5 Wege, wie CAD/CAM und CNC-Bearbeitung die Produktentwicklung revolutionieren

CAD/CAM-Programmierung und CNC-Bearbeitung stehen an der Spitze der modernen Produktentwicklung und verändern die Art und Weise, wie Produkte entworfen und hergestellt werden. Mit modellbasierter Definition, On-Demand-Produktion und Massenanpassung rationalisieren diese Technologien Arbeitsabläufe und sorgen für unvergleichliche Präzision und Effizienz. In diesem Artikel erfahren Sie, wie CAD/CAM und CNC-Bearbeitung die Produktentwicklung revolutionieren, vom Prototyping bis zur Präzisionsfertigung.

Von Bits zu Atomen: CNC-Bearbeitung im digitalen Zeitalter

Dieser Artikel beginnt mit einer Einführung, die einen Überblick darüber gibt, wie fortschrittliche Innovationen die Produktentwicklung verändern. Dann geht es um die CAD/CAM-Programmierung, wobei die modellbasierte Definition und die CNC-Programmierung behandelt werden. Als nächstes wird die mehrachsige Bearbeitung erörtert, wobei die größeren Freiheitsgrade und die Möglichkeiten für komplexes Prototyping hervorgehoben werden. Die Diskussion wird mit der fortschrittlichen Fertigung fortgesetzt, wobei der Schwerpunkt auf der On-Demand-Produktion und der Massenanpassung liegt. Anschließend wird im Abschnitt über die Entwicklung von Prototypen die Rolle der CNC-Bearbeitung bei der Erstellung von schnellen Prototypen untersucht. Der Artikel befasst sich auch mit Präzisionstoleranzen und geht auf die Fortschritte bei der Genauigkeit der CNC-Bearbeitung ein. Der Artikel schließt mit einem Ausblick auf die Zukunft der Produktentwicklung im Zeitalter der digitalen Fertigung und enthält einen Abschnitt mit häufig gestellten Fragen (FAQs), in dem wichtige Fragen zu CAD/CAM und CNC-Bearbeitung beantwortet werden.

Der Aufstand der fortschrittlichen Innovation hat die Art und Weise verändert, wie Artikel geplant und hergestellt werden. Die Fortschritte bei der computergestützten Konstruktion/CAM-Programmierung und der CNC-Bearbeitung (PC Numeric Control) haben es den Entwicklern und Spezialisten ermöglicht, sich Artikel auf phänomenale Weise vorzustellen und Prototypen zu erstellen. In diesem Artikel wird untersucht, wie Schlüsselmuster in der computergestützten Montage, z.B. die mehrachsige Bearbeitung und die modellbasierte Definition, den Prozess der Artikelentwicklung vereinfachen.

CAD/CAM-Software: Das Rückgrat der digitalen Fertigung

Modellbasierte Definition

Die Programmierung von computergestütztem Design ermöglicht es Modeschöpfern, 3D-Modelle von Teilen und Baugruppen in einem virtuellen Umfeld zu erstellen. Mit der modellbasierten Definition können alle anwendbaren Teile- und Baugruppendaten einschließlich Mathematik, Toleranzen, Materialien und Ergänzungen in das 3D-Modell eingefügt werden. Damit entfallen übergangsweise papierbasierte Zeichnungen, und die Hersteller können problemlos computergestützte Konstruktionsdaten für die CNC-Programmierung und -Bewertung importieren.

CNC-Programmierung

Computerunterstützte Designmodelle können in die CAM-Programmierung (PC-gestützte Montage) überführt werden, um Bearbeitungswege und G-Code-Programme zu erstellen. Im Gegensatz zur physischen Programmierung von Maschinen mechanisiert die CAM-Programmierung diese Interaktion und verringert die Fehlerquote. Sie ermöglicht es, komplexe Berechnungen mit Hilfe von mehrachsigen CNC-Maschinen effektiv zu bearbeiten. Bei der computergestützten Programmierung werden die Highlights des Computer Aided Design-Modells auf die Montageaktivitäten übertragen.

Multi-Achsen-Bearbeitung

Erhöhte Anzahl von Freiheitsgraden

Konventionelle 3-Achsen-CNC-Maschinen bewegen den Werkzeugkopf entlang der X-, Y- und Z-Tomahawks. Extra rotierende Tomahawks ermöglichen die Bearbeitung von nicht-linearen Profilen mit einer einzigen Einrichtung. Die 4- und 5-Achsen-Bearbeitung bietet mehr Möglichkeiten für die Bearbeitung komplexer Oberflächen. Die Teile müssen zwischen den einzelnen Arbeitsschritten nicht mehr umgerüstet werden, was die Rüstzeiten verkürzt und die Präzision weiter erhöht.

Komplexes Prototyping

Mit den Mehrachsenkapazitäten lassen sich hochkomplexe Formen, Weiterverarbeitungen und Prototypenteile ohne großen manuellen Aufwand direkt von PC-Modellen bearbeiten. Dies verkürzt die Vorlaufzeiten im Vergleich zu konventionellen subtraktiven Strategien mit Mehrfachanordnung. Komplexe Berechnungen, die noch vor kurzem eine umfangreiche manuelle Erstellung oder Projektierung erforderten, können jetzt mit einem einzigen Programm durchgeführt werden.

