6 Métodos Comprovados para Prototipagem de Peças

Publicado em 12 de abr. de 2019 | Por Judy, Gerente de Projetos WayKen

A demonstração é sempre melhor que as palavras, a experiência é o caminho real. Embora pular a prototipagem durante o processo de design possa economizar tempo, é provável que desperdice mais tempo durante o desenvolvimento. Se as pessoas estão acostumadas a experimentar antes de comprar calças e fazer test-drive antes de comprar um carro, seria sensato testar seu design com peças de protótipo antes da fase de desenvolvimento.

Usinagem CNC para Peças de Protótipo

Não há uma única resposta sobre como fazer um protótipo e qual processo usar. A seguir, descreve-se um processo usado principalmente para processar protótipos no campo da prototipagem rápida – usinagem CNC. É diferente da impressão 3D e é manufatura subtrativa. Geralmente, o fornecedor recebe um projeto e passa pelas seguintes etapas.

1. Analisar os desenhos de processamento e determinar o processamento

De acordo com os desenhos de processamento fornecidos pelo cliente, a equipe pode analisar a forma, precisão dimensional, rugosidade superficial, material da peça, tipo de bruto e estado de tratamento térmico. Em seguida, seleciona a máquina-ferramenta, a ferramenta, determina o dispositivo de posicionamento e fixação, o método de processamento, a sequência de processamento e a quantidade de corte.

No processo de determinação do processo de usinagem, a função de instrução da máquina-ferramenta CNC usada deve ser totalmente considerada, e a eficiência da máquina-ferramenta deve ser totalmente utilizada para alcançar uma rota de processamento razoável, um pequeno número de passadas e um curto tempo de processamento.

2. Calcular razoavelmente o valor das coordenadas da trajetória da ferramenta

De acordo com as dimensões geométricas das peças usinadas e o sistema de coordenadas programado, a trajetória de movimento do centro do caminho é calculada para obter todos os dados de posição da ferramenta. Geralmente, o sistema de controle numérico tem funções de interpolação linear e circular. Para processamento de contorno de formas planas com formas simples (como peças compostas por linhas retas e arcos circulares), apenas o ponto inicial, ponto final e arco dos elementos geométricos precisam ser calculados. O centro do círculo (ou raio do arco), a interseção de dois elementos geométricos ou o valor da coordenada do ponto de tangência.

Se o sistema CNC não tem função de compensação de ferramenta, o valor da coordenada da trajetória de movimento do centro da ferramenta é calculado. Para peças com formas complexas (como peças consistindo de curvas não circulares e superfícies curvas), segmentos de linha reta (ou segmentos de arco) são necessários para aproximar a curva ou superfície real, e as coordenadas dos nós são calculadas de acordo com a precisão de usinagem requerida.

3. Escrever programa de usinagem CNC da peça

De acordo com a trajetória da ferramenta da peça, os dados de trajetória de movimento da ferramenta e os parâmetros de processo determinantes e ações auxiliares são calculados. O programador pode programar as peças de acordo com as instruções de função e formato de bloco especificados pelo sistema CNC. Ao escrever, deve-se notar: primeiro, a normatividade da escrita do programa deve ser fácil de expressar e comunicar; segundo, com base na total familiaridade com o desempenho e instruções das máquinas-ferramenta CNC usadas, as técnicas usadas em cada instrução e as habilidades de programação do segmento do programa.

4. Comprar materiais

Os materiais de usinagem gerais são metal e plástico. O metal é principalmente alumínio, aço inoxidável, chapa metálica, liga de magnésio, liga de titânio, etc. Materiais plásticos são ABS, PMMA, PC, PP, POM, etc.

5. Processo de usinagem CNC

A primeira etapa no processamento do material na máquina é o desbaste. O desbaste deve usar uma ferramenta maior o máximo possível para remover rapidamente uma grande quantidade de material da peça com grande quantidade de corte dentro da faixa de potência da máquina ou tolerância da ferramenta. Para evitar que a peça solte devido à vibração de corte durante o desbaste, deve ser verificada a tempo após a abertura e realinhada se necessário.
Para peças com cavidades complexas, devido à grande ferramenta usada para abertura e desbaste, uma grande quantidade de espaço residual permanece nos cantos, sendo necessário realizar desbaste secundário ou limpeza de cantos com ferramenta menor que a do desbaste. Quando a área de usinagem é relativamente grande, pode-se realizar semi-acabamento para reduzir o desgaste da ferramenta.
Para evitar corte excessivo, as etapas acima devem deixar margem suficiente e, finalmente, o processo de acabamento. Em circunstâncias normais, tente verificar na máquina-ferramenta, remova após passar no teste e prepare a próxima peça para processamento.

6. Acabamento

Há uma variedade de opções de acabamento para tratamento de superfície após usinar as peças CNC, incluindo chanfro manual, jateamento, polimento, pintura, serigrafia, galvanização, oxidação, etc.

Limpeza de cantos: Devido a defeitos congênitos na usinagem CNC, o ângulo de limpeza estrutural não pode ser totalmente alcançado. Quase todas as peças fresadas e gravadas precisam ser cinzeladas manualmente com ferramentas específicas, e então a relação de montagem é ajustada.

Alisamento: É parte do tratamento de superfície durante a produção de peças de protótipo. Geralmente, a peça precisa ser polida após ser usinada pela máquina CNC, porque a superfície da peça terá algumas rebarbas, marcas de ferramenta, etc. Papel de lixa é necessário para lixar e tem diferentes granulações. Quanto menor o número, mais grosso o grão, quanto maior o número, mais fino o grão.

Polimento: Geralmente, tanto PMMA quanto PC precisam ser polidos para atingir efeito transparente ou espelhado.

Jateamento: O jateamento pode remover rebarbas na superfície da peça (menores), fazer a superfície formar pequenos poros, preparar para processamento de superfície subsequente, formar camada de pressão na superfície e melhorar a resistência à fadiga superficial.

Pintura: A pintura spray tem efeito protetor e estético. O fornecedor colore de acordo com o número Pantone ou RAL dado pelo cliente.

Serigrafia: No processo em que você precisa imprimir o logotipo, pode escolher a cor.

Galvanização: É um processo de fixar um filme metálico na superfície de um metal ou outro material por eletrólise para prevenir oxidação do metal (como ferrugem), melhorar resistência ao desgaste, condutividade elétrica, reflectividade de luz, resistência à corrosão (sulfato de cobre, etc.) e melhorar a aparência estética.

Oxidação: É um processo amplo para superar defeitos de dureza superficial e resistência ao desgaste de liga de alumínio, expandir a faixa de aplicação e prolongar a vida útil.

Resumo

A usinagem CNC é o processo mais amplamente usado para prototipagem. Como fabricante profissional de protótipos, a WayKen se destaca na usinagem CNC de várias peças. Prazo curto, tolerâncias apertadas, preço moderado, entre em contato conosco para qualquer consulta.

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