Tässä artikkelissa tarkastellaan useita tekniikoita ja materiaaleja, joita käytetään osien valmistukseen tuotantoon, niiden etuihin, harkittaviin asioihin ja muihin.
Esittely
Tuotannon valmistusosat-tunnetaan myös nimellä loppukäyttöosat-viittaa raaka-aineiden käyttöä varten, jotta voidaan luoda osa, joka on suunniteltu ja valmistettu käytettäväksi lopputuotteessa, toisin kuin prototyyppi tai malli. Tutustu oppaamme alkuperäisten prototyyppien valmistukseen saadaksesi lisätietoja tästä.
Varmistaaksesi, että osiesi toimivat reaalimaailman ympäristössä-koneiden osina, 副标 ajoneuvokomponentteina, kuluttajatuotteissa tai muussa toiminnallisessa tarkoituksessa-valmistukseen on lähestyttävä tätä ajatellen. Tuotannon osien onnistuneesti ja tehokkaasti valmistamiseksi sinun tulee harkita materiaali-, suunnittelu- ja tuotantomenetelmiä varmistaaksesi, että täytät tarvittavat toiminnalliset, turvallisuus- ja laatuvaatimukset.
Materiaalien valitseminen tuotantoosille
Tuotantoon tarkoitettujen osien yleisiä materiaaleja ovat metallit, kuten teräs tai alumiini, muovit, kuten ABS, polykarbonaatti ja nylon, kompositit, kuten hiilikuitu ja lasikuitu ja tietyt keramiikka.
Oikea materiaali loppukäyttöosillesi riippuu sovelluksen erityisvaatimuksista sekä sen kustannuksista ja saatavuudesta. Tässä on muutamia yleisiä ominaisuuksia, jotka on otettava huomioon valittaessa materiaaleja, joiden avulla osat tuotantoa varten:
Vahvuus. Materiaalien tulisi olla riittävän vahvoja kestämään voimia, joihin osa paljastetaan käytön aikana. Metallit ovat hyviä esimerkkejä vahvoista materiaaleista.
Kestävyys. Materiaalien tulisi kyetä kestämään kuluminen ajan myötä vähentämättä tai hajottamatta. Komposiitit tunnetaan sekä kestävyydestä että lujuudesta.
Joustavuus. Viimeisen osan käytöstä riippuen materiaalin on ehkä oltava joustava liikkumisen tai muodonmuutoksen mukauttamiseksi. Muovit, kuten polykarbonaatti ja nylon, tunnetaan joustavuudestaan.
Lämpötilankestävyys. Jos osa altistuu esimerkiksi korkeille lämpötiloille, materiaalin tulisi kyetä kestämään lämpöä sulamattoman tai muodonmuutoksenmuutoksella. Teräs, ABS ja keramiikka ovat esimerkkejä materiaaleista, joilla on hyvää lämpötilankestävyyttä.
Valmistusmenetelmät tuotantoosille
Tuotantoa varten käytetään neljää valmistusmenetelmää: Subtraktiivinen valmistus, lisäaineiden valmistus, metallien muodostaminen ja valu.
Vähentävä valmistus
Subtractive Manufacturing - tunnetaan myös perinteiseksi valmistukseksi - sisältää materiaalin poistamisen suuremmasta materiaalista, kunnes haluttu muoto saavutetaan. Subtraktiivinen valmistus on usein nopeampaa kuin lisäaineiden valmistus, mikä sopii paremmin suuren määrän erän tuotantoon. Se voi kuitenkin olla kalliimpaa, varsinkin kun otetaan huomioon työkalu- ja asennuskustannukset, ja se tuottaa yleensä enemmän jätettä.
Yleisiä vähentävää valmistustyyppejä ovat:
Tietokoneen numeerinen ohjaus (CNC). CNC -koneistustyyppi, CNC -jyrsintä sisältää leikkaustyökalun käyttämisen materiaalin poistamiseksi kiinteästä lohkosta valmiin osan luomiseksi. Se pystyy luomaan osia, joilla on korkea tarkkuus ja tarkkuus materiaaleissa, kuten metallit, muovit ja komposiitit.
