При изготовлении металлических деталей дизайнеры продукта могут иметь несколько методов производства на выбор. Два часто используемых варианта-литье и обработка с ЧПУ. Однако, как определить, что является наиболее подходящим для вашего конкретного применения? Какие факторы вы должны учитывать при принятии мудрого решения?
В этой статье описываются два способа изготовления металла: обработка с ЧПУ и литье металлов. В нем обсуждаются преимущества и недостатки каждого метода, приводятся рекомендации по выбору правильного метода на основе ключевых факторов и обобщаются различия между двумя методами.
L Что такое кастинг?
L Что такое обработка с ЧПУ?
L Литье против ЧПУ: как выбрать правильный метод?
L Заключение
Л Использование HHC для CNC подвергая механической обработке или бросая проекты
Литье-это производственный процесс, который включает использование пресс-форм для производства деталей. Существуют различные типы методов литья на выбор, и они могут использоваться с различными материалами. Тем не менее, эта статья специально посвящена литью металлов и не охватывает другие материалы, такие как эпоксидная смола, которые могут использоваться для таких применений, как многокомпонентное литье.
В литье металла, процесс влечет за собой заливку или впрыскивание расплавленного металла в готовые формы (иногда называемые штампы). Если требуются сложные внутренние геометрии или полости, используются сердечники или вставки. После того, как деталь охлаждается и затвердевает, выполняется очистка и обработка для достижения желаемой отделки поверхности. В некоторых случаях дополнительная обработка с ЧПУ может выполняться в качестве вторичной операции для дальнейшего уточнения литого металлического компонента и достижения более жестких допусков.
Существуют различные технологии литья металла на выбор, и выбор основан на таких факторах, как выбранный материал, размер и форма отливки и другие конкретные атрибуты. Некоторые популярные методы литья включают литье под давлением, литье в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям и литье по выплавляемым моделям.
Литье может использоваться для производства различных деталей, таких как лопатки турбин, колеса поезда, педали автомобиля и блоки цилиндров двигателя. Отливки находят применение в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, потребительские товары и медицинские приборы.
Плюсы
Литье предлагает широкий спектр дизайнерских возможностей, позволяющих создавать сложные и уникальные формы, в том числе сложные внутренние полости.
Для крупномасштабного производства литье является более рентабельным по сравнению с механической обработкой. Кроме того, время производства для литья быстрее.
Использование многоразовых форм в литье обеспечивает высокий уровень повторяемости, так как идентичные копии деталей могут быть последовательно созданы.
Литье является очень эффективным в использовании металлов. Практически все металлы, используемые в процессе, становятся частью конечного продукта. Любой избыточный металл или утилизированные детали, образующиеся в процессе литья, могут быть легко расплавлены и переработаны.
Минусы
Хотя такие технологии, как литье под давлением и прецизионное литье по выплавляемым моделям, могут обеспечить высокую точность, обработка с ЧПУ часто является лучшим выбором для достижения точности и строгих допусков.
Для более небольших количеств продукции, цена в часть в отливке типично выше сравненный к подвергать механической обработке.
Производство отливок часто занимает больше времени из-за требований проектирования и закупки пресс-форм.
Литье имеет ограничения в выборе доступных металлических материалов по сравнению с ЧПУ.
Литые детали обычно требуют дополнительных этапов последующей обработки, таких как удаление излишков литейного материала или использование пескоструйной обработки для устранения заусенцев.
Обработка с ЧПУ-это метод производства, включающий использование кутти.Инструменты для удаления материала и достижения желаемых форм. Для управления процессом обработки обычно используются компьютерные программы с инструкциями G-кода для руководства станками с ЧПУ, такими как мельницы, токарные станки и другое оборудование. Обработка с ЧПУ охватывает различные типы процессов, включая фрезерование, токарную обработку, сверление и расточку, в зависимости от конкретных требований.
Детали с ЧПУ находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Они имеют решающее значение для изготовления металлических корпусов ноутбуков, мелких компонентов в смартфонах и основных элементов, используемых в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Кроме того, обработка с ЧПУ играет жизненно важную роль в производстве приспособлений, приспособлений и даже литейных форм.
Плюсы
Обработка с ЧПУ позволяет производить высокоточные детали, отвечающие строгим требованиям к качеству, с точными размерами и гладкими поверхностями.
