In questo articolo, daremo un'occhiata a molte delle tecnologie e dei materiali utilizzati per fabbricare parti per la produzione, i loro vantaggi, le cose da considerare e altro ancora.
introduzione
La produzione di parti per la produzione, note anche come parti per uso finale, si riferisce al processo di utilizzo di materie prime per creare una parte progettata e realizzata per essere utilizzata in un prodotto finale, anziché in un prototipo o modello.Consulta la nostra guida arealizzazione dei primi prototipiper saperne di più su questo.
Per garantire che le tue parti funzionino in un ambiente reale, come parti di macchinari, componenti di veicoli, prodotti di consumo o qualsiasi altro scopo funzionale, la produzione deve essere affrontata tenendo presente questo aspetto.Per produrre con successo ed efficienza parti per la produzione, è necessario prendere in considerazione i materiali, la progettazione e i metodi di produzione per assicurarsi di soddisfare i requisiti funzionali, di sicurezza e di qualità necessari.
Selezione dei materiali per le parti di produzione
I materiali comuni per le parti destinate alla produzione includono metalli come acciaio o alluminio, plastica come ABS, policarbonato e nylon, compositi come fibra di carbonio e fibra di vetro e alcune ceramiche.
Il materiale giusto per le tue parti di uso finale dipenderà dai requisiti specifici dell'applicazione, nonché dal suo costo e disponibilità.Ecco alcune proprietà comuni da considerare quando si selezionano i materiali con cui fabbricare parti per la produzione:
❖ Forza.I materiali devono essere abbastanza resistenti da resistere alle forze a cui una parte sarà esposta durante l'uso.I metalli sono buoni esempi di materiali resistenti.
❖ Durata.I materiali devono essere in grado di resistere all'usura nel tempo senza degradarsi o rompersi.I compositi sono noti sia per la durata che per la resistenza.
❖ Flessibilità.A seconda dell'applicazione della parte finale, potrebbe essere necessario che un materiale sia flessibile per adattarsi a movimenti o deformazioni.Le materie plastiche come il policarbonato e il nylon sono note per la loro flessibilità.
❖ Resistenza alla temperatura.Se la parte sarà esposta ad alte temperature, ad esempio, il materiale dovrebbe essere in grado di resistere al calore senza sciogliersi o deformarsi.Acciaio, ABS e ceramica sono esempi di materiali che presentano una buona resistenza alla temperatura.
Metodi di fabbricazione per le parti per la produzione
Quattro tipi di metodi di produzione vengono utilizzati per creare parti per la produzione:
❖ Manifattura sottrattiva
❖ Produzione additiva
❖ Formatura del metallo
❖ Colata
Produzione sottrattiva
La produzione sottrattiva, nota anche come produzione tradizionale, comporta la rimozione di materiale da un pezzo di materiale più grande fino al raggiungimento della forma desiderata.La produzione sottrattiva è spesso più veloce della produzione additiva, rendendola più adatta alla produzione in lotti di grandi volumi.Tuttavia, può essere più costoso, soprattutto se si considerano i costi di attrezzaggio e installazione, e generalmente produce più scarti.
I tipi comuni di produzione sottrattiva includono:
❖ Fresatura a controllo numerico computerizzato (CNC).Un tipo diLavorazione CNC, La fresatura CNC prevede l'utilizzo di un utensile da taglio per rimuovere il materiale da un blocco solido per creare una parte finita.È in grado di creare parti con elevati gradi di accuratezza e precisione in materiali come metalli, plastica e compositi.
❖ Tornitura CNC.Anche un tipo di lavorazione CNC, la tornitura CNC utilizza un utensile da taglio per rimuovere materiale da un solido rotante.Viene tipicamente utilizzato per creare oggetti cilindrici, come valvole o alberi.
❖ Fabbricazione di lamiere.Inlavorazione della lamiera, un foglio di metallo piatto viene tagliato o formato secondo un progetto, solitamente un file DXF o CAD.
Produzione di additivi
La produzione additiva, nota anche come stampa 3D, si riferisce a un processo in cui il materiale viene aggiunto sopra se stesso per creare una parte.È in grado di produrre forme molto complesse che sarebbero altrimenti impossibili con i metodi di produzione tradizionali (sottrattivi), genera meno scarti e può essere più veloce e meno costoso, soprattutto quando si producono piccoli lotti di parti complesse.La creazione di parti semplici, tuttavia, può essere più lenta rispetto alla produzione sottrattiva e la gamma di materiali disponibili è generalmente inferiore.
I tipi comuni di produzione additiva includono:
❖ Stereolitografia (SLA).Conosciuta anche come stampa 3D in resina, la SLA utilizza i laser UV come fonte di luce per polimerizzare selettivamente una resina polimerica e creare una parte finita.
❖ Modellazione a deposizione fusa (FDM).Conosciuta anche come fabbricazione di filamenti fusi (FFF),FDMcostruisce le parti strato dopo strato, depositando selettivamente il materiale fuso in un percorso prestabilito.Utilizza polimeri termoplastici che si presentano in filamenti per formare gli oggetti fisici finali.
