In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf einige der Technologien und Materialien, die zur Herstellung von Teilen für die Produktion verwendet werden, ihre Vorteile, Dinge, die zu beachten sind, und vieles mehr.
Einführung
Die Herstellung von Teilen für die Produktion – auch bekannt als Teile für den Endverbrauch – bezieht sich auf den Prozess der Verwendung von Rohmaterialien zur Herstellung eines Teils, das für die Verwendung in einem Endprodukt konzipiert und hergestellt wird, im Gegensatz zu einem Prototyp oder Modell.Sehen Sie sich unseren Leitfaden anHerstellung erster Prototypenum mehr darüber zu erfahren.
Um sicherzustellen, dass Ihre Teile in einer realen Umgebung funktionieren – als Maschinenteile, Fahrzeugkomponenten, Verbraucherprodukte oder andere funktionale Zwecke – muss die Fertigung unter diesem Gesichtspunkt angegangen werden.Um Teile für die Produktion erfolgreich und effizient herzustellen, sollten Sie Materialien, Design und Produktionsmethoden berücksichtigen, um sicherzustellen, dass Sie die erforderlichen Funktions-, Sicherheits- und Qualitätsanforderungen erfüllen.
Materialauswahl für Produktionsteile
Übliche Materialien für Teile, die für die Produktion bestimmt sind, umfassen Metalle wie Stahl oder Aluminium, Kunststoffe wie ABS, Polycarbonat und Nylon, Verbundstoffe wie Kohlefaser und Glasfaser und bestimmte Keramiken.
Das richtige Material für Ihre Endverbrauchsteile hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung sowie von den Kosten und der Verfügbarkeit ab.Hier sind einige allgemeine Eigenschaften, die bei der Auswahl von Materialien zur Herstellung von Teilen für die Produktion zu berücksichtigen sind:
❖ Stärke.Materialien sollten stark genug sein, um den Kräften standzuhalten, denen ein Teil während des Gebrauchs ausgesetzt wird.Metalle sind gute Beispiele für starke Materialien.
❖ Haltbarkeit.Materialien sollten in der Lage sein, dem Verschleiß im Laufe der Zeit standzuhalten, ohne sich zu zersetzen oder zu zerbrechen.Verbundwerkstoffe sind sowohl für ihre Haltbarkeit als auch für ihre Festigkeit bekannt.
❖ Flexibilität.Abhängig von der Anwendung des endgültigen Teils muss ein Material möglicherweise flexibel sein, um Bewegungen oder Verformungen aufzunehmen.Kunststoffe wie Polycarbonat und Nylon sind für ihre Flexibilität bekannt.
❖ Temperaturbeständigkeit.Wenn das Teil beispielsweise hohen Temperaturen ausgesetzt wird, sollte das Material der Hitze widerstehen können, ohne zu schmelzen oder sich zu verformen.Stahl, ABS und Keramik sind Beispiele für Materialien, die eine gute Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Herstellungsverfahren für Teile für die Produktion
Vier Arten von Herstellungsmethoden werden verwendet, um Teile für die Produktion zu erstellen:
❖ Subtraktive Fertigung
❖ Additive Fertigung
❖ Metallumformung
❖ Gießen
Subtraktive Fertigung
Bei der subtraktiven Fertigung – auch bekannt als traditionelle Fertigung – wird Material von einem größeren Materialstück entfernt, bis die gewünschte Form erreicht ist.Die subtraktive Fertigung ist oft schneller als die additive Fertigung und eignet sich daher besser für die Massenproduktion in großen Stückzahlen.Es kann jedoch teurer sein, insbesondere wenn man die Werkzeug- und Einrichtungskosten berücksichtigt, und erzeugt im Allgemeinen mehr Abfall.
Zu den gängigen Arten der subtraktiven Fertigung gehören:
❖ CNC-Fräsen (Computer Numerical Control).Eine Art vonCNC-BearbeitungBeim CNC-Fräsen wird ein Schneidwerkzeug verwendet, um Material von einem massiven Block zu entfernen, um ein fertiges Teil zu erstellen.Es ist in der Lage, Teile mit hoher Genauigkeit und Präzision aus Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen herzustellen.