При обработке уникальных или небольших количеств деталей это часто происходит быстрее, чем процесс литья.
Для мелкосерийного производства и быстрого прототипирования обработка с ЧПУ обычно имеет более низкие затраты на деталь.
Обработка с ЧПУ совместима с различными металлами, что делает ее универсальным процессом.
Минусы
Обработка с ЧПУ менее подходит для создания внутренних полостей внутри деталей и больше ориентирована на формирование внешней геометрии.
Это дорого для крупномасштабного производства, но стоимость детали остается относительно стабильной независимо от размера партии по сравнению с литьем.
Некоторые детали со сложной конструкцией или конкретными материалами могут потребовать более длительного времени обработки, что делает обработку с ЧПУ менее рентабельной для крупномасштабного производства.
Обработка с ЧПУ генерирует больше металлических отходов по сравнению с литьем, а процесс переработки может быть более трудоемким. Как правило, отходы необходимо транспортировать за территорию для надлежащей переработки.
Конкретные требования к детали, такие как ее форма, размер и геометрия, влияют на выбор производственного процесса. Обработка и литье с ЧПУ имеют преимущества для разных геометрий, так как мы решаем, какой из них использовать? При определении подходящего способа изготовления для данной детали необходимо учитывать несколько факторов:
В некоторых случаях выбор производственного процесса может быть простым. Если вам нужно большое количество деталей, в десятках тысяч или больше, методы литья часто более рентабельны. Хотя создание начальной формы требует времени, каждая отливка может быть произведена быстро, а дополнительные затраты относительно невелики.
С другой стороны, обработка с ЧПУ может производить первые несколько деталей быстрее и экономичнее. Однако, поскольку объем производства превышает определенный уровень, эффективность затрат снижается.
Поэтому основным соображением при выборе способа изготовления является необходимый объем производства. Если вам нужны десятки деталей для прототипирования или от нескольких сотен до нескольких тысяч деталей для мелкосерийного производства, следует рассмотреть возможность обработки с ЧПУ. Для количеств 10 000 или больше, отливка песка или заливка формы были бы более соответствующими. Однако для объемов между этими крайностями в игру вступают различные факторы, влияющие на оптимальный выбор способа изготовления.
Переход с механической обработки на литье может сэкономить время и сократить количество отходов. Однако литье также имеет некоторые недостатки, в том числе:
Вспышка: после литья может потребоваться удаление излишков материала (известного как вспышка).
Пористость: Толстые части могут иногда иметь небольшие воздушные карманы (пористость), которые могут стать видимыми во время обработки. Может потребоваться пост-обработка.
Модели потока и хрупкость: поток расплавленного материала во время литья может привести к заметным узорам на поверхности, а заполнение концов может привести к более холодным областям, которые более склонны к хрупкости.
В некоторых случаях, даже при количестве отлитых 10 000 деталей, некоторые детали могут по-прежнему требовать дополнительной обработки из-за особых требований. Это может увеличить общую стоимость деталей, но иногда требования к производительности перевешивают соображения стоимости.
Обработка с ЧПУ имеет значительное преимущество, когда времяИмеет решающее значение. Обработанные детали могут быть изготовлены в течение нескольких часов после создания модели CAD. С другой стороны, литье занимает больше времени, поскольку включает в себя создание форм и настройку процесса литья. Даже если конечное производство будет осуществляться путем литья, механическая обработка предлагает более быструю альтернативу. Это позволяет моделировать, подвергать механической обработке и тестировать детали с гораздо меньшими затратами по сравнению с литьем некоторых прототипов. Это может быть особенно ценно для итерации и точной настройки деталей на основе результатов испытаний, которые могут быть выполнены несколько раз без более высоких затрат и более длительных задержек, связанных с производственными пресс-формами и необходимыми приспособлениями.
Объем производства прототипов может варьироваться от отдельных деталей, используемых для лабораторных испытаний, до больших количеств для бета-тестирования или тестирования в маркетинговых целях.
При рассмотрении подходящей технологии изготовления геометрическая форма детали имеет решающее значение. Например, конструкция, которая требует удаления большого количества материала, может занять много времени и привести к чрезмерным отходам. В таких случаях литье часто является подходящим выбором. Это особенно верно для полых деталей с тонкими стенками, большими внутренними пространствами и сложной геометрией, которые потребуют много времени для обработки.