❖ Sinterizzazione laser selettiva (SLS).InStampa 3D SLS, un laser sinterizza selettivamente le particelle di una polvere polimerica, fondendole insieme e costruendo una parte, strato dopo strato.
❖ Fusione a getto multiplo (MJF).Come tecnologia di stampa 3D proprietaria di HP,MJFpuò fornire costantemente e rapidamente parti con elevata resistenza alla trazione, risoluzione precisa delle caratteristiche e proprietà meccaniche ben definite
Formatura del metallo
Nella formatura del metallo, il metallo viene modellato nella forma desiderata applicando la forza attraverso metodi meccanici o termici.Il processo può essere sia a caldo che a freddo, a seconda del metallo e della forma desiderata.Le parti create con la formatura del metallo in genere presentano una buona resistenza e durata.Inoltre, in genere vengono creati meno rifiuti di materiale rispetto ad altre forme di produzione.
I tipi comuni di formatura del metallo includono:
❖ Forgiatura.Il metallo viene riscaldato, quindi modellato applicandogli una forza di compressione.
❖ Estrusione.Il metallo viene forzato attraverso uno stampo per creare la forma o il profilo desiderato.
❖ Disegno.Il metallo viene tirato attraverso uno stampo per creare la forma o il profilo desiderato.
❖ Piegatura.Il metallo viene piegato alla forma desiderata tramite una forza applicata.
Colata
La fusione è un processo di produzione in cui un materiale liquido, come metallo, plastica o ceramica, viene versato in uno stampo e lasciato solidificare nella forma desiderata.Viene utilizzato per creare parti caratterizzate da elevati gradi di precisione e ripetibilità.La colata è anche una scelta conveniente nella produzione di grandi lotti.
I tipi comuni di casting includono:
❖ Stampaggio ad iniezione.Un processo di fabbricazione utilizzato per produrre parti dainiettando fusomateriale - spesso plastica - in uno stampo.Il materiale viene quindi raffreddato e solidificato e il pezzo finito viene espulso dallo stampo.
❖ Pressofusione.Nella pressofusione, il metallo fuso viene forzato in una cavità dello stampo ad alta pressione.La pressofusione viene utilizzata per produrre forme complesse con elevata precisione e ripetibilità.
Progettazione per la producibilità e parti per la produzione
Progettazione per la produzione o producibilità (DFM) si riferisce a un metodo ingegneristico per creare una parte o uno strumento con un focus sulla progettazione, consentendo un prodotto finale più efficace ed economico da produrre.L'analisi DFM automatica di Hub consente a ingegneri e progettisti di creare, iterare, semplificare e ottimizzare le parti prima che vengano realizzate, rendendo più efficiente l'intero processo di produzione.Progettando parti più facili da produrre, è possibile ridurre i tempi e i costi di produzione, così come il rischio di errori e difetti nelle parti finali.
Suggerimenti per l'utilizzo dell'analisi DFM per ridurre al minimo i costi del ciclo di produzione
❖ Ridurre al minimo i componenti.In genere, minore è il numero di componenti di una parte, minore è il tempo di assemblaggio, il rischio o l'errore e il costo complessivo.
❖ Disponibilità.Le parti che possono essere prodotte con i metodi e le attrezzature di produzione disponibili, e che presentano un design relativamente semplice, sono più facili ed economiche da produrre.
❖ Materiali e componenti.Le parti che utilizzano materiali e componenti standard possono aiutare a ridurre i costi, semplificare la gestione della supply chain e garantire che le parti di ricambio siano facilmente disponibili.
❖ Orientamento della parte.Considerare l'orientamento della parte durante la produzione.Ciò può aiutare a ridurre al minimo la necessità di supporti o altre funzionalità aggiuntive che possono aumentare i tempi e i costi di produzione complessivi.
❖ Evitare sottosquadri.I sottosquadri sono caratteristiche che impediscono a una parte di essere facilmente rimossa da uno stampo o da un dispositivo.Evitare i sottosquadri può aiutare a ridurre i tempi e i costi di produzione e migliorare la qualità complessiva di una parte finale.
Il costo di produzione di parti per la produzione
Trovare un equilibrio tra qualità e costo è fondamentale nella produzione di parti destinate alla produzione.Ecco alcuni fattori relativi ai costi da considerare:
❖ Materiali.Il costo delle materie prime utilizzate nel processo produttivo dipende dal tipo di materiale utilizzato, dalla sua disponibilità e dalla quantità richiesta.
❖ Utensili.Compreso il costo di macchinari, stampi e altri strumenti specializzati utilizzati nel processo di produzione.
❖ Volume di produzione.In generale, maggiore è il volume dei pezzi prodotti, minore sarà il costo per pezzo.Questo è particolarmente vero perstampaggio a iniezione, che offre significative economie di scala per volumi di ordini maggiori.
❖ Tempi di consegna.Le parti prodotte rapidamente per progetti urgenti spesso comportano un costo maggiore rispetto a quelle con tempi di consegna più lunghi.
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La fonte dell'articolo：https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+lavorazione
Tempo di pubblicazione: 14 aprile 2023