Die Bedeutung der schnellen Bearbeitung in der Fertigung

Unternehmen, die Kunststoff- oder Metallteile entwerfen und herstellen, benötigen an einem bestimmten Punkt der Produktentwicklung häufig schnelle Bearbeitungsdienste.

Dieser Artikel untersucht die Vor- und Nachteile des Herstellungsprozesses und warum er so wichtig ist.

Was ist Schnellbearbeitung?

Rapid Machining ist die Bearbeitung von Teilen und Prototypen mit einem expliziten Fokus auf die Reduzierung der für die Herstellung von Teilen erforderlichen Zeit. Dies ist in der Regel eine CNC-Bearbeitung (einschließlich Fräsen, Drehen usw.), kann aber auch die manuelle Bearbeitung einfacher Teile umfassen.

Die Bearbeitung kann auf unterschiedliche Weise beschleunigt werden. Abhängig von den Kundenanforderungen kann die Schnellbearbeitung den verstärkten Einsatz von Maschinen mit hohem Drehmoment und Schrupptechniken beinhalten, um den Materialabtrag zu beschleunigen. Es kann sich auch um Materialien handeln, die einfach zu bearbeiten sind, wie Aluminiumlegierungen, anstatt Materialien, die mehr Bearbeitungszeit erfordern.

Obwohl sich dies nicht gegenseitig ausschließt, kann die schnelle Bearbeitung als Kontrapunkt zur Präzisionsbearbeitung angesehen werden, bei der Präzision und Detailgenauigkeit Vorrang vor Geschwindigkeit haben.

Vorteile und Nachteile

Rapid Machining ist ein unverzichtbares Werkzeug für Prototyping, Produktentwicklung, Kleinserienfertigung und kundenspezifische Teile. Es ist jedoch nicht für alle Fertigungsaufgaben geeignet.

Hier sind einige Vor- und Nachteile der Schnellbearbeitung:

Leistungen

Der schnellste Weg, Teile mit CNC-Bearbeitungsmaschinen herzustellen
Iterieren Sie schnell Prototypen, um die Produktentwicklung zu beschleunigen
Einfache Herstellung mehrerer Versionen eines Teils für mechanische Tests usw.
Schnellere Markteinführung
Macht Teile im Vergleich zu anderen Hochgeschwindigkeitsprozessen wie dem 3D-Druck stärker
Keine Mindestbestellmenge
Keine Werkzeuge oder Anlaufkosten
Kompatibel mit einer Reihe von Metallen und Kunststoffen
Auswahl an Oberflächenveredelungsoptionen
Skalierbar, da die CNC-Bearbeitung für die spätere Produktion geeignet ist

Die Unannehmlichkeiten

Geringere Qualität als Präzisionsbearbeitung
Weniger geometrische Freiheit als beim 3D-Druck
Langsamer als Gießprozesse für Großaufträge (über 100)

Wie beschleunigt die schnelle Bearbeitung die Produktentwicklung und verkürzt die Markteinführungszeit?

Rapid Machining ist seit Jahrzehnten ein beliebtes Verfahren für Produktdesigner, die ihr Produkt von einer Entwicklungsphase zur nächsten bringen möchten.

Schnell bearbeitete Prototypen können zum Testen und Bewerten verwendet werden, und es ist einfach, mehrere Iterationen eines Designs für Benchmarking herzustellen. Einige schnell bearbeitete Teile sind sogar für den Endverbrauch geeignet.

Es ist leicht einzusehen, warum sich Konstrukteure weiterhin der Schnellbearbeitung für Sofortteile zuwenden. Die meisten Teile werden heutzutage mit CAD-Software konstruiert und exportierte Konstruktionsdateien können mit minimaler Vorbereitung von CNC-Maschinen verarbeitet werden. Damit wird die Zeitspanne zwischen der Fertigstellung eines Prototyps und dem Erhalt des fertigen Teils überbrückt.

Und der Vorgang wird oft mehrmals wiederholt. Wenn Produktdesigner schnell bearbeitete Prototypen zum Testen bestellen, müssen sie ihre Entwürfe möglicherweise verfeinern und mehrere weitere Iterationen erstellen, bevor das Teil für die Produktion bereit ist.

Die schnelle maschinelle Bearbeitung liefert auch Prototypen, die in Qualität, mechanischer Leistung und Aussehen Endverbrauchsteilen ähneln. Andere Prototyping-Verfahren wie 3D-Druck und Handmontage haben ihre eigenen Vorteile, aber wenn ein Teil letztendlich mit einer CNC-Maschine hergestellt wird, ist ein bearbeiteter Prototyp offensichtlich repräsentativer für das fertig bearbeitete Teil.

Die Festlegung auf einen durchgängigen Fertigungsprozess bietet offensichtliche Zeitvorteile. Wenn ein 3D-gedruckter Prototyp in ein bearbeitbares Endanwendungsteil umgestaltet werden muss, wird dem Gesamtprozess ein ganz neuer Designschritt hinzugefügt. Für schnell bearbeitete Prototypen ist kein solcher Schritt erforderlich.

Ein Produktentwicklungs-Workflow mit Rapid Machining kann also etwa so ablaufen:

Konzept
CAD-Teiledesign
Frühe(r) konzeptionelle(r) Prototyp(en) durch schnelle maschinelle Bearbeitung
Testen und Bewerten
Funktionsprototyp(en) durch Schnellbearbeitung
Mechanische Prüfung und Bewertung
Vorproduktionsprototyp(en) durch Präzisionsbearbeitung
Präsentation, Marketing usw.
Produktion
Verteilung

Letztendlich verschafft eine schnellere Produktentwicklung und schnellere Markteinführung Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil und erhöht ihre Chancen auf Markterfolg.

