3 häufige Schmerzpunkte bei der CNC-Bearbeitung und wie man sie löst

Von Shant Alexanian, Key Account Manager, Fast Radius

Die maschinelle CNC-Bearbeitung oder CNC-Bearbeitung ist eine Fertigungsmethode, bei der computerprogrammierte Werkzeuge verwendet werden, um vollständig anpassbare, hochpräzise Teile herzustellen. Die Präzision, Genauigkeit und Flexibilität der CNC-Bearbeitung machen sie zur Fertigungsmethode der Wahl für Branchen, die einen hohen Anteil an kritischen Teilen erfordern – in denen der kleinste Fehler schwerwiegende Folgen haben kann – wie die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und das Gesundheitswesen.

Im Gegensatz zu Spritzguss oder Urethanguss stellt die CNC-Bearbeitung sicher, dass jedes produzierte Teil genau nach den Spezifikationen hergestellt wird, da jedes Teil während der Bearbeitung individuelle Aufmerksamkeit erhält. Als relativ zuverlässiger, wiederholbarer und effektiver Prozess ist die CNC-Bearbeitung nicht ohne Nachteile.

Der bei weitem größte Fallstrick sind die Kosten, und der Hauptkostentreiber bei der CNC-Bearbeitung ist die Zeit. Glücklicherweise kann ein intelligentes Design für die Herstellbarkeit dazu beitragen, Merkmale zu eliminieren oder zu reduzieren, die mehr Bearbeitungszeit erfordern, wodurch die Kosten minimiert werden. Hier sind drei der häufigsten Schmerzpunkte im Zusammenhang mit der CNC-Bearbeitung und wie Produktteams sie lösen oder vermeiden können, um die CNC-Bearbeitung kostengünstiger zu machen.

1. Scharfe Innenecken

Scharfe Innenecken sind das größte Ärgernis der meisten Maschinisten. Das liegt daran, dass CNC-Maschinen im Allgemeinen ein rotierendes, rundes Schneidwerkzeug verwenden, was es unglaublich schwierig macht, eine rechtwinklige Innenecke zu schneiden. Obwohl es manchmal möglich ist, eine scharfe Innenkante zu erzielen, sind dafür wahrscheinlich Spezialwerkzeuge oder exotische Bearbeitungsverfahren wie Elektroerosion (EDM) erforderlich, die die Kosten in die Höhe treiben.

Glücklicherweise ist es normalerweise möglich – und ziemlich einfach –, scharfe Ecken im Inneren zu vermeiden. Sie sind für die Funktionalität eines Teils selten erforderlich, und es gibt mehrere Alternativen, die viel einfacher zu bearbeiten sind, einschließlich abgerundeter Ecken.

2. Unterschnittmerkmale

Hinterschneidungen sind Merkmale, die mit Standard-Schneidwerkzeugen nicht bearbeitet werden können, da einige ihrer Oberflächen nicht von oben zugänglich sind. Die zwei Haupttypen von Hinterschnitten sind T-Nuten und Schwalbenschwänze, die beide schwierig CNC-bearbeitet werden können, da die Merkmale mit einem Standardfräser nicht erreicht werden können.

Glücklicherweise sind hinterschnittene Merkmale nicht immer ein Problem. Produktteams können Hinterschneidungsmerkmale auf verschiedene Arten umgehen:durch Hinzufügen von Einstellungen zu einem Teil, Ändern des Designs, um sie zu beseitigen, durch den Einsatz von Spezialwerkzeugen oder durch Annähern der Merkmale an den Rand des Teils, um die Herstellung zu vereinfachen.

3. Werkstückaufnahme

„Werkstückhaltung“ bezieht sich auf die Befestigung eines Teils in der Maschine oder darauf, wie ein Teil an Ort und Stelle gehalten wird, sobald der Schneidvorgang beginnt. Die Werkstückspannung kann bei der CNC-Bearbeitung leicht zu einem Schmerzpunkt werden, denn wenn ein Teil während der Bearbeitung schwer zu halten ist, dauert die Herstellung länger und ist daher teurer.

Im Gegensatz zu anderen CNC-Bearbeitungsherausforderungen wird die Werkstückspannung am effektivsten während der Fertigung und nicht während der Konstruktionsphase angegangen. Bestimmte Konstruktionsmerkmale können jedoch dazu beitragen, die Werkstückspannung zu optimieren und somit die Kosten zu senken.

Es gibt mehrere Lösungen für Teile, die schwierig zu halten sind. Während der Designphase können Produktteams dem Teil flache Seiten hinzufügen, die das Spannen erleichtern. Alternativ können einige Teile mit einfachen und erschwinglichen Lösungen wie Heißkleber oder doppelseitigem Klebeband festgehalten werden. Die effektivste Lösung zum Spannen von Werkstücken – und die teuerste – sind weiche Klemmbacken, bei denen es sich um Klemmen handelt, die speziell für ein bestimmtes Teil angefertigt werden.

Best Practices für die CNC-Bearbeitung

Der narrensicherste Weg, Zeit und Kosten im Zusammenhang mit der CNC-Bearbeitung zu reduzieren, ist das Design for Manufacturability (DFM). Ingenieure und Produktdesigner können Funktionen integrieren, die einen einfacheren und schnelleren Fertigungsprozess ermöglichen, darunter:

• Schlüsselfunktionen auf der gleichen Seite platzieren, um Setups zu reduzieren
• Vermeiden von tiefen Features, die oft teurere Tools erfordern
• Verwenden Sie nach Möglichkeit weichere Materialien, da das Schneiden von härteren Materialien länger dauert
• Das Teil nach Möglichkeit kleiner und einfacher machen, da das Schneiden großer und komplexer Teile mehr Zeit in Anspruch nimmt

Ein Fertigungspartner wie Fast Radius kann Produktteams nicht nur dabei helfen, Kosteneinsparmöglichkeiten während des CNC-Bearbeitungsprozesses zu identifizieren und zu nutzen, sondern auch festzustellen, ob die CNC-Bearbeitung die beste Option für ein bestimmtes Projekt ist, und bei der Materialauswahl helfen . Im Gegensatz zu anderen Fertigungspartnern ist Fast Radius technologieunabhängig und hochflexibel und bereit, sich an die individuellen Projektanforderungen und den Preis jedes Kunden anzupassen. Unser Team aus erfahrenen Design- und Technikexperten hilft Ihnen gerne dabei, Ihr Konzept Wirklichkeit werden zu lassen.

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