I den här artikeln tar vi en titt på flera av de tekniker och material som används för att tillverka delar för produktion, deras fördelar, saker att tänka på och mer.
Introduktion
Tillverkning av delar för produktion – även känd som slutanvändningsdelar – hänvisar till processen att använda råvaror för att skapa en del som är designad och tillverkad för att användas i en slutprodukt, i motsats till en prototyp eller modell.Kolla in vår guide tilltillverkning av första prototyperför att lära dig mer om detta.
För att säkerställa att dina delar fungerar i en verklig miljö – som maskindelar, fordonskomponenter, konsumentprodukter eller något annat funktionellt syfte – måste tillverkningen hanteras med detta i åtanke.För att framgångsrikt och effektivt tillverka delar för produktion bör du överväga material, design och produktionsmetoder för att säkerställa att du uppfyller de nödvändiga funktions-, säkerhets- och kvalitetskraven.
Val av material för tillverkningsdelar
Vanliga material för delar avsedda för tillverkning inkluderar metaller som stål eller aluminium, plast som ABS, polykarbonat och nylon, kompositer som kolfiber och glasfiber och viss keramik.
Rätt material för dina slutanvändningsdelar beror på de specifika kraven för applikationen, såväl som dess kostnad och tillgänglighet.Här är några vanliga egenskaper att tänka på när du väljer material för tillverkning av delar för produktion:
❖ Styrka.Material bör vara tillräckligt starka för att motstå de krafter som en del kommer att utsättas för under användning.Metaller är bra exempel på starka material.
❖ Hållbarhet.Material ska kunna motstå slitage över tid utan att försämras eller gå sönder.Kompositer är kända för både hållbarhet och styrka.
❖ Flexibilitet.Beroende på tillämpningen av den sista delen kan ett material behöva vara flexibelt för att ta emot rörelse eller deformation.Plaster som polykarbonat och nylon är kända för sin flexibilitet.
❖ Temperaturbeständighet.Om detaljen till exempel kommer att utsättas för höga temperaturer bör materialet klara värmen utan att smälta eller deformeras.Stål, ABS och keramik är exempel på material som uppvisar god temperaturbeständighet.
Tillverkningsmetoder för delar för produktion
Fyra typer av tillverkningsmetoder används för att skapa delar för produktion:
❖ Subtraktiv tillverkning
❖ Additiv tillverkning
❖ Metallformning
❖ Casting
Subtraktiv tillverkning
Subtraktiv tillverkning – även känd som traditionell tillverkning – innebär att man tar bort material från ett större stycke material tills en önskad form uppnås.Subtraktiv tillverkning är ofta snabbare än additiv tillverkning, vilket gör den mer lämpad för serieproduktion i stora volymer.Det kan dock bli dyrare, särskilt när man överväger verktygs- och installationskostnader, och genererar generellt mer avfall.
Vanliga typer av subtraktiv tillverkning inkluderar:
❖ Dator numerisk styrning (CNC) fräsning.En typ avCNC-bearbetning, CNC-fräsning innebär att man använder ett skärverktyg för att ta bort material från ett massivt block för att skapa en färdig detalj.Den kan skapa delar med hög noggrannhet och precision i material som metaller, plaster och kompositer.
❖ CNC-svarvning.Även en typ av CNC-bearbetning, CNC-svarvning använder ett skärverktyg för att ta bort material från ett roterande fast ämne.Det används vanligtvis för att skapa föremål som är cylindriska, såsom ventiler eller axlar.
❖ Plåttillverkning.Iplåttillverkning, en platt metallplåt skärs eller formas enligt en ritning, vanligtvis en DXF- eller CAD-fil.
Additiv tillverkning
Additiv tillverkning – även känd som 3D-utskrift – hänvisar till en process där material läggs ovanpå sig själv för att skapa en del.Den kan producera mycket komplexa former som annars skulle vara omöjliga med traditionella (subtraktiva) tillverkningsmetoder, genererar mindre avfall och kan vara snabbare och billigare, särskilt när man producerar små partier av komplexa delar.Att skapa enkla delar kan dock vara långsammare än subtraktiv tillverkning, och utbudet av tillgängliga material är i allmänhet mindre.
Vanliga typer av additiv tillverkning inkluderar:
❖ Stereolitografi (SLA).Även känd som harts 3D-utskrift, använder SLA UV-lasrar som en ljuskälla för att selektivt härda ett polymerharts och skapa en färdig del.
❖ Fused Deposition Modeling (FDM).Även känd som fused filament fabrication (FFF),FDMbygger delar lager för lager, selektivt avsätter smält material i en förutbestämd bana.Den använder termoplastiska polymerer som kommer i filament för att bilda de slutliga fysiska föremålen.
