Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét một số công nghệ và vật liệu được sử dụng để sản xuất các bộ phận để sản xuất, lợi ích của chúng, những thứ cần xem xét, v.v.
Giới thiệu
Các bộ phận sản xuất để sản xuất-còn được gọi là các bộ phận sử dụng cuối-đề cập đến quá trình sử dụng nguyên liệu thô để tạo ra một phần được thiết kế và sản xuất để sử dụng trong một sản phẩm cuối cùng, trái ngược với một mẫu hoặc mô hình. Kiểm tra hướng dẫn của chúng tôi để sản xuất các nguyên mẫu ban đầu để tìm hiểu thêm về điều này.
Để đảm bảo các bộ phận của bạn hoạt động trong môi trường trong thế giới thực-vì các bộ phận máy móc, các thành phần xe, sản phẩm tiêu dùng hoặc bất kỳ mục đích chức năng nào khác-cần phải tiếp cận với điều này. Để sản xuất thành công và hiệu quả các bộ phận để sản xuất, bạn nên xem xét các vật liệu, thiết kế và phương pháp sản xuất để đảm bảo bạn đáp ứng các yêu cầu về chức năng, an toàn và chất lượng cần thiết.
Chọn vật liệu cho các bộ phận sản xuất
Các vật liệu phổ biến cho các bộ phận có nghĩa là để sản xuất bao gồm các kim loại như thép hoặc nhôm, nhựa như ABS, polycarbonate và nylon, vật liệu tổng hợp như sợi carbon và sợi thủy tinh và một số gốm sứ.
Tài liệu phù hợp cho các bộ phận sử dụng cuối của bạn sẽ phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng, cũng như chi phí và tính khả dụng của nó. Dưới đây là một vài thuộc tính phổ biến cần xem xét khi chọn vật liệu để sản xuất các bộ phận để sản xuất:
Sức mạnh. Vật liệu phải đủ mạnh để chịu được các lực lượng mà một phần sẽ được phơi bày trong quá trình sử dụng. Kim loại là ví dụ tốt của vật liệu mạnh.
Độ bền. Vật liệu sẽ có thể chịu được hao mòn theo thời gian mà không bị suy giảm hoặc phá vỡ. Vật liệu tổng hợp được biết đến với cả độ bền và sức mạnh.
Linh hoạt. Tùy thuộc vào ứng dụng của phần cuối cùng, một vật liệu có thể cần phải linh hoạt để phù hợp với chuyển động hoặc biến dạng. Nhựa như polycarbonate và nylon được biết đến với tính linh hoạt của chúng.
Điện trở nhiệt độ. Ví dụ, nếu phần sẽ được tiếp xúc với nhiệt độ cao, vật liệu sẽ có thể chịu được nhiệt mà không làm tan hoặc biến dạng. Thép, ABS và gốm sứ là những ví dụ về vật liệu thể hiện khả năng kháng nhiệt độ tốt.
Phương pháp sản xuất cho các bộ phận để sản xuất
Bốn loại phương pháp sản xuất được sử dụng để tạo ra các bộ phận để sản xuất: sản xuất trừ, sản xuất phụ gia, hình thành kim loại và đúc.
Sản xuất trừ
Sản xuất trừ - còn được gọi là sản xuất truyền thống - liên quan đến việc loại bỏ vật liệu khỏi một mảnh vật liệu lớn hơn cho đến khi đạt được hình dạng mong muốn. Sản xuất trừ thường nhanh hơn so với sản xuất phụ gia, làm cho nó phù hợp hơn cho sản xuất hàng loạt khối lượng lớn. Tuy nhiên, nó có thể đắt hơn, đặc biệt là khi xem xét chi phí thiết lập và thiết lập, và thường tạo ra nhiều chất thải hơn.
Các loại sản xuất phụ phổ biến bao gồm:
Phay điều khiển số máy tính (CNC). Một loại gia công CNC, phay CNC liên quan đến việc sử dụng một công cụ cắt để loại bỏ vật liệu khỏi một khối rắn để tạo ra một phần hoàn thiện. Nó có thể tạo ra các bộ phận có độ chính xác và độ chính xác cao trong các vật liệu như kim loại, nhựa và vật liệu tổng hợp.
