4 Melhores Práticas Comprovadas para Sucesso em Prototipagem CNC

Prototipagem é etapa integral do ciclo de vida de produção que ajuda designers e engenheiros a garantir que seus designs de peças são totalmente validados e otimizados antes que a manufatura comece. Protótipos e mock-ups podem ser usados para demonstrar prova de conceito ou testar características específicas de material ou desempenho.

Independente da aplicação, prototipagem pode encurtar o ciclo de design, otimizar peças para funcionalidade de uso final, ajudar equipes de desenvolvimento de produto a antecipar desafios antes que causem redesigns caros, e encontrar oportunidades de redução de custo. Em última análise, prototipagem torna a produção mais eficiente e custo-efetiva.

Novas tecnologias estão refinando o processo de prototipagem. Manufatura aditiva, ou impressão 3D, por exemplo, levou ao desenvolvimento de prototipagem rápida, que permite engenheiros e equipes de produção criarem peças precisas e funcionais mais rápido e economicamente do que nunca.

Embora impressão 3D esteja se tornando mais comum para prototipagem rápida, usinagem CNC ainda é uma opção popular. Com ampla variedade de materiais capazes de suportar ambientes extremos, protótipos usinados podem ser úteis.

Aqui estão algumas melhores práticas de prototipagem para usinagem CNC.

Mantenha protótipos simples

Como metais podem suportar temperaturas e pressões muito mais altas que plásticos, metais usinados são usados para criar moldes e ferramentais usados em injeção de plástico e fundição sob pressão. Uma forma primária de manter custos de usinagem baixos é simplificar designs de protótipos.

Inclinação (draft), por exemplo, é vital para garantir que peças de fundição sob pressão e injetadas possam ser ejetadas de seus moldes sem dano. No entanto, inclinação requer usinagem complexa e demorada, que pode não ser necessária ou uso econômico de recursos durante a etapa de prototipagem.

Além disso, características como ângulos e undercuts requerem múltiplos setups ou ferramentas especializadas, ambos os quais podem aumentar significativamente o tempo de desenvolvimento e custo de produção para protótipos. Antes de submeter um protótipo, considere quais características são absolutamente necessárias para ver durante o desenvolvimento, e quais apenas aumentarão custo.

Projete com geometria da ferramenta em mente

Rotação é elemento central de como operações de usinagem CNC funcionam, e as qualidades axiais das ferramentas de corte ou da peça de trabalho devem ser consideradas na prototipagem CNC.

A maioria das ferramentas de corte são cilíndricas e têm comprimento de corte limitado, o que significa que todas as operações de corte terão o formato da ferramenta. Cantos internos e outras características terão portanto um raio, com raios maiores levando a tempos de máquina mais rápidos.

Características internas também podem requerer usinagem adicional ou mais complexa se o design das ferramentas de corte não for considerado no design da peça. Por exemplo, se a equipe quisesse verificar se as características de acoplamento externo de uma peça foram projetadas corretamente, eles deixariam de usinar as características internas e usinariam apenas o exterior. Prototipagem rápida em torno CNC — que envolve rotacionar a peça de trabalho mas não as ferramentas de corte — é excelente para parafusos e maçanetas, mas não adequada para peças que não são axisimétricas.

Use tolerâncias padrão

Tolerâncias mais apertadas podem requerer combinação de ferramentas de corte especializadas, usinagem detalhada ou gabaritos e fixadores adicionais para alcançar. Se tolerâncias mais apertadas são necessárias, o protótipo pode ser usado para mostrar o custo real de atingir estas restrições. Isso poderia levar a equipe a revisar o acúmulo de tolerâncias para ver se afrouxamento é uma opção.

Aumente volume do pedido

Devido ao setup envolvido, usinagem CNC tipicamente não é usada para pedidos de baixo volume, pois o custo por unidade pode ser bastante alto. Isso cria um problema potencial para equipes que buscam protótipos CNC de plástico ou metal. No entanto, uma estratégia é ver como cotações mudam quando pedidos de protótipo aumentam em algumas peças adicionais. Frequentemente, aumento no volume de produção reduz drasticamente preços por unidade sem gerar overhead significativo.

Prototipe com parceiro de manufatura experiente

Prototipagem é etapa crucial no ciclo de vida de produção que ajuda a garantir que designs de peças são totalmente otimizados antes que a manufatura comece. Usinagem CNC pode ser método altamente eficiente de prototipagem rápida, desde que equipes de produto atendam às demandas geométricas únicas do processo de usinagem e trabalhem para garantir que operações sejam simplificadas.

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