Welche Qualität kann ich von der Schnellbearbeitung erwarten?

Die Schnellbearbeitung wird am häufigsten als Prototyping-Prozess verwendet. Daher sollten Kunden bedenken, dass es andere Optionen gibt (z. B. Präzisionsbearbeitung), die möglicherweise besser für hochdetaillierte Teile geeignet sind, die enge Toleranzen erfordern. Wie der Name schon sagt, priorisiert die Schnellbearbeitung die Geschwindigkeit gegenüber anderen Faktoren.

Abgesehen davon können mit der Schnellbearbeitung Teile und Prototypen in professioneller Qualität auf sehr hohem Niveau hergestellt werden.

Die Bestellung von Teilen bei einem Spezialisten für Schnellzerspanung ermöglicht es dem Kunden letztendlich, das erforderliche Qualitätsniveau festzulegen, die Toleranzen festzulegen und ein Material in geeigneter Qualität und Preis auszuwählen.

Lockere Toleranzen, einfache Konstruktionen und die Verwendung von Materialien mit hoher Zerspanbarkeit ermöglichen es Maschinenbedienern, Teile schneller herzustellen, wobei die Teilequalität weniger Priorität hat. Während der Prototypen- und Produktentwicklung ist dies normalerweise ein kluger Weg, da professionelle Maschinisten immer in der Lage sind, qualitativ hochwertige Teile herzustellen und dabei schnell zu arbeiten.

Wie AIXI bei der schnellen Bearbeitung hohe Geschwindigkeiten erreicht
Der Weg zur schnellen Bearbeitung lohnt sich nur, wenn der Zerspanungsbetrieb tatsächlich weiß, wie man es effizient macht – sonst muss der Kunde am Ende auf Qualität verzichten und hat keinen Nutzen.

AIXI ist Spezialist für Schnellbearbeitung und hat mehrere Techniken entwickelt, um schnell qualitativ hochwertige Teile zu erhalten.

Hier sind einige der Gründe, warum wir schneller schneiden als die Konkurrenz:

Es liegt in unserer Natur: AIXI wurde als Rapid-Prototyping-Unternehmen gegründet, und unser gesamtes Setup – von der Kundeninteraktion bis zur Fabrikhalle – ist für schnelle Bearbeitungszeiten optimiert, unabhängig vom Projekt.

Wir wissen, welche Maschinen zu verwenden sind: Unterschiedliche Projekte erfordern unterschiedliche Ausrüstungen, und die Schnellbearbeitung hat ihre eigenen speziellen Maschinenanforderungen. Für große Teile, die einen großen Materialabtrag erfordern, können wir eine 20-kW-Hochdrehmomentmaschine mit einer 12.000-U/min-Spindel verwenden; Für detaillierte Oberflächenveredelungen können wir eine Maschine mit niedrigerem Drehmoment und einer Spindel mit 24.000 U/min verwenden.

Wir wissen, wie man schnell schneidet: Eine schnelle Bearbeitung wird nicht erreicht, indem man so viel Material wie möglich auf einmal schneidet: Manchmal ist es schneller, mehrere flache Schnitte anstelle eines tiefen Schnitts zu machen. Die schnelle Bearbeitung umfasst die Auswahl des richtigen Schneidwerkzeugs und die Ausführung der richtigen Schnitte sowie die Verwendung von High-End-CAM-Software zur Bestimmung der effizientesten Werkzeugwege für einen Auftrag.

Enge Fristen: schnelle Bearbeitung oder 3D-Druck?

Der 3D-Druck hat die Landschaft des Prototypenbaus verändert, indem er es Benutzern ermöglicht, innerhalb weniger Stunden einzigartige Teile herzustellen. 3D-Drucker können sogar in Büros verwendet werden, wodurch der Bedarf an traditionellen Fabriken und Werkstätten reduziert wird.

Aufgrund der Geschwindigkeit und Einfachheit des 3D-Drucks wenden sich einige Produktentwickler automatisch der additiven Fertigung zu und nicht subtraktiven Verfahren wie der schnellen CNC-Bearbeitung, wenn die Zeit drängt.

Aber ist der 3D-Druck immer noch die beste Option für schnell drehende Teile?

Für das interne Prototyping gibt es wahrscheinlich keine bessere schnelle Lösung als den 3D-Druck, da 3D-Drucker für den Betrieb nur minimales Fachwissen erfordern und Teile in Stunden drucken können. Ein professioneller Schnellbearbeitungsservice kann jedoch schneller sein und bessere Ergebnisse liefern als ein vergleichbarer 3D-Druckservice.

Es gibt deutliche Parallelen zwischen Rapid Machining und 3D-Druck. Beide verwenden digitale Designs, die in G-Code umgewandelt werden, und beide sind All-in-One-Lösungen, die keine separaten Werkzeuge oder Maschinen erfordern.

Beachten Sie bei der Wahl zwischen Schnellbearbeitung und 3D-Druck die folgenden Faktoren:

Einige Teile sind schneller zu drucken; andere sind schneller zu bearbeiten
Obwohl der 3D-Druck schneller ist, kann es lange dauern, einen 3D-gedruckten Prototypen in ein fertig bearbeitetes Teil umzuarbeiten.
Metalle und Kunststoffe können mit derselben Bearbeitungsmaschine bearbeitet werden; 3D-Drucker drucken nur das eine oder andere
Bearbeitete Prototypen sind in der Regel näher am fertigen Teil als gedruckte Prototypen