Dịch vụ quay CNC. Ngoài ra, một loại gia công CNC, Turn CNC sử dụng một công cụ cắt để loại bỏ vật liệu khỏi chất rắn xoay. Nó thường được sử dụng để tạo các đối tượng là hình trụ, chẳng hạn như van hoặc trục.
Chế tạo kim loại tấm. Trong chế tạo kim loại tấm, một tấm kim loại phẳng được cắt hoặc hình thành theo bản thiết kế, thường là một tệp DXF hoặc CAD.
Sản xuất phụ gia
Sản xuất phụ gia - còn được gọi là in 3D - đề cập đến một quá trình trong đó vật liệu được thêm vào trên chính để tạo ra một phần. Nó có thể tạo ra các hình dạng rất phức tạp mà không thể với các phương pháp sản xuất truyền thống (trừ), tạo ra chất thải ít hơn và có thể nhanh hơn và ít tốn kém hơn, đặc biệt là khi sản xuất các lô nhỏ của các bộ phận phức tạp. Tạo ra các bộ phận đơn giản, tuy nhiên, có thể chậm hơn so với sản xuất trừ và phạm vi vật liệu có sẵn thường nhỏ hơn.
Các loại sản xuất phụ gia phổ biến bao gồm:
Stereolithography (SLA). Còn được gọi là in 3D nhựa, SLA sử dụng tia UV làm nguồn sáng để chữa bằng nhựa polymer một cách có chọn lọc và tạo ra một phần hoàn thiện.
Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM). Còn được gọi là chế tạo dây tóc hợp nhất (FFF), FDM xây dựng các phần từng lớp, lắng đọng có chọn lọc vật liệu tan chảy trong một đường dẫn được xác định trước. Nó sử dụng các polyme nhựa nhiệt dẻo đi kèm trong các sợi để tạo thành các đối tượng vật lý cuối cùng.
Thiêu kết laser chọn lọc (SLS). Trong SLS 3D in, một laser chọn lọc các hạt của bột polymer, hợp nhất chúng lại với nhau và xây dựng một phần, từng lớp.
Fusion Multi Jet (MJF). Là công nghệ in 3D độc quyền của HP, MJF có thể cung cấp một cách nhất quán và nhanh chóng
Hình thành kim loại
Trong hình thành kim loại, kim loại được định hình thành một dạng mong muốn bằng cách áp dụng lực thông qua các phương pháp cơ học hoặc nhiệt. Quá trình này có thể nóng hoặc lạnh, tùy thuộc vào kim loại và hình dạng mong muốn. Các bộ phận được tạo ra với hình thành kim loại thường có độ bền và độ bền tốt. Ngoài ra, thường có ít chất thải vật liệu được tạo ra so với các hình thức sản xuất khác.
Các loại hình thành kim loại phổ biến bao gồm:
Rèn. Kim loại được làm nóng, sau đó được định hình bằng cách áp dụng lực nén cho nó.
Phun ra. Kim loại bị ép buộc thông qua một khuôn để tạo ra một hình dạng hoặc hồ sơ mong muốn.
Vẽ. Kim loại được kéo qua một khuôn để tạo ra một hình dạng hoặc cấu hình mong muốn.
Uốn cong. Kim loại được uốn cong theo hình dạng mong muốn thông qua một lực ứng dụng.
Đúc
Đúc là một quá trình sản xuất trong đó một vật liệu chất lỏng, như kim loại, nhựa hoặc gốm, được đổ vào khuôn và được phép đông cứng thành một hình dạng mong muốn. Nó được sử dụng để tạo ra các phần có độ chính xác và độ lặp lại cao. Đúc cũng là một lựa chọn hiệu quả về chi phí trong sản xuất hàng loạt.
Các loại đúc phổ biến bao gồm:
Đúc phun. Một quy trình sản xuất được sử dụng để sản xuất các bộ phận bằng cách tiêm vật liệu nóng chảy - thường là nhựa - vào khuôn. Vật liệu sau đó được làm mát và củng cố, và phần hoàn thành được đẩy ra khỏi khuôn.
