So bereiten Sie Ihr Custom-Machining-Projekt für ein wettbewerbsfähiges Angebot vor

Haben Sie kürzlich ein individuelles Teile-Design entwickelt oder müssen Sie ein Teil mit speziellen Anforderungen fertigen? Dann sind die nächsten Schritte: Hersteller beauftragen, 3D-CAD-Datei senden, faires Angebot erhalten und Produkt fertigen, richtig? Nicht ganz.

Die Wahrheit ist, dass viel schiefgehen kann, wenn Ihr Produkt nicht von Anfang an fertigungsgerecht gestaltet ist. Sie könnten enorme Fertigungskosten oder Fehler verursachen, die Ihr Produkt unbrauchbar machen. Daher gibt es mehrere Dinge und Design-Tipps, die Sie zuerst verstehen müssen, bevor Sie Ihr 3D-CAD erstellen und den Hersteller kontaktieren.

Dieser Artikel deckt all dies und mehr ab. Er dient als Leitfaden, um Sie auf Ihr Projektangebot vorzubereiten.

Den Fertigungsprozess verstehen

Das Verständnis der Fertigungstechnologie und des Prozesses, den ein Hersteller zur Fertigung Ihres Produkts einsetzt, hilft Ihnen, Produktdesigns zu erstellen, die sich mit dieser Technologie leicht fertigen lassen. Beispielsweise sind CNC-Bearbeitung und 3D-Druck – zwei der heute beliebtesten Fertigungsmethoden – in ihrem Betriebsmodus und ihrer Eignung für verschiedene individuelle Produktdesign-Szenarien unterschiedlich.

CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Fertigungsprozess. Das bedeutet, sie umfasst das Entfernen von Materialbereichen von einem Werkstück (mittels Schneidwerkzeugen), bis das gewünschte Produkt geformt ist. Sie nutzt computergesteuerte numerische Steuerung (CNC), um die Bewegung der Schneidwerkzeuge und des Werkstücks zu automatisieren und das gewünschte Produkt zu erstellen. Im Gegensatz dazu ist 3D-Druck ein additiver Fertigungsprozess. Er umfasst das schichtweise Hinzufügen von Material, bis das gewünschte Produkt geformt ist.

Der CNC-Bearbeitungsprozess eignet sich ideal für die Erstellung komplexer individueller Produktdesigns mit Winkelschnitten, Kavitäten, exzentrischen Bohrungen und anderen komplexen Merkmalen. Während 3D-Drucker diese Teile ebenfalls erstellen können, sind die Materialoptionen begrenzt (Kunststoffe und einige Metalle). Daher ist die Wahl von 3D-Druck gegenüber CNC-Bearbeitung für bestimmte Kunststoffprototypen oder komplexe Teile sinnvoll.

Mehr erfahren: CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck

Einige Designrichtlinien für individuelles CNC-Fräsen

Hier sind einige hilfreiche Designrichtlinien, um hochwertige Teile zu erzielen und Ihre Fertigungskosten zu senken.

#1 Kavitäten

Sie sollten Kavitäten und Taschen so gestalten, dass ihre Tiefe weniger als das Vierfache der Kavitätenbreite beträgt. Dies liegt daran, dass Schaftfräser eine begrenzte Schnittlänge haben, sodass Sie bei der Fertigung von Kavitäten mit einem geringeren Tiefe-zu-Breite-Verhältnis Werkzeugdurchbiegung und Vibrationen erleben könnten.

Abbildung 1: Kavitäten gestalten

 

Wenn Ihr Produktdesign jedoch ein größeres Tiefe-zu-Breite-Verhältnis erfordert, benötigen Sie Spezialschneidwerkzeuge, was zusätzliche Fertigungskosten verursachen kann.

#2 Wandstärke

Dünne Wände neigen während der CNC-Bearbeitung zu Vibrationen, was die erreichbare Toleranz und Genauigkeit der gefrästen Teile verringert. Daher sollten Sie als Faustregel Metallteile mit einer minimalen Wandstärke von 0,8 mm und Kunststoffteile mit einer minimalen Wandstärke von 1,5 mm gestalten.