Изготовление внутренних полостей с помощью обработки с ЧПУ, особенно тех, которые требуют дополнительных процессов сборки или соединения металлов для герметичных корпусов, часто является более сложной задачей. Напротив, литье может упростить конструкцию, устраняя необходимость сборки нескольких мелких деталей. Вместо этого вся часть может быть отлита как единое целое.
Однако использование кастинга для создания определенных функциональных функций может быть сложной задачей. Например, такие элементы, как подрезы или сложные внутренние формы, требуют сложных форм и дополнительных компонентов, таких как сердечники и вставки. Острые края или углы менее подходят для литья, и все поверхности литых деталей должны быть спроектированы. Кроме того, большие или неправильной формы толстостенные детали лучше всего изготавливать с использованием обработки с ЧПУ, так как эти формы трудно равномерно заполнить и охладить в процессе литья.
В литье металла, различные методы могут быть использованы для производства деталей конечного использования, таких как литье под давлением и литье в песчаные формы:
Литье под давлением-это процесс, аналогичный литью под давлением. Он включает впрыскивание расплавленного металла (такого как алюминий, медь, цинк или их сплавы) в стальные формы, а затем позволяет ему остыть и затвердеть. Иногда может потребоваться дополнительная обработка для добавления резьбы, улучшения уплотнительных поверхностей или уточнения конкретных деталей. Механическая обработка служит шагом точности, предлагая гибкость для создания различных вариантов из одного литого куска.
По сравнению с литьем под давлением литье в песчаные формы является менее изысканным процессом. Поверхностный финиш отливок песка клонит быть грубее, и могут быть тонкие изменения между 2 половинами прессформы и используемыми вставками, требуя дополнительной подвергать механической обработке. Литье в песчаные формы обычно используется для деталей, которые не требуют гладкого и полированного внешнего вида, таких как блоки автомобильных двигателей. В более сложных приложениях, таких как создание проходов охлаждающей жидкости вокруг цилиндров двигателя, может потребоваться дополнительная обработка для достижения желаемой конечной формы. Некоторые конструктивные особенности, уникальные для литья в песчаные формы, не могут быть воспроизведены путем литья под давлением или обработки с ЧПУ.
Обработка с ЧПУ часто используется для производства небольших количеств деталей, начиная от десятков до нескольких тысяч. Это быстрый и эффективный процесс, который не требует тех же инструментов настройки, что и методы литья. Помимо мелкосерийного производства, обработка с ЧПУ также может использоваться для создания прототипов деталей, которые в конечном итоге будут подвергаться литью под давлением или литью в песчаные формы, что позволяет проводить испытания и уточнять дизайн. Он также может быть использован для мостовой оснастки, а это означает, что при разработке пресс-форм для массового производства обработка с ЧПУ используется для временного изготовления производственных деталей.
По сравнению с ЧПУ, литье генерирует меньше отходов. В процессе литья используется только материал, необходимый для окончательной детали, с минимальным дополнительным металлом, протекающим через каналы, такие как литники, бегуны и ворота. Удаление лишнего материала и плавление его для повторного использования в других компонентах просто.
Однако, в отличие от обработки с ЧПУ, литье обеспечивает более ограниченный выбор материалов. Почти все сплавы совместимы с ЧПУ, тогда как диапазон металлических сплавов, подходящих для литья, более ограничен.
Процесс литья обычно занимает несколько недель от начала до конца. Как только формы подготовлены, сам процесс литья относительно быстр, что делает его пригодным для производства большого количества деталей. Однако, дизайн прессформы и подвергать механической обработке требуют некоторого времени выполнения. Хотя некоторые методы литья используют одноразовые формы, эти формы все еще нуждаются в проверке качества и обслуживании. С другой стороны, заливка формы использует постоянные прессформы, и по мере того как том части увеличивает, время и цена в части уменьшают.
Напротив, обработка с ЧПУ обеспечивает более высокую скорость производства, ускоряя оборот для мелкосерийных деталей. Нет необходимости ждать изготовления пресс-форм-требуются только модель CAD, программа CAM, станок с ЧПУ и опыт в начале производства деталей.
