CNC-technische Herstellbarkeit:Steigerung der Teilequalität und -leistung

Ein neues Teil zu entwerfen ist eine Sache. Die Herstellung ist eine andere Geschichte.

Wenn Sie mit einem Kunden einer CNC-Maschinenwerkstatt sprechen, werden Sie wahrscheinlich ein Beispiel dafür hören, wie ein Teiledesign dank CNC-Präzisionstechnik geändert, verfeinert und/oder verbessert wurde. Bei all den CNC-Engineering-Dienstleistungen, die eine Werkstatt anbietet, denken Sie vielleicht nicht zuerst daran, Einfluss auf das Design selbst zu nehmen.

CNC-technische Herstellbarkeit ist eine spezifischere Bezeichnung für Design for Manufacturability (DFM), der Prozess, der Konstruktion und Produktion aufeinander abstimmt, um Kosten zu senken, die Produktproduktion zu vereinfachen, Nacharbeiten zu reduzieren und eine hohe Qualität aufrechtzuerhalten. Alles in allem ist es klar, dass die Änderung eines Teiledesigns durch einen CNC-Ingenieur von entscheidender Bedeutung ist. 

Lassen Sie uns untersuchen, wie die Nutzung von 6 spezifischen CNC-Engineering-Dienstleistungen dazu beiträgt, die Teilefertigung reibungsloser, effizienter und kostengünstiger zu gestalten.

Spezialisierung Nr. 1

Vorrichtungsdesign. Vorrichtungsbau. Werkzeuge. Programmierung. Verarbeitung. Und mehr! In kleinen CNC-Werkstätten sind ein oder zwei Ingenieure zum Multitasking gezwungen, müssen viele CNC-Präzisionsfertigungsdienste abwickeln und müssen innehalten und sich wieder auf die dringendste Aufgabe konzentrieren.

Es ist schön, Ingenieure mit umfassenden Fähigkeiten zu haben, aber nicht gerade effizient. In großen, erstklassigen Werkstätten hat kein einzelner Ingenieur alle diese Aufgaben; Ingenieure spezialisieren sich auf eine Dienstleistung. Diese Spezialisierung ermöglicht es Ingenieuren, das zu tun, was sie am besten können, diese Fähigkeiten kontinuierlich zu verbessern und die Qualität aller Projekte in dieser Werkstatt zu verbessern (mehr zur Qualität später).

#2 Einflusstiefe

CNC-Ingenieure beeinflussen die Herstellbarkeit und den langfristigen Erfolg von Teilen. Sehen Sie, wie die gleichzeitige Anwesenheit der folgenden Personen im Raum (insbesondere der Ingenieure der Werkstatt) es dem Team ermöglicht, den Fertigungsplan eines Projekts durchzugehen. Spannung, Bearbeitung und Werkzeugausstattung sind alle so geplant, dass es keine Überraschungen gibt und das Ergebnis ein reibungsloser PPAP-Prozess ist.

Die CNC-Maschinenwerkstatt

• Der Leiter des Vertriebs- und Konstruktionsteams macht ein Angebot für das Teil und legt die Zykluszeiten fest
• Der Konstruktionsingenieur der Vorrichtung berücksichtigt Bearbeitbarkeit und Klemmung und prüft die Drucke auf Fehler
• Der Werkzeugingenieur prüft die verfügbaren Werkzeuge und beurteilt, ob gemeinsame Werkzeuge möglich sind
• Je nach Komplexität des Teils kann auch ein Qualitätsingenieur hinzugezogen werden

Der Kunde

• Ein Maschinenbauingenieur oder Teilekonstrukteur teilt wichtige Aspekte des Teils, innen und außen
• Der Qualitätsingenieur stellt sicher, dass Prozesse effektiv, effizient und sicher sind
• Der Einkaufsleiter und/oder Einkäufer überwacht die Diskussion

Die Gießerei

Der in der Regel von der CNC-Werkstatt ausgewählte Vertreter der Gießerei bespricht die Gießbarkeit, stellt relevante Fragen und bringt Ideen ein.

Die CNC-Maschinenwerkstatt geht etwas tiefer und überprüft die Drucke, alle Spezifikationen und das Material, um festzustellen, welche Effizienz durch eine Änderung des Designs erzielt werden kann. Beispielsweise können die Spezifikationen geändert werden, um gängige Werkzeuge zu verwenden, was Geld und Zeit spart. Oder die Anzahl der Löcher kann reduziert werden (oder alle können gleich sein), sodass kein zusätzliches Werkzeug erforderlich ist.

#3 Toleranzbewertung

Ein weiterer Service, der die Teilequalität und -leistung steigert, ist die Toleranzbewertung. Blaupausen erfordern möglicherweise eine gewisse Toleranz, die nicht erforderlich ist, um die Spitzenleistung des Teils sicherzustellen. Was wie ein kleiner Unterschied erscheinen mag, kann die Kosten drastisch verändern.

Beispielsweise erfordern die Designspezifikationen für ein Getriebegehäuse aus Aluminium 0,05 mm (oder 50 Mikrometer), während eine akzeptable Toleranz 0,13 mm betragen würde. Durch diese eine einfache Änderung könnten mehr als 2,00 US-Dollar pro Stück an Werkzeugkosten, zusätzlichen Durchgängen usw. eingespart werden, während die hohe Qualität erhalten bleibt.

Selbst bei einem Teil, das Hunderte von Dollar kosten kann, sind die Einsparungen erheblich, wenn jedes Jahr Tausende davon bearbeitet werden. Die Techniker einer Werkstatt bewerten Drucke kritisch, um Einsparmöglichkeiten zu ermitteln.