CNC -kääntöpalvelu. Myös tyyppinen CNC -koneistus, CNC -käännös käyttää leikkaustyökalua materiaalin poistamiseen pyörivästä kiinteästä aineesta. Sitä käytetään tyypillisesti luomaan lieriömäisiä esineitä, kuten venttiilejä tai akseleita.
Ohutlevyn valmistus. Levylevyjen valmistuksessa tasainen metallilevy leikataan tai muodostetaan suunnitelman, yleensä DXF- tai CAD -tiedoston mukaan.
Lisäaineiden valmistus
Lisäainevalmistus - joka tunnetaan myös nimellä 3D -tulostus - viittaa prosessiin, jossa materiaalia lisätään itselleen osan luomiseksi. Se pystyy tuottamaan erittäin monimutkaisia muotoja, jotka muuten olisivat mahdottomia perinteisten (vähentävän) valmistusmenetelmien kanssa, tuottavat vähemmän jätteitä ja voivat olla nopeampia ja halvempia, etenkin kun tuotetaan pieniä erä monimutkaisia osia. Yksinkertaisten osien luominen voi kuitenkin olla hitaampaa kuin vähentävä valmistus, ja käytettävissä olevien materiaalien valikoima on yleensä pienempi.
Yleisiä lisäaineiden valmistustyyppejä ovat:
Stereolitografia (SLA). SLA, joka tunnetaan myös nimellä hartsi 3D -tulostus, käyttää UV -lasereita valonlähteenä parantamaan polymeerihartsia selektiivisesti ja luomaan valmiin osan.
Sulatettu laskeutumismallinnus (FDM). FDM, joka tunnetaan myös nimellä sulatettu filamentin valmistus (FFF), rakentaa kerroskerroksen kerroksen mukaan, tallettaa selektiivisesti sulatettua materiaalia ennalta määrätylle polulle. Se käyttää termoplastisia polymeerejä, jotka tulevat filamenteihin lopullisten fysikaalisten esineiden muodostamiseksi.
Selektiivinen laser sintraus (SLS). SLS 3D -tulostuksessa laser, joka on selektiivisesti polymeerijauheen hiukkaset, sulauttaen ne yhteen ja rakentamalla osan kerros kerroksella.
Multi Jet Fusion (MJF). HP: n omistamana 3D-tulostustekniikana MJF voi johdonmukaisesti ja nopeasti toimittaa osia, joilla on korkea vetolujuus, hieno ominaisuusresoluutio ja hyvin määritellyt mekaaniset ominaisuudet
Metallimuoto
Metallin muodostumisessa metalli on muotoiltu haluttuun muotoon levittämällä voimaa mekaanisten tai lämpömenetelmien avulla. Prosessi voi olla joko kuuma tai kylmä metallista ja halutusta muodosta riippuen. Metallimuodolla luodut osilla on tyypillisesti hyvä lujuus ja kestävyys. Myös materiaalijätteitä on luotu tyypillisesti vähemmän kuin muilla valmistusmuotoilla.
Yleisiä metallimuodostumistyyppejä ovat:
Taonta. Metalli lämmitetään, sitten muotoiltu levittämällä siihen puristusvoima.
Suulakepuristus. Metalli pakotetaan muotin läpi halutun muodon tai profiilin luomiseksi.
Piirustus. Metalli vedetään suulakkeen läpi halutun muodon tai profiilin luomiseksi.
Taivutus. Metalli on taivutettu haluttuun muotoon kohdistetun voiman kautta.
Valu
Valu on valmistusprosessi, jossa nestemäinen materiaali, kuten metalli, muovi tai keraaminen, kaadetaan muottiin ja sen annetaan jähmettyä haluttuun muotoon. Sitä käytetään luomaan osia, joissa on korkea tarkkuus ja toistettavuus. Casting on myös kustannustehokas valinta suuren erän tuotannossa.