❖ CNC-Drehen.Das CNC-Drehen ist ebenfalls eine Art der CNC-Bearbeitung und verwendet ein Schneidwerkzeug, um Material von einem rotierenden Festkörper zu entfernen.Es wird normalerweise verwendet, um zylindrische Objekte wie Ventile oder Wellen zu erstellen.
❖ Blechbearbeitung.InBlechbearbeitung, wird ein flaches Blech nach einem Entwurf, normalerweise einer DXF- oder CAD-Datei, geschnitten oder geformt.
Additive Fertigung
Die additive Fertigung – auch bekannt als 3D-Druck – bezieht sich auf einen Prozess, bei dem Material auf sich selbst aufgetragen wird, um ein Teil zu erstellen.Es ist in der Lage, hochkomplexe Formen herzustellen, die sonst mit herkömmlichen (subtraktiven) Herstellungsverfahren unmöglich wären, erzeugt weniger Abfall und kann schneller und kostengünstiger sein, insbesondere bei der Herstellung kleiner Chargen komplexer Teile.Das Erstellen einfacher Teile kann jedoch langsamer sein als die subtraktive Fertigung, und die Auswahl an verfügbaren Materialien ist im Allgemeinen geringer.
Zu den gängigen Arten der additiven Fertigung gehören:
❖ Stereolithographie (SLA).SLA, auch als Harz-3D-Druck bekannt, verwendet UV-Laser als Lichtquelle, um ein Polymerharz selektiv auszuhärten und ein fertiges Teil zu erzeugen.
❖ Fused Deposition Modeling (FDM).Auch bekannt als Fused Filament Fabrication (FFF),FDMbaut Teile Schicht für Schicht auf, wobei geschmolzenes Material selektiv in einem vorgegebenen Pfad aufgetragen wird.Es verwendet thermoplastische Polymere, die in Filamenten vorliegen, um die endgültigen physischen Objekte zu bilden.
❖ Selektives Lasersintern (SLS).InSLS-3D-Drucksintert ein Laser selektiv die Partikel eines Polymerpulvers, verschmilzt sie miteinander und baut Schicht für Schicht ein Teil auf.
❖ Multi-Jet-Fusion (MJF).Als proprietäre 3D-Drucktechnologie von HPMJFkann konstant und schnell Teile mit hoher Zugfestigkeit, feiner Auflösung von Merkmalen und wohldefinierten mechanischen Eigenschaften liefern
Metallumformung
Bei der Metallumformung wird Metall durch Aufbringen von Kraft durch mechanische oder thermische Verfahren in eine gewünschte Form gebracht.Je nach Metall und gewünschter Form kann der Prozess heiß oder kalt erfolgen.Durch Metallumformung hergestellte Teile weisen typischerweise eine gute Festigkeit und Haltbarkeit auf.Außerdem entsteht in der Regel weniger Materialabfall als bei anderen Fertigungsformen.
Übliche Arten der Metallumformung sind:
❖ Schmieden.Metall wird erhitzt und dann durch Aufbringen von Druckkraft geformt.
❖ Extrusion.Metall wird durch eine Matrize gepresst, um eine gewünschte Form oder ein gewünschtes Profil zu erzeugen.
❖ Zeichnen.Metall wird durch eine Matrize gezogen, um eine gewünschte Form oder ein gewünschtes Profil zu erzeugen.
❖ Biegen.Metall wird durch eine aufgebrachte Kraft in eine gewünschte Form gebogen.
Gießen
Gießen ist ein Herstellungsverfahren, bei dem ein flüssiges Material wie Metall, Kunststoff oder Keramik in eine Form gegossen wird und sich in einer gewünschten Form verfestigen kann.Es wird verwendet, um Teile zu erstellen, die ein hohes Maß an Genauigkeit und Wiederholbarkeit aufweisen.Auch in der Großserienfertigung ist Gießen eine kostengünstige Wahl.
