CNC-töötlemine vs süstpressimine automatiseerimise kinnitusvahendite ja väikeseerias korpuste jaoks: kus asub murdepunkt

Kas sinu tellimus on CNC ja pressimise murdepunktist allpool või ülalpool?

Alusta kogusest, sest murdepunkt ei ole fikseeritud number. CNC-töötlemist kirjeldatakse ökonoomseina ühest detailist kuni umbes 1,000 ühikuni ilma pressimise nõutava tööriistainvesteeringuta¹, ja teine allikas paigutab CNC parima sobivuse vahemikku 1 kuni 500 ühikut⁸.

Üleminek süstpressimisele on teatatud olevat umbes 500 kuni 2,000 ühiku juures ja see liigub koos detaili keerukuse ja vormi kuluga¹⁴. Vormi kulu on hoob, mis seda liigutab.

Lihtsa vormi hinnaks on $3,000 kuni $10,000 ja keeruka oma $20,000 kuni $50,000+¹⁴. Just see vahemik on põhjus, miks sama tellimuskogus võib ühel teel olla ökonoomne ja teisel mitte: odav vorm tasub end ära vahemiku alguses, kallis lõpus.

Allika enda aritmeetika teeb selle käegakatsutavaks — kui CNC detail maksab $15, vorm $8,000 ja pressitud detail $0.50, langeb tasuvuspunkt ligikaudu 550 ühiku juurde¹⁴. Nii ei ole esimene kontroll küsimus „kui palju detaile“, vaid „kui palju detaile millise vormi juures“.

Küsi vormi hinnapakkumus enne, kui eeldad, et mahus võidab pressimine.

Kas sinu ajakava mahub tööriistad, proovivõtu ja DFM-iteratsioonid?

Kui tähtaeg on pingeline, jääb pressimine tavaliselt kõrvale juba enne kulust rääkimist. Süstpressimise tarneajaks on teatatud 2 kuni 6+ nädalat ja selle aja võtavad ära tööriista konstruktsiooni iteratsioonid, tööriista töötlemine ja montaaž ning T0/T1 prooviseeriad, mitte pressimistsükkel ise⁷.

CNC-töötlemise tarneajaks on teatatud 1 kuni 10 päeva, kusjuures kulgu määravad seadistus, tööriistateed ja materjali eemaldamine⁷. Kiirprototüüpimine on selles kogumis kiireim valik: 3D-printimise tarneajaks on teatatud samast päevast kuni 3 päevani, kusjuures peidetud kulgu mõjutavad järjekorraaeg ja järeltöötlus^{7 10} (tarnija esitatud näitaja).

See teeb sellest tagavaravariandi, kui kinnitusvahendit või korpust on vaja selle nädala liinikatseks ja konstruktsioon võib veel muutuda. Üks tarnija teatab CNC-prototüüpide tarneajaks nii kiire kui 1 päev standardse tarneajaga 3 kuni 5 päeva¹² ning keerukate 5-teljeliste prototüüpide puhul nii kiire kui 1 kuni 3 päeva¹⁰.

Need on selle tarnija enda näitajad, mitte turu võrdlusalus — küsi igalt töötlemistsehilt selle pakutud kuupäeva oma geomeetria kohta.

Võrdle ettemakstud tööriista- ja seadistuskulu detaili hinnaga sinu koguse juures

Kaks teed koormavad kulu erinevalt ette ja just see erinevus otsustab võrdluse. CNC-l on madal seadistuskulu tänu otsesele CAD-CAM-programmeerimisele, samas kui pressimine koormab ette vormi, mis tasub end ära alles üle murdepunkti⁸.

Üks allikas paigutab pressimise tööriistad $10,000 kuni $100,000+ enne esimese detaili valmimist, võrreldes nullilähedase tööriistakuluga väikeseeria CNC puhul⁶. CNC ei ole siiski mastaabimõjudest vaba.

Suuremahulist CNC-töötlemist defineeritakse üldiselt alates 1,000 detailist ja ühiku kulu võib seal väikeseeria vastu langeda 50–80%, kui seadistus ja automatiseerimine on amortiseeritud¹⁶. See on kulude vähenemine CNC sees, mitte põhjus pressimisele üle minna — see kitsendab vahet, mille vorm peab sulgema.

Oma RFQ jaoks küsi vormi hinda ja pressitud detaili hinda eraldi, seejärel võrdle kogusummat oma koguse juures CNC kogusummaga. Ilma pressimispakkumise mõlema pooleta ei saa murdepunkti arvutada.

Kas protsess hoiab tolerantsi ja viimistluse, mida kinnitusvahend vajab?

Täpsus on koht, kus teed kõige selgemalt eralduvad. CNC-töötlemine hoiab teatatult tolerantse ±0.005 mm kuni ±0.05 mm pinnaviimistlusega Ra 1.6 kuni 3.2 µm⁸.

Pressimist ei võrrelda nendes allikates samal alusel, seega tuleb pressitud korpuse tolerantsiküsimus suunata pressijale. Partii suurus ei muuda CNC puhul teatatult tulemust.

Üks tarnija väidab, et viie prototüübi partii saab sama ±0.003 mm täpsuse ja CMM-kontrolli kui 1,000 detaili seeria¹⁰. Kui see sinu tarnija puhul kehtib, saab prototüübi kinnitusvahendit ja tootmisseeriat kontrollida sama joonise järgi.

