In dit artikel zullen we verschillende technologieën en materialen bekijken die worden gebruikt om onderdelen voor productie te vervaardigen, hun voordelen, dingen waarmee u rekening moet houden en meer.
Invoering
Het vervaardigen van onderdelen voor productie - ook wel onderdelen voor eindgebruik genoemd - verwijst naar het proces waarbij grondstoffen worden gebruikt om een onderdeel te maken dat is ontworpen en vervaardigd om te worden gebruikt in een eindproduct, in tegenstelling tot een prototype of model.Bekijk onze gids voorvervaardigen van eerste prototypenom hier meer over te weten te komen.
Om ervoor te zorgen dat uw onderdelen functioneren in een reële omgeving - als machine-onderdelen, voertuigcomponenten, consumentenproducten of enig ander functioneel doel - moet de productie met dit in gedachten worden benaderd.Om onderdelen voor productie succesvol en efficiënt te vervaardigen, moet u rekening houden met materialen, ontwerp en productiemethoden om ervoor te zorgen dat u voldoet aan de noodzakelijke functionele, veiligheids- en kwaliteitseisen.
Selecteren van materialen voor productieonderdelen
Gebruikelijke materialen voor onderdelen die bedoeld zijn voor productie zijn onder meer metalen zoals staal of aluminium, kunststoffen zoals ABS, polycarbonaat en nylon, composieten zoals koolstofvezel en glasvezel en bepaalde keramiek.
Het juiste materiaal voor uw onderdelen voor eindgebruik hangt af van de specifieke vereisten van de toepassing, evenals de kosten en beschikbaarheid.Hier volgen enkele algemene eigenschappen waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van materialen waarmee onderdelen voor productie worden vervaardigd:
❖ Kracht.Materialen moeten sterk genoeg zijn om de krachten te weerstaan waaraan een onderdeel tijdens gebruik wordt blootgesteld.Metalen zijn goede voorbeelden van sterke materialen.
❖ Duurzaamheid.Materialen moeten in de loop van de tijd bestand zijn tegen slijtage zonder te verslechteren of af te breken.Composieten staan bekend om zowel duurzaamheid als sterkte.
❖ Flexibiliteit.Afhankelijk van de toepassing van het laatste onderdeel, moet een materiaal mogelijk flexibel zijn om beweging of vervorming op te vangen.Kunststoffen zoals polycarbonaat en nylon staan bekend om hun flexibiliteit.
❖ Temperatuurbestendigheid.Als het onderdeel bijvoorbeeld wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, moet het materiaal de hitte kunnen weerstaan zonder te smelten of te vervormen.Staal, ABS en keramiek zijn voorbeelden van materialen die goed bestand zijn tegen temperaturen.
Fabricagemethoden voor onderdelen voor productie
Er worden vier soorten productiemethoden gebruikt om onderdelen voor productie te maken:
❖ Subtractieve fabricage
❖ Additieve fabricage
❖ Vormen van metaal
❖ Gieten
Subtractieve fabricage
Subtractieve productie – ook bekend als traditionele productie – omvat het verwijderen van materiaal uit een groter stuk materiaal totdat de gewenste vorm is bereikt.Subtractieve productie is vaak sneller dan additieve productie, waardoor het geschikter is voor grootschalige serieproductie.Het kan echter duurder zijn, vooral wanneer rekening wordt gehouden met gereedschaps- en installatiekosten, en produceert over het algemeen meer afval.
Veelvoorkomende vormen van subtractieve fabricage zijn onder meer:
❖ Computer numerieke besturing (CNC) frezen.Een type vanCNC-bewerkingBij CNC-frezen wordt een snijgereedschap gebruikt om materiaal uit een massief blok te verwijderen om een afgewerkt onderdeel te maken.Het is in staat om onderdelen te maken met een hoge mate van nauwkeurigheid en precisie in materialen zoals metalen, kunststoffen en composieten.
❖ CNC draaien.Ook een soort CNC-bewerking, CNC-draaien gebruikt een snijgereedschap om materiaal van een roterende vaste stof te verwijderen.Het wordt meestal gebruikt om objecten te maken die cilindrisch zijn, zoals kleppen of assen.
❖ Fabricage van plaatwerk.Infabricage van plaatwerk, wordt een vlakke plaat metaal gesneden of gevormd volgens een blauwdruk, meestal een DXF- of CAD-bestand.
Additieve productie
Additive manufacturing – ook bekend als 3D-printen – verwijst naar een proces waarbij materiaal bovenop zichzelf wordt toegevoegd om een onderdeel te maken.Het is in staat zeer complexe vormen te produceren die anders onmogelijk zouden zijn met traditionele (subtractieve) productiemethoden, genereert minder afval en kan sneller en goedkoper zijn, vooral bij het produceren van kleine series van complexe onderdelen.Het maken van eenvoudige onderdelen kan echter langzamer zijn dan subtractieve productie, en het aanbod aan beschikbare materialen is over het algemeen kleiner.
Veelvoorkomende vormen van additive manufacturing zijn onder meer:
❖ Stereolithografie (SLA).SLA, ook wel bekend als 3D-printen met hars, gebruikt UV-lasers als lichtbron om selectief een polymeerhars uit te harden en een afgewerkt onderdeel te creëren.
❖ Fused Deposition Modeling (FDM).Ook bekend als fused filament fabricage (FFF),FDMbouwt onderdelen laag voor laag op, waarbij het gesmolten materiaal selectief wordt afgezet in een vooraf bepaald pad.Het maakt gebruik van thermoplastische polymeren die in filamenten komen om de uiteindelijke fysieke objecten te vormen.