Yleisiä casting -tyyppejä ovat:
Injektiomuovaus. Osien tuottamiseen käytetty valmistusprosessi injektoimalla sulaa materiaalia - usein muovia - muottiin. Sitten materiaali jäähdytetään ja jähmettyy, ja valmis osa poistetaan muotista.
Kuole valu. Die Castingissa sulaa metalli pakotetaan muotin onteloon korkean paineessa. Die -valua käytetään tuottamaan monimutkaisia muotoja, joilla on korkea tarkkuus ja toistettavuus.
Valmistettavuuden ja tuotannon osien suunnittelu
Valmistus- tai valmistettavuussuunnittelu (DFM) viittaa tekniikan menetelmään, jolla luodaan osa tai työkalu, joka on ensimmäinen keskittyminen, mikä mahdollistaa lopputuotteen, joka on tehokkaampi ja halvempi tuottaa. Protolabs -verkon automaattinen DFM -analyysi antaa insinööreille ja suunnittelijoille mahdollisuuden luoda, iteroida, yksinkertaistaa ja optimoida osia ennen niiden valmistusta, mikä tekee koko valmistusprosessista tehokkaamman. Suunnittelemalla osia, joita on helpompi valmistaa, tuotantoaikaa ja kustannuksia voidaan vähentää, samoin kuin virheen riski ja virheet lopullisissa osissa.
Vinkkejä DFM -analyysin käyttämiseen tuotantojuoksun kustannusten minimoimiseksi
Minimoi komponentit. Tyypillisesti mitä vähemmän komponentteja osalla on, sitä pienempi kokoonpanoaika, riski tai virhe ja kokonaiskustannukset.
Saatavuus. Osat, jotka voidaan valmistaa käytettävissä olevilla tuotantomenetelmillä ja laitteilla - ja joilla on suhteellisen yksinkertaiset mallit - ovat helpompia ja halvempia tuottaa.
Materiaalit ja komponentit. Osat, jotka käyttävät vakiomateriaaleja ja komponentteja, voivat auttaa vähentämään kustannuksia, yksinkertaistamaan toimitusketjun hallintaa ja varmistamaan, että varaosat ovat helposti saatavilla.
Osasuuntaus. Harkitse osan suuntausta tuotannon aikana. Tämä voi auttaa minimoimaan tukien tai muiden lisäominaisuuksien tarpeen, jotka voivat pidentää kokonaistuotannon aikaa ja kustannuksia.
Vältä aliarvioita. Alitiedot ovat ominaisuuksia, jotka estävät osan poistamisen helposti muotista tai kiinnikkeestä. Alituotteiden välttäminen voi auttaa vähentämään tuotantoaikaa ja kustannuksia ja parantamaan viimeisen osan yleistä laatua.
Tuotannon osien kustannukset
Laadun ja kustannusten välisen tasapainon saavuttaminen on avain tuotantoon tarkoitettujen osien valmistusosissa. Tässä on useita kustannuksiin liittyviä tekijöitä, jotka on otettava huomioon:
Materiaalit. Valmistusprosessissa käytettyjen raaka -aineiden kustannukset riippuu käytetyn materiaalin tyypistä, sen saatavuudesta ja vaaditusta määrästä.
Työkalu. Mukaan lukien koneiden kustannukset, muotit ja muut valmistusprosessissa käytetyt erikoistuneet työkalut.
Tuotantomäärä. Yleensä mitä suurempi tuottamiesi osien tilavuus on, sitä alhaisemmat kustannukset osaa kohden. Tämä pätee erityisesti injektiomuovaukseen, joka tarjoaa merkittäviä mittakaavaetuja suuremmille tilavuusmäärille.
Läpimenoajat. Aikaherkälle projektille nopeasti tuotetut osille aiheutuvat usein korkeammat kustannukset kuin osille, joilla on pidempiä läpimenoaikoja.
Hanki välitön lainaus verrataksesi tuotantoosillesi hinnoittelu- ja läpimenoaikoja.
Voit luoda tuotantoon tarkoitetun osan lataa CAD -tiedosto saadaksesi ilmaisen tarjouksen ja kattavan DFM -analyysin.