#4 Casting-Beratung

Gießen vereinfacht den Prozess der Umformung von Metall in Produkte. Zwei Hauptziele des Gießens bestehen darin, weniger Komponenten herzustellen und weniger Teile zusammenzusetzen.

Wie bereits erwähnt, kann die frühzeitige Einbeziehung der Gießerei einen großen Unterschied in der Herstellbarkeit von Teilen machen. Bei diesem ersten Treffen kann die Gießerei Ideen einbringen und dabei helfen, das Teil von Anfang an herstellbar zu machen (wir alle kennen die Herausforderung, ein Design zu ändern, nachdem alle zugestimmt haben).

Brauchen Sie ein Beispiel? Kehren wir zurück zu dem oben in Nr. 3 beschriebenen Aluminium-Getriebegehäuse. Durch das Hinzufügen einer Rippe entlang der Seite wird die Zufuhr des Gussteils unterstützt, wodurch das Teil besser gießbar wird. Wieder eine kleine Änderung, die einen großen Unterschied macht.

Ein erfahrener Betrieb verbessert den CNC-Fertigungsprozess einfach durch seine Vorteile in der Lieferkette, einschließlich der Beziehungen zu seinen Gießereien.

#5 Vereinfachen, optimieren, verfeinern

Ingenieure in einer CNC-Maschinenwerkstatt sind keine Teilekonstrukteure; Das liegt in der Verantwortung des Kunden. Allerdings haben Ingenieure großen Einfluss darauf, wie ein Teil funktioniert. Da diese drei Möglichkeiten miteinander verbunden sind, haben wir sie zusammengefasst:

1. Vereinfachen — Bewerten Sie das gesamte Teiledesign, suchen Sie nach gängiger Lochlänge und gängigen Befestigungsgrößen und finden Sie Möglichkeiten für weniger Werkzeugwechsel an der Spindel (was Zeit und Geld spart)
2. Optimieren — Bringen Sie Spannpositionen am Teil an, um die Spannung zu optimieren, nutzen Sie Angaben zur Oberflächenbeschaffenheit und entdecken Sie Möglichkeiten zur Verbesserung des Herstellungsprozesses
3. Verfeinerung des Produktdesigns — Fügen Sie Vorschubrippen hinzu, um Fehler zu vermeiden und die Bearbeitung zu erleichtern, und passen Sie die Geometrie (z. B. Radius und Formschräge) an, um das Teil so gut gießbar wie möglich zu machen.

#6 Technologie &Erfahrung

Hier ist ein starker Doppelschlag:Um erfolgreich zu sein, verlassen sich Ingenieure sowohl auf Technologie als auch auf Erfahrung (normalerweise in gleichem Maße). Für manche Aufgaben reicht nur die neueste Technologie aus. Die Fähigkeit, auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben – von der Hydraulik über das Spannen bis hin zur Sensorik – bietet Möglichkeiten, die auf andere Weise nicht zu erreichen sind.

Und natürlich gibt es keinen Ersatz für Erfahrung. Jedes Mal, wenn eine Aufgabe erledigt ist, werden Erkenntnisse gewonnen. Ich kann es nicht mit 100-prozentiger Sicherheit sagen, aber ich glaube nicht, dass es viele Bücher oder YouTube-Videos zum Entwerfen kundenspezifischer CNC-Vorrichtungen für Teile gibt. Es ist wirklich eine Fähigkeit, die vom Experten an den Anfänger weitergegeben wird, wobei Erfahrung der beste Lehrer ist.

Fairer Preis und keine Kopfschmerzen

Die frühzeitige Nutzung der CNC-technischen Herstellbarkeit ist der Weg zum Erfolg und zur Langlebigkeit eines Teils. Es betont die frühzeitige Einbindung des Teams (insbesondere bei komplexen Teilen), sorgt für maximale Effizienz und Kosteneinsparungen und sorgt für einen reibungslosen, wiederholbaren Prozess. Wenn eine CNC-Bearbeitungsquelle den Stress eines Kunden reduzieren kann, ist das ein Gewinn.

Denken Sie auch daran, dass Sie das bekommen, wofür Sie bezahlen. Erfahrene Kunden erwarten viel von der modernen CNC-Präzisionsbearbeitung und den Ingenieursexperten in CNC-Maschinenwerkstätten und sind bereit, für dieses Fachwissen zu zahlen.

Stecker Machine beschäftigt mehr als ein Dutzend Ingenieure. Ingenieure konzentrieren sich auf ihr Fachgebiet:Vorrichtungsdesign, Werkzeuge, Programmierung, Prozesse, Verpackung und Qualität. Das ist eine Menge für einen Shop unserer Größe.

Da Sie nun mehr über die Herstellbarkeit von CNC-Technik wissen, ist hier eine Frage:Wann wissen Sie, dass es Zeit ist, mit einer High-End-CNC-Maschinenwerkstatt zusammenzuarbeiten? Dieser Leitfaden deckt 9 Szenarien ab und erklärt, warum die Zusammenarbeit mit CNC-Experten die kluge Wahl war. Klicken Sie auf den Link unten, um Ihr Exemplar zu erhalten!

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Über den Autor

Jason hat Spaß daran, Kundenherausforderungen zu lösen. Als VP Business Development ist Jason für die Entwicklung neuer Geschäftsfelder verantwortlich und fungiert als Ansprechpartner für mehrere aktuelle Kunden von SMC. Jason hat in den Bereichen Technik, Produktion und Vertrieb gearbeitet und findet, dass seine größte Stärke darin besteht, Kunden Lösungen für ihre Fertigungsherausforderungen zu bieten.