Abbildung 2: Wandstärkenanforderungen für Metall- und Kunststoffteile

 

Dünnere Wände sind möglich, gehen aber meist mit zusätzlichen Fertigungskosten einher.

#3 Bohrungen

Sie sollten Bohrungen mit Standarddurchmessern gestalten. Dies ermöglicht die Verwendung standardmäßiger Bohrergrößen und eliminiert den Bedarf an Spezialschaftfräsern. Wir empfehlen zudem, dass die Bohrungstiefe weniger als das Vierfache des Nenn-Durchmessers des Schaftfräsers beträgt, um Werkzeugdurchbiegung zu minimieren.

Abbildung 3: Bohrungen gestalten

 

#4 Toleranzen

Toleranz ist die zulässige Variationsmenge in der Größe eines bearbeiteten Teils, die noch seine ordnungsgemäße Funktion ermöglicht.

Produktdesigner geben Toleranzen an Hersteller meist durch Angabe der zulässigen Variationsgrenzen in einer physischen Dimension an. Sie können Toleranzen mit dem „±“-Symbol (ausgesprochen „plus oder minus“) und einem Wert angeben, z. B. ±0,05 mm. Angenommen, Sie planen, ein Teil mit zwei Bohrungen (Durchmesser 21 ±0,25 mm) zu fertigen, wie in Abbildung 4 gezeigt.

Abbildung 4: Technische Toleranz

 

In einem solchen Szenario bedeutet dies einfach, dass Sie eine Abweichung von 0,25 mm mehr (oder weniger) als Ihren Standard-Durchmesserwert zulassen. Wenn Ihr Hersteller also eine Bohrung mit 21,25 mm oder 20,75 mm Durchmesser fertigt, beeinträchtigt dies die ordnungsgemäße Funktion Ihres Teils nicht.

CNC-Maschinen gehören zu den präzisesten Fertigungstechnologien und können enge Toleranzen von bis zu ±0,04 mm erreichen. Beachten Sie jedoch, dass strengere Toleranzanforderungen typischerweise zu höheren Fertigungskosten führen.

Die ideale Oberflächenbeschaffenheit wählen

Obwohl der CNC-Bearbeitungsprozess subtraktiv ist, erzeugt er Teile mit exzellenten Oberflächenbeschaffenheiten. Die „as-machined“ Oberflächenbeschaffenheit bezieht sich auf Teile, die direkt von den CNC-Maschinen kommen. Diese Teile behalten die Genauigkeit des Fertigungsprozesses bei und erfordern keine zusätzlichen Kosten.

Abbildung 5: As-machined gefrästes Teil

Wenn Ihre Teile zusätzliche Nachbearbeitungsoptionen wie Eloxieren oder Pulverbeschichtung erfordern, können Sie mit einem höheren Projektangebot von Ihrem Hersteller rechnen.

Abbildung 6: Teile mit eloxierter Aluminiumoberfläche

 

Teile mit pulverbeschichteter Oberfläche

 

Weiterführend: Eloxierte Aluminiumoberflächen.

Individuelle CNC-Bearbeitung: Gensun kann helfen

Nun, da Sie mehr über individuelles Fräsen und Produktdesign-Tipps wissen, werden Sie wahrscheinlich zustimmen, dass Ihr Projektangebot und der Produkterfolg von Ihrem Produktdesign abhängen. Deshalb müssen Sie mit einem Hersteller zusammenarbeiten, der Ihr Produktdesign prüft und Sie berät, was für Sie am besten ist.

Gensun Precision Machining ist ein führender Anbieter von individuellen CNC-Bearbeitungsdienstleistungen in Asien. Wir verfügen über ein Team hochqualifizierter Ingenieure, Techniker und Qualitätskontrollexperten, die Ihr Produkt richtig fertigen. Wir behalten die Interessen unserer Kunden im Blick – nutzen Sie unser Angebots-Tool, um Ihre 3D-CAD-Dateien hochzuladen, ein Angebot anzufordern und Ihr Fertigungsprojekt mit unseren hochqualifizierten Ingenieuren zu besprechen.

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Hinweis: Dieser Artikel wurde ursprünglich im Februar 2021 veröffentlicht und im Mai 2022 aktualisiert.