Chết đúc. Trong đúc chết, kim loại nóng chảy bị buộc vào khoang khuôn dưới áp suất cao. Đúc chết được sử dụng để tạo ra các hình dạng phức tạp với độ chính xác và độ lặp lại cao.
Thiết kế cho khả năng sản xuất và các bộ phận để sản xuất
Thiết kế để sản xuất hoặc sản xuất (DFM) đề cập đến một phương pháp kỹ thuật tạo ra một phần hoặc công cụ với tiêu điểm thiết kế đầu tiên, cho phép sản phẩm cuối cùng hiệu quả và rẻ hơn để sản xuất. Phân tích DFM tự động của Protolabs cho phép các kỹ sư và nhà thiết kế tạo, lặp lại, đơn giản hóa và tối ưu hóa các bộ phận trước khi chúng được thực hiện, làm cho toàn bộ quy trình sản xuất hiệu quả hơn. Bằng cách thiết kế các bộ phận dễ sản xuất hơn, thời gian sản xuất và chi phí có thể giảm, cũng như nguy cơ lỗi và khiếm khuyết trong các phần cuối cùng.
Mẹo sử dụng phân tích DFM để giảm thiểu chi phí sản xuất của bạn
Giảm thiểu các thành phần. Thông thường, một phần có ít thành phần hơn, thời gian lắp ráp, rủi ro hoặc lỗi và chi phí tổng thể càng thấp.
Có sẵn. Các bộ phận có thể được sản xuất với các phương pháp và thiết bị sản xuất có sẵn - và tính năng thiết kế tương đối đơn giản - dễ sản xuất hơn và rẻ hơn.
Vật liệu và linh kiện. Các bộ phận sử dụng vật liệu và thành phần tiêu chuẩn có thể giúp giảm chi phí, đơn giản hóa việc quản lý chuỗi cung ứng và đảm bảo rằng các bộ phận thay thế có sẵn dễ dàng.
Định hướng một phần. Hãy xem xét định hướng của phần trong quá trình sản xuất. Điều này có thể giúp giảm thiểu nhu cầu hỗ trợ hoặc các tính năng bổ sung khác có thể tăng thời gian và chi phí sản xuất tổng thể.
Tránh cắt xén. Undercuts là các tính năng ngăn chặn một phần dễ dàng bị loại bỏ khỏi khuôn hoặc vật cố định. Tránh các bản nhạc có thể giúp giảm thời gian và chi phí sản xuất, và cải thiện chất lượng tổng thể của phần cuối cùng.
Chi phí sản xuất các bộ phận để sản xuất
Nổi bật một sự cân bằng giữa chất lượng và chi phí là chìa khóa trong các bộ phận sản xuất dành cho sản xuất. Dưới đây là một số yếu tố liên quan đến chi phí để xem xét:
Nguyên vật liệu. Chi phí của nguyên liệu thô được sử dụng trong quy trình sản xuất phụ thuộc vào loại vật liệu được sử dụng, tính khả dụng của nó và số lượng cần thiết.
Dụng cụ. Bao gồm chi phí máy móc, khuôn và các công cụ chuyên dụng khác được sử dụng trong quy trình sản xuất.
Khối lượng sản xuất. Nói chung, khối lượng của các bộ phận bạn sản xuất càng lớn, chi phí mỗi phần càng thấp. Điều này đặc biệt đúng với việc ép phun, cung cấp quy mô kinh tế đáng kể cho khối lượng đơn hàng lớn hơn.
Thời gian dẫn đầu. Các bộ phận được sản xuất nhanh chóng cho các dự án nhạy cảm với thời gian thường phải chịu chi phí cao hơn so với những người có thời gian dẫn dài hơn.
Nhận một báo giá ngay lập tức để so sánh giá cả và thời gian dẫn đầu cho các bộ phận sản xuất của bạn.
Để tạo một phần có nghĩa là để sản xuất, hãy tải lên một tệp CAD để nhận báo giá miễn phí và phân tích DFM toàn diện.
