή προσθέτων – επίσης γνωστή ως τρισδιάστατη εκτύπωση – αναφέρεται σε μια διαδικασία κατά την οποία υλικό προστίθεται πάνω από τον εαυτό του για να δημιουργηθεί ένα εξάρτημα.Είναι σε θέση να παράγει εξαιρετικά πολύπλοκα σχήματα που διαφορετικά θα ήταν αδύνατα με τις παραδοσιακές (αφαιρετικές) μεθόδους κατασκευής, παράγει λιγότερα απόβλητα και μπορεί να είναι ταχύτερη και λιγότερο δαπανηρή, ειδικά όταν παράγονται μικρές παρτίδες σύνθετων εξαρτημάτων.Η δημιουργία απλών εξαρτημάτων, ωστόσο, μπορεί να είναι πιο αργή από την αφαιρετική κατασκευή και η γκάμα των διαθέσιμων υλικών είναι γενικά μικρότερη.
Οι συνήθεις τύποι παραγωγής πρόσθετων περιλαμβάνουν:
❖ Στερεολιθογραφία (SLA).Γνωστή και ως τρισδιάστατη εκτύπωση ρητίνης, η SLA χρησιμοποιεί λέιζερ UV ως πηγή φωτός για να σκληρύνει επιλεκτικά μια πολυμερή ρητίνη και να δημιουργήσει ένα τελειωμένο τμήμα.
❖ Μοντελοποίηση συντηγμένης εναπόθεσης (FDM).Γνωστό και ως κατασκευή λιωμένου νήματος (FFF),FDMκατασκευάζει μέρη στρώμα-στρώμα, επιλεκτικά εναποθέτοντας λιωμένο υλικό σε μια προκαθορισμένη διαδρομή.Χρησιμοποιεί θερμοπλαστικά πολυμερή που έρχονται σε νήματα για να σχηματίσουν τα τελικά φυσικά αντικείμενα.
❖ Selective Laser Sintering (SLS).ΣεΕκτύπωση SLS 3D, ένα λέιζερ πυροσυσσωματώνει επιλεκτικά τα σωματίδια μιας σκόνης πολυμερούς, συντήκοντάς τα μεταξύ τους και χτίζοντας ένα μέρος, στρώμα προς στρώμα.
❖ Multi Jet Fusion (MJF).Ως αποκλειστική τεχνολογία 3D εκτύπωσης της HP,MJFμπορεί να παρέχει σταθερά και γρήγορα εξαρτήματα με υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, λεπτή ανάλυση χαρακτηριστικών και καλά καθορισμένες μηχανικές ιδιότητες
Μορφοποίηση μετάλλου
Στη διαμόρφωση μετάλλων, το μέταλλο διαμορφώνεται στην επιθυμητή μορφή με την εφαρμογή δύναμης μέσω μηχανικών ή θερμικών μεθόδων.Η διαδικασία μπορεί να είναι είτε ζεστή είτε κρύα, ανάλογα με το μέταλλο και το επιθυμητό σχήμα.Τα μέρη που δημιουργούνται με μεταλλική μορφοποίηση χαρακτηρίζονται συνήθως από καλή αντοχή και ανθεκτικότητα.Επίσης, δημιουργούνται συνήθως λιγότερα απόβλητα υλικών από ό,τι με άλλες μορφές κατασκευής.
Οι συνήθεις τύποι μορφοποίησης μετάλλων περιλαμβάνουν:
❖ Σφυρηλάτηση.Το μέταλλο θερμαίνεται και στη συνέχεια διαμορφώνεται ασκώντας συμπιεστική δύναμη σε αυτό.
❖ Εξώθηση.Το μέταλλο πιέζεται μέσα από μια μήτρα για να δημιουργήσει ένα επιθυμητό σχήμα ή προφίλ.
❖ Σχέδιο.Το μέταλλο τραβιέται μέσα από μια μήτρα για να δημιουργηθεί το επιθυμητό σχήμα ή προφίλ.
❖ Κάμψη.Το μέταλλο κάμπτεται στο επιθυμητό σχήμα μέσω μιας ασκούμενης δύναμης.
Χύσιμο
Η χύτευση είναι μια διαδικασία παραγωγής κατά την οποία ένα υγρό υλικό, όπως μέταλλο, πλαστικό ή κεραμικό, χύνεται σε ένα καλούπι και αφήνεται να στερεοποιηθεί σε ένα επιθυμητό σχήμα.Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία εξαρτημάτων που διαθέτουν υψηλούς βαθμούς ακρίβειας και επαναληψιμότητας.Η χύτευση είναι επίσης μια οικονομικά αποδοτική επιλογή στην παραγωγή μεγάλων παρτίδων.
Οι συνήθεις τύποι χύτευσης περιλαμβάνουν:
❖ Χύτευση με έγχυση.Μια διαδικασία παραγωγής που χρησιμοποιείται για την παραγωγή εξαρτημάτων απόέγχυση λιωμένουυλικό – συχνά πλαστικό – σε καλούπι.Το υλικό στη συνέχεια ψύχεται και στερεοποιείται, και το έτοιμο μέρος εκτοξεύεται από το καλούπι.