❖ Selektiv lasersintring (SLS).ISLS 3D-utskrift, sinter en laser selektivt partiklarna i ett polymerpulver, smälter samman dem och bygger en del, lager för lager.
❖ Multi Jet Fusion (MJF).Som HP:s egenutvecklade 3D-utskriftsteknik,MJFkan konsekvent och snabbt leverera delar med hög draghållfasthet, fin funktionsupplösning och väldefinierade mekaniska egenskaper
Metallformning
Vid metallformning formas metall till en önskad form genom att applicera kraft genom mekaniska eller termiska metoder.Processen kan vara antingen varm eller kall, beroende på metall och önskad form.Delar skapade med metallformning har vanligtvis god styrka och hållbarhet.Dessutom skapas vanligtvis mindre materialavfall än med andra former av tillverkning.
Vanliga typer av metallformning inkluderar:
❖ Smide.Metall värms upp och formas sedan genom att applicera tryckkraft på den.
❖ Extrudering.Metall tvingas genom en form för att skapa en önskad form eller profil.
❖ Ritning.Metall dras genom en form för att skapa en önskad form eller profil.
❖ Böjning.Metall böjs till önskad form med en applicerad kraft.
Gjutning
Gjutning är en tillverkningsprocess där ett flytande material, såsom metall, plast eller keramik, hälls i en form och får stelna till en önskad form.Det används för att skapa delar som har hög noggrannhet och repeterbarhet.Gjutning är också ett kostnadseffektivt val vid storproduktion.
Vanliga typer av gjutning inkluderar:
❖ Formsprutning.En tillverkningsprocess som används för att tillverka delar avinjicera smältmaterial – ofta plast – i en form.Materialet kyls sedan och stelnar, och den färdiga delen kastas ut ur formen.
❖ Pressgjutning.Vid pressgjutning tvingas smält metall in i en formhålighet under högt tryck.Pressgjutning används för att producera komplexa former med hög noggrannhet och repeterbarhet.
Design för tillverkningsbarhet och delar för produktion
Design för tillverkning eller tillverkningsbarhet (DFM) hänvisar till en ingenjörsmetod för att skapa en del eller ett verktyg med design-först fokus, vilket möjliggör en slutprodukt som är mer effektiv och billigare att producera.Hubs automatiska DFM-analys gör det möjligt för ingenjörer och designers att skapa, iterera, förenkla och optimera delar innan de tillverkas, vilket gör hela tillverkningsprocessen mer effektiv.Genom att designa delar som är enklare att tillverka kan produktionstid och kostnader minskas, liksom risken för fel och defekter i slutliga delar.
Tips för att använda DFM-analys för att minimera kostnaderna för din produktionskörning
❖ Minimera komponenter.Vanligtvis gäller att ju färre komponenter en del har, desto lägre blir monteringstiden, risken eller felet och den totala kostnaden.
❖ Tillgänglighet.Delar som kan tillverkas med tillgängliga produktionsmetoder och utrustning – och som har relativt enkel design – är enklare och billigare att tillverka.
❖ Material och komponenter.Delar som använder standardmaterial och -komponenter kan hjälpa till att minska kostnaderna, förenkla hanteringen av leveranskedjan och säkerställa att reservdelar är lättillgängliga.
❖ Delorientering.Tänk på orienteringen av delen under produktionen.Detta kan hjälpa till att minimera behovet av stöd eller andra ytterligare funktioner som kan öka den totala produktionstiden och kostnaden.
❖ Undvik underskärningar.Underskärningar är funktioner som förhindrar att en del enkelt tas bort från en form eller fixtur.Att undvika underskärningar kan bidra till att minska produktionstid och kostnader, och förbättra den övergripande kvaliteten på en sista del.
Kostnaden för att tillverka delar för produktion
Att hitta en balans mellan kvalitet och kostnad är nyckeln vid tillverkning av delar avsedda för produktion.Här är flera kostnadsrelaterade faktorer att ta hänsyn till:
❖ Material.Kostnaden för råvaror som används i tillverkningsprocessen beror på vilken typ av material som används, dess tillgänglighet och den mängd som krävs.
❖ Verktyg.Inklusive kostnader för maskiner, formar och andra specialiserade verktyg som används i tillverkningsprocessen.
❖ Produktionsvolym.Generellt gäller att ju större volym delar du producerar, desto lägre blir kostnaden per del.Detta gäller särskiltformsprutning, vilket ger betydande stordriftsfördelar för större ordervolymer.
❖ Ledtider.Delar som produceras snabbt för tidskänsliga projekt har ofta en högre kostnad än de med längre ledtider.
Få en omedelbar offertför att jämföra prissättning och ledtider för dina produktionsdelar.
Källan till artikeln:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Posttid: 2023-apr-14