CNC-Bearbeitungsanwendungen-Rapid-Werkzeuge

Rapid Tooling bezieht sich auf eine Reihe von Technologien und Techniken, mit denen Tools, Jigs, Armaturen oder Formen schnell gestaltet und hergestellt werden, die für die Herstellung von Endverbrauchsteilen benötigt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Werkzeugen, die Wochen oder Monate dauern können, beschleunigt die schnelle Werkzeuge den Prozess auf nur Tage oder Stunden. Diese Beschleunigung ermöglicht es den Herstellern, schneller auf Kundenanforderungen zu reagieren und Produkte schneller zu vermarkten. In diesem umfassenden Leitfaden untersuchen wir die Entwicklung schneller Werkzeuge, Schlüsseltechnologien, Anwendungen, Vorteile und Einschränkungen.

Die Ursprünge der schnellen Werkzeugverfolgung zurück in die späten 1980er Jahre und das Aufkommen schneller Prototyping -Technologien wie Stereolithographie und selektives Lasersintern. Diese ermöglichten eine schnelle Herstellung von Prototypteilen direkt aus 3D -CAD -Daten. Die Forscher realisierten, dass ähnliche Techniken auf Werkzeuge angewendet werden könnten, indem Prototypteile als Muster für Formen und Abgüsse verwendet werden. Das Gebiet der schnellen Werkzeuge wurde geboren und löste in den neunziger und 2000er Jahren die Forschung zu speziellen Methoden aus.

Fortschritte in der additiven Fertigung, der CAD-Software, der Simulationstools und der Hochgeschwindigkeits-CNC-Bearbeitung haben es ermöglicht, dass schnelle Werkzeuge weit verbreitet werden. Es ist eine Schlüsselkomponente der Verschiebung in Richtung agiler, flexibler Fertigungsworkflows. Schnelles Werkzeug ermöglicht iterative Design-Verfeinerungen, Produktion und Anpassung auf Nachfrage.

Es gibt eine Reihe von Ansätzen, die unter den Dach der schnellen Werkzeuge fallen. Hier sind einige der häufigsten:

- Direct AML: Metall -Additive -Herstellungsmethoden wie selektives Laserschmelzen können direkt gehärtete Werkzeugstahlformeinsätze aus CAD -Modellen erzeugen. Keine Muster erforderlich.

- Brückenwerkzeuge: Ein Prototyp-Teil wird 3D gedruckt und als Muster zum Erstellen eines Brückenwerkzeugs verwendet, eine kurzfristige Form aus maschinenbarem Wachs, Kunststoff oder Gips.

-Silikonkautschukformen: Prototypen werden verwendet, um Raumtemperaturen vulkanisierte Silikonkautschukform für Harzguss mit niedrigem Volumen zu erzeugen.

- Vakuumguss: Ähnlich wie Silikonformen, jedoch mit höheren Temperatur -Epoxidharzen für detailliertere Teile.

- Sprühmetallwerkzeug: Das Sprühen von geschmolzenem Metall auf CNC-Maschinen-Aluminium-Werkzeugmuster erzeugt Metallformen mit feinen Details.

- CNC-Bearbeitung: Mit Hochgeschwindigkeitsbearbeitung können Schimmelblöcke schnell aus Stahl, Aluminium oder anderen Metallen basierend auf 3D-CAD bearbeitet werden.

Jeder Prozess hat bestimmte Stärken, die auf Formmaterial, geometrischer Komplexität, Produktionsvolumen und Oberflächenbeschaffungsanforderungen basieren.