Digitale Fertigung

Erstellung auf Anfrage

Vorantreiben 3D-Druck und CNC-Bearbeitung Innovationen haben die Möglichkeit geschaffen, Produkte auf Anfrage zu produzieren. Online-Phasen stellen die Verbindung zwischen Herstellern und Produzenten her, so dass computergestützte Pläne vor Ort in tatsächliche Artikel umgewandelt werden können, wann und wo sie benötigt werden. Dies verringert die Kosten für die Lagerhaltung und die Vorlaufzeiten im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Paketen.

Massenanpassung

Die computergestützte Herstellung ermöglicht eine massenhafte Individualisierung, da die Artikel in einem enormen Umfang angepasst werden können. Grenzen wie Farbtöne, Materialien und mathematische Elemente können auf Anfrage geändert werden. In Verbindung mit der Mechanisierung ist die Fertigung auf Anfrage sowohl für die Herstellung von Großserien als auch für Kleinserien von besonders individuellen Artikeln geeignet.

Entwicklung von Prototypen

Die CNC-Bearbeitung beschleunigt den Entwicklungsprozess von Prototypen, indem sie eine schnelle Betonung ermöglicht. Pläne können schnell durch völlig zweckmäßige Prototypen demonstriert werden, bevor man sich auf zusätzliche kostspielige Geräte und Produktionsläufe konzentriert. Enge Fertigungstoleranzen garantieren, dass die Prototypen genau dem geplanten Zweck entsprechen. Die schnelle CNC-Bearbeitung verkürzt den Zyklus der Artikelentwicklung und ermöglicht es, dass neue Artikel durch einen produktiven Genehmigungs- und Lernprozess schneller auf den Markt kommen.

Präzisionstoleranzen

Die Fortschritte bei der CAM-Programmierung, den CNC-Steuerungen und den Bearbeitungsschwerpunkten haben die durch CNC-Bearbeitung erreichbaren Präzisionstoleranzen grundlegend weiterentwickelt. Engere Toleranzen, die sich denen der Infusionsformung annähern, ermöglichen es, komplexe Metallteile als Prototypen oder sogar effizient mit Hilfe von CNC zu fertigen, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist.

Fazit

Die Vermischung von fortschrittlichen Innovationen wie computergestütztes Design/CAM-Programmierung, CNC-Bearbeitung und die Herstellung von Zusatzstoffen stellt die Art und Weise, wie Artikel geplant und produziert werden, auf den Kopf. Sie hat eine Verlagerung hin zu verbreiteten, auf Anfrage erstellten Modellen ermöglicht, die den Prozess von der Planung bis zur Fertigung vereinfachen. Die mehrachsige CNC-Bearbeitung hat insbesondere die Möglichkeiten der exakten Bearbeitung von Berechnungen erweitert, wobei auch sehr komplexe Teile und Werkzeuge berücksichtigt werden. In Verbindung mit der Robotisierung ist eine intelligente Massenanpassung in großem Maßstab möglich. Da die Bearbeitungskapazitäten weiter zunehmen, wird die CNC-Bearbeitung immer mehr zu einer unverzichtbaren Strategie für die Herstellung von Prototypen bis hin zu mittelgroßen Serien. Die Synergien zwischen diesen fortschrittlichen Innovationen werden die Arbeitsprozesse in der Artikelentwicklung zusätzlich verbessern und die Anforderungen der Mechanik und des Marktes durch produktivere Genehmigungs-, Lern- und ständige Verbesserungszyklen schneller erfüllen.

FAQs:

F: Was sind die grundlegenden Vorteile der computergestützten Konstruktion/CAM-Programmierung?

• Die modellbasierte Definition rationalisiert die Produktion, indem sie Übergangszeichnungen überflüssig macht.
• Die robotergestützte CNC-Programmierung vermindert Fehler und rationalisiert Werkzeugwege.
• Komplexe Kalkulationen können mit einer einzigen Installationsanordnung bearbeitet werden.

F: Welche Arten von Elementen können mehrachsige CNC-Maschinen herstellen?

• Nicht-lineare Profile durch zusätzliche rotierende Tomahawks neben den üblichen 3 linearen Tomahawks.
• Unvorhersehbare Taschen, Löcher und geätzte Oberflächen durch gleichzeitige 5-Achsen- oder 5+2-Achsen-Bearbeitung.

F: Wie hat sich das fortgeschrittene Assembling auf die Kreationsmodelle ausgewirkt?

• Die Fertigung auf Anfrage senkt die Kosten, da die Artikel vor Ort hergestellt werden, wann und wo sie benötigt werden.
• Mass Customization in großem Maßstab ermöglicht es, Artikel durch Computerisierung für jeden Kunden individuell anzufertigen.

F: Welche Gegenstände sind für die CNC-Bearbeitung geeignet?

• Prototypen in verschiedenen Unternehmen zur Strukturierung und praktischen Genehmigung vor der Erstellung.
• Formen, Bissanzeiger und Apparate für den Zusammenbau verschiedener Produkte.
• Präzisionsbauteile für Luftfahrt, Klinik und Hardware.

F: Wie unterscheiden sich die Bearbeitungstoleranzen von den verschiedenen Zyklen?

A: Die CNC-Toleranzen sind zwar nicht ganz so eng wie beim Infusionsverfahren, aber sie haben sich wesentlich verbessert und nähern sich denen anderer subtraktiver Verfahren wie der Bearbeitung ohne Nachbearbeitung an.