Что такое быстрое прототипирование с ЧПУ и как оно работает?

Что такое быстрое прототипирование с ЧПУ и как оно работает?



Если вы когда-нибудь посещали магазин в старших классах или смотрели эпизод того, как он сделан, у вас, вероятно, есть представление о том, как работают токарные станки и другие металлообрабатывающие станки. По мере того как технологии и компьютеры совершенствовались с течением времени, появилась новая высокоточная технология производства с компьютерным управлением, называемая быстрым ЧПУ макетирования породил

Станки с ЧПУ, или станки с числовым программным управлением, представляют собой электромеханические устройства, которые могут манипулировать инструментами вокруг различного числа осей, обычно 3 или 5, с высокой точностью на инструкцию из компьютерной программы. быстрый ЧПУ макетирования Это один из двух способов, которыми инженеры, машинисты или производители могут создавать физическую часть из файла компьютерного дизайна, а другой является 3D-печать, известная как аддитивное производство.

Контраст между этими двумя методами резко. Быстрое прототипирование с ЧПУ, как и другие процессы механической обработки, является процессом вычитания, при котором материал удаляется из заготовки, а 3D-печать - это аддитивный процесс, по существу работающий в обратном порядке.

Первые станки с ЧПУ были разработаны в 1940 и 50 и основывались главным образом на технике хранения данных, известной как «перфорированная лента». «Код» для управления станками вручную перфорировался в карту данных и передавался в систему, которая затем интерпретировать эти данные. Излишне говорить, что эти ранние машины были зачаточными, и их функциональность была ограничена.

Быстрые технологии создания прототипов с ЧПУ быстро росли, поскольку технологические возможности только усилились в конце 20-го века - что подводит нас к тому, как работают современные станки с ЧПУ.

Как упоминалось ранее, быстрая обработка с ЧПУ - это способ преобразования заготовки из материала, такого как алюминий, сталь или титан, в готовое изделие или деталь. Станки с ЧПУ полагаются на цифровые инструкции, в частности, G-код. До появления современных программ автоматизированного производства (CAM) и программ автоматизированного проектирования (CAD), таких как Autodesk Fusion 360, машинисты вручную писали G-код для управления этими машинами. Сегодня CAM-программы позволяют вам брать трехмерную модель и автоматически генерировать G-код, который будет управлять машиной с минимальными затратами.

Когда вы сравните возможности автоматического быстрого прототипирования с ЧПУ с ручной альтернативой, такой как токарные станки и другие методы обработки, вы увидите преимущества. Станки с ЧПУ просто работают быстрее с более высокой точностью и точностью, одновременно позволяя преобразовать цифровой дизайн в физическую часть.

Станки с ЧПУ точны и измеряются в тысячах дюймов, называемых ты. Стандартное быстрое прототипирование с ЧПУ может обеспечить допуски на детали около ± 0.005 ″, тонкая обработка может дать допуски ± 0.001 ″, а специализированные процессы, такие как полировка, могут обеспечить повторяемые допуски, такие же жесткие, как ± 0.00005 ″. Для справки: человеческий волос имеет толщину .00069 дюймов.

Теперь, когда у нас есть основы быстрого прототипирования с ЧПУ, мы можем начать копаться в тонкостях, которые существуют внутри.

Многие конструкции или конкретные процессы обработки требуют использования нескольких инструментов для выполнения надрезов. Один инструмент не работает универсально. Для этого машинисты часто создают библиотеки цифровых инструментов, которые взаимодействуют с физическим станком с ЧПУ. Эти машины, часто стоившие сотни тысяч долларов, могут автоматически переключать инструмент, когда на них указывают их цифровые инструкции, что позволяет им стать рабочими лошадками.

Базовые станки с ЧПУ будут перемещаться по одной или двум осям, называемым осью X и Y, а затем третьей осью Z, в которой вы услышите термин ось 2.5, что означает, что только две оси движутся вместе, а не все 3. Вы часто будете слышать термины станки с ЧПУ 2.5, 3-ось и 5-ось, которые просто относятся к степеням свободы, в которых станок может выполнять резку. Трехосный станок может перемещаться по осям x, y и z- ось, тогда как станок с осью 5 может перемещаться по этим осям 3 вместе с осью вращения 2. Как вы можете себе представить, возможности производства на станках с осью 5 практически безграничны. Раньше станки с осью 5 предназначались для высокоточной работы, но, поскольку они стали более доступными, они быстро становятся стандартом во многих магазинах.

Для понимания основ того, как материал удаляется со склада в станках с ЧПУ, нужно понять три технологии обработки.

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