Anwendungsfälle und Anwendungen

Rapid Tools ist für viele Anwendungen in Branchen wie folgt vorteilhaft:

- Automobile - Testmodelle, Jigs, Vorrichtungen

- Luft- und Raumfahrt - Windkanalmodelle, Bodenunterstützungswerkzeuge

- Verbraucherprodukte - Verpackung, Spielzeug, Zahlen, Geräte

- Medizinische Operationshilfen, Führer, Implantate

- zahnärztliche - klare Aligner, Kronen, Brücken

- Elektronik - Fälle, Anschlüsse, Gehäuse

Es ermöglicht Ingenieuren, Konzepte zu bewerten, funktionelle Teile zu testen oder kurze Produktionsläufe zu generieren. Schnelles Werkzeug ist ideal für die iterative mechanische Entwicklung, bevor es sich zu harten Werkzeugen verpflichtet. Es ist auch kostengünstig für Nischenanwendungen oder maßgeschneiderte Produkte.

Es gibt viele Vorteile, die schnelle Werkzeuge im Vergleich zu herkömmlichen Methoden bietet:

- stark reduzierte Zeit - Tage gegen Wochen oder Monate

- niedrigere Kosten für niedrigere Volumina - Vermeiden Sie teures hartes Werkzeug

- Flexibilität für Design - Tools können schnell geändert werden

- Bridging - Ermöglicht produzierende Teile vor dem vollständigen Hard -Werkzeug

- Prototyping - Ermöglicht Funktionstests von Designs

- On -Demand -Produktion - Ermöglicht die Massenanpassung

Indem die Hersteller schneller die Toolierung erhalten, können sie mehr auf ihre Kunden reagieren. Der beschleunigte Zeitrahmen verringert auch das Entwicklungsrisiko.

Trotz der Vorteile hat Rapid Tooling einige Einschränkungen:

- Feature -Komplexität - weniger Details als harte Werkzeuge

- Dimensionsgenauigkeit- Typischerweise +/- 0,5% gegenüber +/- 0,1% für Hartinstrumente

- Produktionsvolumen - begrenzt auf Hunderte oder Tausende gegenüber hunderttausenden

- Materialien - beschränkt auf weniger Kunststoffe, Harze oder Metalle

- Haltbarkeit - Werkzeuge verschlechtern sich schneller als gehärteter Stahl

Rapid Tooling eignet sich am besten für kurze Läufe oder als Brückenvorgang vor den endgültigen Werkzeugen. Kritische Merkmale erfordern möglicherweise eine weitere Bearbeitung oder Poliere. Für die Massenproduktion hochkomplexer Teile wird immer noch herkömmliche Werkzeuge bevorzugt.

Die Rapid Tooling -Technologie wird neben Innovationen in der additiven Fertigung, fortschrittlichen Materialien und Designsoftware weiterentwickeln. Da die Werkzeuge schneller und günstiger werden, kann schnelles Werkzeug für weitere Anwendungen harte Werkzeuge verdrängen.

Einige Trends, die die Zukunft prägen:

- Direkter Metalldruck von Injektionsformen und -stirten mit feiner Auflösung und Oberflächenbeschaffung

- Neue Hochleistungskunststoffe und Legierungen für 3D-Druckformen

- Cloud-basierte Design-Tools für die einfachere Zusammenarbeit

- Automatisierte Nachbearbeitungsschritte zum Glätten und Abschluss

- Optimierung des maschinellen Lernens der Werkzeugdesign- und Herstellungsparameter

Mit solchen Verbesserungen wird sich schnelles Werkzeug wahrscheinlich von der Überbrückung in einen breiteren Mainstream -Gebrauch erweitern und in vielen Branchen eine größere Geschwindigkeit und Flexibilität ermöglichen.

Rapid Tooling hat sich von einer Nischenprototyping-Methode zu einer wesentlichen Aktivierungstechnologie für agile On-Demand-Herstellung entwickelt. Durch die Beschleunigung des Erstellungsprozesses des Werkzeugs von Monaten bis Tagen entsperren schnelle Werkzeuge höhere Reaktionsfähigkeit, niedrigere Kosten und höhere Anpassungsfähigkeit. Wenn sich die additiven Methoden und Materialien weiter voranzeigen, wird schnelle Werkzeuge zu einer noch wettbewerbsfähigeren Option als herkömmliche Werkzeuge in einer wachsenden Reihe von Produktionsanwendungen.