Ära käsitle neist ühtegi tagatud võimekusena. Allikad on CNC tolerantsi osas vastuolus — ±0.005 kuni ±0.05 mm⁸, ±0.003 mm¹⁰, ±0.0005 in kriitiliste detailidega ±0.0001 in¹⁶ ja kuni ±0.001 in keerukate detailide puhul³⁰.

Pane oma kõige rangem detail joonisele ja palu töötlemistsehilt kirjalikku kinnitust.

Kas saad materjali oma koguses osta ja kas protsess hoiab selle omadused?

Materjali kättesaadavus võib kogukulu võrdluse täielikult üles kaaluda. Kui väikeseeria on konkreetses klaaskiuga tugevdatud nailonis, ei pruugi süstpressimiseks vaigu graanulite 500 kg minimaalse tellimuskoguse ostmine mõistlik olla, samas kui CNC-töötlemine lubab osta ühe plastvarda²².

Kui sinu korpus või kinnitusvahend kasutab väikeses koguses konstruktsiooniplasti, võib see miinimumkogus välistada pressimise juba enne hinna arvestamist. Kaks teed erinevad ka selles, milliseks materjal lõpuks saab.

CNC-töödeldud plastid, mis on lõigatud toorikutest, pakuvad teatatult isotroopset mehaanilist tugevust, samas kui süstpressitud detailidele võivad jääda polümeeri voolust tingitud keevisjooned ja anisokroopne tugevus²². Kinnitusvahendi puhul, mis kannab koormust rohkem kui ühes suunas, on sellel vahel tähtsust.

Kõrge jõudlusega plastid lisavad oma piirangu. PEEK-i spetsifitseeritakse tugevuse, termilise vastupidavuse ja keemilise stabiilsuse tõttu, kuid selle töötlemine võib põhjustada kõverdumist, servade kahjustusi, sisepingeid või mõõtmete ebastabiilsust, mis ilmneb pärast kontrolli²⁰.

Selle sulamistemperatuur umbes 341°C tähendab, et lõikamissoojus ei haju kiiresti²⁴. Kui määrad PEEK-i, küsi töötlemistsehilt, kuidas ta lõikamistemperatuuri kontrollib ja kas ta kontrollib stabiilsust pärast töötlemist.

Kas protsess suudab teha sisemised detailid ja keermed, mida kinnitusvahend vajab?

CNC suudab toota keerukaid geomeetriaid ja rangeid tolerantse ilma vormide või tööriistadeta, kuid seda piirab sügavate või kitsaste detailide puhul tööriista ligipääs³⁰. See on piirang, mille ümber tuleb kavandada sügavate taskutega või sisemiste kanalitega kinnitusvahendit.

Praktilised reeglid puudutavad seadistusi ja tööriistavaru. Kavanda minimaalsete seadistustega, nii et detailidele pääseb ligi võimalikult vähestest orientatsioonidest, ning standardiseeri keermed, avade suurused ja siseradiused laos olevate tööriistade järgi⁶.

Iga lisaorientatsioon on veel üks seadistus ja iga mittestandardne keere või raadius on veel üks tööriist. Kiirprototüüpimisel on kolmest kõige laiem projekteerimisvabadus: 3D-printimist kirjeldatakse kasulikuna keerukate geomeetriate ja kiirete iteratsioonide jaoks, ehkki mitte kulutõhusana seeriatootmises¹¹.

Kui korpusel on geomeetria, milleni CNC ei pääse, ongi see juhtum, kus printimine oma koha väärib — prototüübi või väikeseeria detailina, mitte tootmisteena.

Määra kontrolli ja dokumentatsiooni ulatus enne RFQ saatmist

Prototüübi- ja tootmistellimusi hinnastatakse erineval kvaliteedialusel, seega nende ühendamine ühte päringusse kutsub esile pakkumise, mis ei sobi kummagagi. Prototüübi RFQ-d katavad tavaliselt 1 kuni 50 ühikut ainult CTQ-kontrolliga, samas kui tootmise RFQ-d nõuavad protsessi stabiilsust, SPC-kontrolli ja FAI, CMM, MTR ning SPC andmeid¹².

Ütle, millist neist sa ostad.

• ✓Märgi tellimus kas prototüübina (1–50 ühikut, ainult CTQ mõõdud) või tootmisena (FAI, CMM, MTR, SPC andmed)
• ✓Nimeta CTQ mõõdud ja tolerants, mida igaüks peab hoidma, selle asemel et viidata kogu joonisele
• ✓Küsi vormi hinda ja pressitud detaili hinda eraldi, kui pressimine on kaalumisel
• ✓Kinnita töötlemistsehi pakutud tarneaeg oma geomeetria kohta, mitte tema avaldatud standard
• ✓PEEK-i või täiteainega plastide puhul küsi, kuidas lõikamistemperatuuri kontrollitakse ja kuidas stabiilsust pärast töötlemist kontrollitakse

Kus allikad on CNC tolerantsi ja mahu osas vastuolus

Kaks näitajat, millele kõige rohkem tugined, — CNC tolerants ja CNC ökonoomne maht — ei ole nendes allikates üheselt kindlaks tehtud. Hoia mõlemad seisukohad nähtaval ja kontrolli oma joonise vastu, selle asemel et valida mugavaim number.

Before you request a quote

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.