❖ Selectief lasersinteren (SLS).InSLS 3D-printen, een laser sintert selectief de deeltjes van een polymeerpoeder, smelt ze samen en bouwt laag voor laag een onderdeel op.
❖ Multi Jet Fusion (MJF).Als eigen 3D-printtechnologie van HP,MJFkan consistent en snel onderdelen leveren met een hoge treksterkte, fijne functieresolutie en goed gedefinieerde mechanische eigenschappen
Metaalvorming
Bij het vormen van metaal wordt metaal in de gewenste vorm gebracht door kracht uit te oefenen via mechanische of thermische methoden.Het proces kan zowel warm als koud zijn, afhankelijk van het metaal en de gewenste vorm.Onderdelen die met metaalvorming zijn gemaakt, hebben doorgaans een goede sterkte en duurzaamheid.Ook wordt er doorgaans minder materiaal verspild dan bij andere vormen van productie.
Veel voorkomende vormen van metaalvorming zijn:
❖ Smeden.Metaal wordt verwarmd en vervolgens gevormd door er drukkracht op uit te oefenen.
❖ Extrusie.Metaal wordt door een matrijs geperst om een gewenste vorm of profiel te creëren.
❖ Tekenen.Metaal wordt door een matrijs getrokken om een gewenste vorm of profiel te creëren.
❖ Buigen.Metaal wordt door een uitgeoefende kracht in de gewenste vorm gebogen.
Gieten
Gieten is een fabricageproces waarbij een vloeibaar materiaal, zoals metaal, plastic of keramiek, in een vorm wordt gegoten en in de gewenste vorm kan stollen.Het wordt gebruikt om onderdelen te maken met een hoge mate van nauwkeurigheid en herhaalbaarheid.Gieten is ook een kosteneffectieve keuze bij productie van grote series.
Veel voorkomende vormen van gieten zijn onder meer:
❖ Spuitgieten.Een fabricageproces dat wordt gebruikt om onderdelen te producerengesmolten injecterenmateriaal – vaak plastic – in een mal.Het materiaal wordt vervolgens afgekoeld en gestold en het afgewerkte onderdeel wordt uit de mal geworpen.
❖ Spuitgieten.Bij spuitgieten wordt gesmolten metaal onder hoge druk in een vormholte geperst.Spuitgieten wordt gebruikt om complexe vormen te produceren met een hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid.
Ontwerp voor maakbaarheid en onderdelen voor productie
Ontwerp voor fabricage of produceerbaarheid (DFM) verwijst naar een technische methode voor het maken van een onderdeel of gereedschap met een ontwerp-eerste focus, waardoor een eindproduct effectiever en goedkoper te produceren is.Dankzij de automatische DFM-analyse van Hubs kunnen ingenieurs en ontwerpers onderdelen maken, herhalen, vereenvoudigen en optimaliseren voordat ze worden gemaakt, waardoor het hele productieproces efficiënter wordt.Door onderdelen te ontwerpen die gemakkelijker te produceren zijn, kunnen de productietijd en -kosten worden verlaagd, evenals het risico op fouten en defecten in de uiteindelijke onderdelen.
Tips voor het gebruik van DFM-analyse om de kosten van uw productierun te minimaliseren
❖ Minimaliseer componenten.Hoe minder componenten een onderdeel heeft, hoe lager de montagetijd, het risico of de fout en de totale kosten.
❖ Beschikbaarheid.Onderdelen die kunnen worden vervaardigd met de beschikbare productiemethoden en apparatuur – en die een relatief eenvoudig ontwerp hebben – zijn gemakkelijker en goedkoper te produceren.
❖ Materialen en componenten.Onderdelen die standaardmaterialen en -componenten gebruiken, kunnen helpen de kosten te verlagen, het beheer van de toeleveringsketen te vereenvoudigen en ervoor te zorgen dat vervangende onderdelen gemakkelijk verkrijgbaar zijn.
❖ Gedeeltelijke oriëntatie.Houd rekening met de oriëntatie van het onderdeel tijdens de productie.Dit kan helpen de behoefte aan ondersteuning of andere extra functies te minimaliseren die de totale productietijd en -kosten kunnen verhogen.
❖ Vermijd ondersnijdingen.Ondersnijdingen zijn kenmerken die voorkomen dat een onderdeel gemakkelijk uit een mal of armatuur kan worden verwijderd.Het vermijden van ondersnijdingen kan helpen de productietijd en -kosten te verminderen en de algehele kwaliteit van een laatste onderdeel te verbeteren.
De kosten van het vervaardigen van onderdelen voor productie
Het vinden van een balans tussen kwaliteit en kosten is de sleutel bij het vervaardigen van onderdelen die bedoeld zijn voor productie.Hier zijn verschillende kostengerelateerde factoren waarmee u rekening moet houden:
❖ Materialen.De kosten van grondstoffen die in het productieproces worden gebruikt, zijn afhankelijk van het type materiaal dat wordt gebruikt, de beschikbaarheid ervan en de benodigde hoeveelheid.
❖ Gereedschap.Inclusief de kosten van machines, matrijzen en andere gespecialiseerde gereedschappen die in het productieproces worden gebruikt.
❖ Productievolume.Over het algemeen geldt: hoe groter het aantal onderdelen dat u produceert, hoe lager de kosten per onderdeel.Dit geldt vooral voorspuitgieten, wat aanzienlijke schaalvoordelen biedt voor grotere ordervolumes.
❖ Doorlooptijden.Snel geproduceerde onderdelen voor tijdgevoelige projecten brengen vaak hogere kosten met zich mee dan onderdelen met een langere doorlooptijd.
Ontvang direct een offerteom prijzen en doorlooptijden voor uw productieonderdelen te vergelijken.
De bron van het artikel:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Posttijd: 14 april 2023