Gängige Arten des Gießens sind:
❖ Spritzguss.Ein Herstellungsverfahren, das zur Herstellung von Teilen verwendet wirdSchmelze einspritzenMaterial – oft Kunststoff – in eine Form.Anschließend wird das Material abgekühlt und verfestigt und das fertige Teil aus der Form ausgeworfen.
❖ Druckguss.Beim Druckguss wird geschmolzenes Metall unter hohem Druck in einen Formhohlraum gepresst.Druckguss wird verwendet, um komplexe Formen mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit herzustellen.
Design für die Herstellbarkeit und Teile für die Produktion
Design for Manufacturing oder Herstellbarkeit (DFM) bezieht sich auf eine technische Methode zur Erstellung eines Teils oder Werkzeugs mit einem Design-First-Fokus, das ein Endprodukt ermöglicht, das effektiver und kostengünstiger herzustellen ist.Die automatische DFM-Analyse von Hubs ermöglicht es Ingenieuren und Designern, Teile zu erstellen, zu iterieren, zu vereinfachen und zu optimieren, bevor sie hergestellt werden, wodurch der gesamte Fertigungsprozess effizienter wird.Durch die Konstruktion von Teilen, die einfacher herzustellen sind, können Produktionszeit und -kosten reduziert werden, ebenso wie das Risiko von Fehlern und Defekten in Endteilen.
Tipps zur Verwendung der DFM-Analyse zur Minimierung der Kosten Ihres Produktionslaufs
❖ Bauteile minimieren.Je weniger Komponenten ein Teil hat, desto geringer sind in der Regel die Montagezeit, das Risiko oder Fehlerrisiko und die Gesamtkosten.
❖ Verfügbarkeit.Teile, die mit verfügbaren Produktionsmethoden und -ausrüstungen hergestellt werden können – und die relativ einfache Designs aufweisen – sind einfacher und billiger herzustellen.
❖ Materialien und Komponenten.Teile, die Standardmaterialien und -komponenten verwenden, können dazu beitragen, Kosten zu senken, das Lieferkettenmanagement zu vereinfachen und sicherzustellen, dass Ersatzteile leicht verfügbar sind.
❖ Teileorientierung.Berücksichtigen Sie die Ausrichtung des Teils während der Produktion.Dies kann dazu beitragen, den Bedarf an Stützen oder anderen zusätzlichen Merkmalen zu minimieren, die die Gesamtproduktionszeit und -kosten erhöhen können.
❖ Hinterschneidungen vermeiden.Hinterschneidungen sind Merkmale, die verhindern, dass ein Teil leicht aus einer Form oder Vorrichtung entfernt werden kann.Das Vermeiden von Hinterschneidungen kann dazu beitragen, Produktionszeit und -kosten zu reduzieren und die Gesamtqualität eines fertigen Teils zu verbessern.
Die Kosten für die Herstellung von Teilen für die Produktion
Das Finden eines Gleichgewichts zwischen Qualität und Kosten ist der Schlüssel bei der Herstellung von Teilen, die für die Produktion bestimmt sind.Hier sind einige kostenbezogene Faktoren zu berücksichtigen:
❖ Materialien.Die Kosten der im Herstellungsprozess verwendeten Rohstoffe hängen von der Art des verwendeten Materials, seiner Verfügbarkeit und der erforderlichen Menge ab.
❖ Werkzeuge.Einschließlich der Kosten für Maschinen, Formen und andere Spezialwerkzeuge, die im Herstellungsprozess verwendet werden.
❖ Produktionsvolumen.Im Allgemeinen gilt: Je größer das Volumen der von Ihnen produzierten Teile ist, desto niedriger sind die Kosten pro Teil.Dies gilt insbesondere fürSpritzguss, das bei größeren Auftragsvolumina erhebliche Skaleneffekte bietet.
❖ Lieferzeiten.Teile, die für zeitkritische Projekte schnell produziert werden, verursachen oft höhere Kosten als Teile mit längeren Vorlaufzeiten.
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Die Quelle des Artikels:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+bearbeitung
Postzeit: 14. April 2023