Повторение играет решающую роль в производстве, и процесс литья превосходит при производстве последовательных деталей. После того, как пресс-формы и процессы будут точно настроены, каждая деталь может быть изготовлена одинаково. Например, при литье под давлением алюминия допуски могут поддерживаться в пределах/-0,25 мм (до 25,4 мм). Для отливки точности, стандартные допуски отливки могут быть как небольшие как 0,01 дюйма (до 1 дюйма), и даже более небольшие на 0002 дюйма. Достигнутый уровень точности может варьироваться в зависимости от используемого материала. Например, допуски алюминиевого литья для литых деталей могут быть ниже по сравнению с обработанными алюминиевыми деталями. Однако, отливка цинка может достигнуть более плотных допусков. Вы можете обратиться к нашему сообщению для получения дополнительной информации о различиях между литьем алюминия и механической обработкой алюминия.
Обработка металла с ЧПУ также является очень повторяемым и точным процессом, способным достигать более жестких допусков, чем литье. Для стандартной обработки металла разумные ожидаемые допуски составляют 0025 миллиметра (0001 дюйма). Прецизионная обработка может производить детали с допусками до/-0,0002 дюйма с помощью конкретных процессов Runsom Precision.
Изменчивость спроса также является важным фактором. Если спрос колеблется или вам нужно только изредка производить дополнительные детали, обработка с ЧПУ часто является лучшим выбором. Обработка с ЧПУ обеспечивает более быстрое производство и производство по требованию, особенно с достижениями, вызванными цифровым преобразованием в производстве. Благодаря обработке с ЧПУ вы можете заказывать детали по мере необходимости, избегая рисков перепроизводства и избыточных запасов.
Напротив, если вы ожидаете большой спрос и готовитесь к производству, литье становится жизнеспособным вариантом. Литье хорошо подходит для деталей большого объема и обеспечивает более быстрый общий производственный процесс.
Если вы в настоящее время находитесь на стадии прототипа процесса проектирования, литье, как правило, не рекомендуется. Это связано с тем, что с каждым изменением дизайна вы несете расходы на воссоздание или настройку дорогостоящих форм. Это значительно увеличивает время выполнения заказа и затраты. На самом деле, стоимость литья под давлением прототипа может быть высокой. Хотя литье в песчаные формы, как правило, дешевле, нет значительного преимущества в производстве прототипов.
С другой стороны, обработка с ЧПУ, благодаря своей гибкости в адаптации к изменениям дизайна, является лучшим выбором для производства прототипов. Когда ваш дизайн все еще развивается, все, что вам нужно сделать, это изменить модель и обновить программу CAM-не нужно создавать новые формы или модифицировать существующие. Это может сэкономить время и ресурсы в процессе производства прототипа.
Итак, когда выбирать литье вместо обработки с ЧПУ или наоборот? Решение зависит от нескольких важных факторов: на каком этапе вы находитесь в процессе разработки, сколько деталей вам нужно, как спрос может колебаться и конкретная форма деталей.
В конце концов, оптимальный производственный процесс зависит от специфики вашей ситуации. У вас может быть уникальное сочетание требований, которые требуют творческого решения проблем, чтобы найти лучшее решение.
Как обсуждалось в этой статье, каждый способ изготовления имеет свои преимущества и недостатки. Рассматривая такие факторы, как форма детали, необходимое количество, стандарты качества и сроки проекта, вы можете принимать обоснованные решения для своего проекта. Фактически, ваш проект может даже выиграть от комбинации литья, обработки с ЧПУ и технологий точной обработки!
Если у вас есть какие-либо неопределенности или трудности в принятии решений, мы рекомендуем обратиться к нашей квалифицированной инженерной команде на HHC CNC подвергая механической обработке. Мы предоставляем надежные профессиональные услуги для обработки с ЧПУ и различных процессов литья, таких как литье под давлением,Отливка песка, отливка вклада, и вторичные подвергая механической обработке варианты. Наша цель-всегда помочь вам качественно производить продукцию по доступной цене.
Обсудите ваш проект с нами, и мы можем предложить эффективное руководство, которое поможет вам принять обоснованные решения или разработать интегрированные решения. Получите мгновенное ценовое предложение сейчас и испытайте наши индивидуальные производственные услуги для более быстрой, простой и эффективной доставки деталей.
English
français
Deutsch
Español
русский
tiếng việt
português
ไทย
العربية
فارسی
Malay