❖ Χύτευση χύτευσης.Στη χύτευση, το λιωμένο μέταλλο ωθείται σε μια κοιλότητα καλουπιού υπό υψηλή πίεση.Η χύτευση με χύτευση χρησιμοποιείται για την παραγωγή πολύπλοκων σχημάτων με υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα.
Σχεδιασμός για δυνατότητα κατασκευής και ανταλλακτικά για παραγωγή
Σχεδιασμός για κατασκευή ή δυνατότητα κατασκευής (DFM) αναφέρεται σε μια μηχανική μέθοδο δημιουργίας ενός εξαρτήματος ή εργαλείου με έμφαση στο σχεδιασμό, που επιτρέπει την παραγωγή ενός τελικού προϊόντος που είναι πιο αποτελεσματικό και φθηνότερο.Η αυτόματη ανάλυση DFM των Hubs δίνει τη δυνατότητα στους μηχανικούς και τους σχεδιαστές να δημιουργούν, να επαναλαμβάνουν, να απλοποιούν και να βελτιστοποιούν εξαρτήματα πριν από την κατασκευή τους, καθιστώντας την όλη διαδικασία κατασκευής πιο αποτελεσματική.Σχεδιάζοντας εξαρτήματα που είναι ευκολότερα στην κατασκευή, ο χρόνος και το κόστος παραγωγής μπορούν να μειωθούν, όπως και ο κίνδυνος σφαλμάτων και ελαττωμάτων στα τελικά εξαρτήματα.
Συμβουλές για τη χρήση της ανάλυσης DFM για την ελαχιστοποίηση του κόστους της παραγωγής σας
❖ Ελαχιστοποιήστε τα στοιχεία.Συνήθως, όσο λιγότερα εξαρτήματα έχει ένα εξάρτημα, τόσο χαμηλότερος είναι ο χρόνος συναρμολόγησης, ο κίνδυνος ή το σφάλμα και το συνολικό κόστος.
❖ Διαθεσιμότητα.Ανταλλακτικά που μπορούν να κατασκευαστούν με τις διαθέσιμες μεθόδους παραγωγής και εξοπλισμό – και που διαθέτουν σχετικά απλά σχέδια – είναι ευκολότερα και φθηνότερα στην παραγωγή.
❖ Υλικά και εξαρτήματα.Ανταλλακτικά που χρησιμοποιούν τυπικά υλικά και εξαρτήματα μπορούν να συμβάλουν στη μείωση του κόστους, στην απλοποίηση της διαχείρισης της αλυσίδας εφοδιασμού και στη διασφάλιση της εύκολης διαθεσιμότητας ανταλλακτικών.
❖ Προσανατολισμός εξαρτημάτων.Εξετάστε τον προσανατολισμό του εξαρτήματος κατά την παραγωγή.Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση της ανάγκης για στηρίγματα ή άλλα πρόσθετα χαρακτηριστικά που μπορούν να αυξήσουν τον συνολικό χρόνο και το κόστος παραγωγής.
❖ Αποφύγετε τις υποκοπές.Οι υποκοπές είναι χαρακτηριστικά που εμποδίζουν την εύκολη αφαίρεση ενός εξαρτήματος από ένα καλούπι ή εξάρτημα.Η αποφυγή χαμηλότερων περικοπών μπορεί να συμβάλει στη μείωση του χρόνου και του κόστους παραγωγής και στη βελτίωση της συνολικής ποιότητας ενός τελικού εξαρτήματος.
Το κόστος κατασκευής εξαρτημάτων για την παραγωγή
Η επίτευξη ισορροπίας μεταξύ ποιότητας και κόστους είναι το κλειδί στην κατασκευή εξαρτημάτων που προορίζονται για παραγωγή.Ακολουθούν αρκετοί παράγοντες που σχετίζονται με το κόστος που πρέπει να λάβετε υπόψη:
❖ Υλικά.Το κόστος των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία κατασκευής εξαρτάται από τον τύπο του υλικού που χρησιμοποιείται, τη διαθεσιμότητά του και την απαιτούμενη ποσότητα.
❖ Εργαλεία.Συμπεριλαμβανομένου του κόστους μηχανημάτων, καλουπιών και άλλων εξειδικευμένων εργαλείων που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία κατασκευής.
❖ Όγκος παραγωγής.Γενικά, όσο μεγαλύτερος είναι ο όγκος των ανταλλακτικών που παράγετε, τόσο χαμηλότερο είναι το κόστος ανά εξάρτημα.Αυτό ισχύει ιδιαίτερα γιαχύτευση με έγχυση, το οποίο προσφέρει σημαντικές οικονομίες κλίμακας για μεγαλύτερους όγκους παραγγελιών.
❖ Χρόνοι παράδοσης.Τα ανταλλακτικά που παράγονται γρήγορα για έργα ευαίσθητα στο χρόνο έχουν συχνά υψηλότερο κόστος από αυτά με μεγαλύτερους χρόνους παράδοσης.
Λάβετε μια άμεση προσφοράγια να συγκρίνετε τις τιμές και τους χρόνους παράδοσης για τα ανταλλακτικά παραγωγής σας.
Πηγή άρθρου:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-14-2023