Die 4 größten Konstruktionsfehler für CNC

CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) ist heute eine beliebte Wahl unter Herstellern, und es ist leicht zu verstehen, warum. Die CNC-Bearbeitung ist nicht nur mit einer Vielzahl von Kunststoffen und Metallen kompatibel, sondern auch ein zuverlässiger Herstellungsprozess, mit dem präzise und langlebige Teile hergestellt werden können. Computerprogrammierte Schneidwerkzeuge entfernen Material von einem festen Block, um ein Endprodukt zu erhalten, das jedes Mal genau Ihren Spezifikationen entspricht. Wenn Sie jedoch keine Best Practices für das CNC-Design implementieren, werden Sie möglicherweise feststellen, dass Produktionszeiten und -kosten immer höher werden.

Bei Fast Radius hat unser Team Jahre damit verbracht, Produktteams durch den CNC-Bearbeitungsprozess zu führen, sodass wir wissen, auf welche Fallstricke zu achten ist. Hier sind die vier häufigsten Fehler, die Designer beim Entwerfen für CNC gemacht haben, und wie sie behoben werden können.

4 CNC-Konstruktionsfehler, die Sie Zeit und Geld kosten

1. Entwerfen scharfer Innenecken

Da CNC-Bits rund sind, ist das Erreichen scharfer Innenwinkel teuer und zeitaufwändig. Die Bearbeitung eines 90°-Winkels mit einem runden Bohrer ist unmöglich, da ein rundes Werkzeug beim Fräsen einer vertikalen Innenkante immer einen Eckradius erzeugt, wodurch verhindert wird, dass Teile richtig zusammenpassen oder Schaftfräser mitten im Prozess zum Stillstand kommen.

Das Entwerfen abgerundeter Ecken eliminiert das Problem scharfer Innenecken vollständig, aber wenn Ihr Design Innenwinkel erfordert, entwerfen Sie sie mit Radien und machen sie weicher, indem Sie die Eckenradien vergrößern. Eckenradien mit dem gleichen Durchmesser wie der Fräser können Rattern und übermäßigen Werkzeugverschleiß verursachen, während zu kleine Eckenradien dazu führen, dass Ihr Maschinist mehrere kleinere Bits bei niedrigeren Geschwindigkeiten verwendet. Wenn Sie Ihre Eckenradien um nur 0,005 Zoll vergrößern, können Sie Geld sparen und Fehler vermeiden.

Wenn Sie einen quadratischen männlichen Teil haben, können Sie Dog-Bone- oder T-Bone-Filets verwenden, um sicherzustellen, dass er in eine weibliche Kavität mit leicht abgerundeten Innenecken passt. Stellen Sie einfach sicher, dass der Eintrittspunkt für Ihr Hundeknochenfilet 15–20 % größer ist als der Durchmesser Ihres Fräsers.

2. Inklusive dünner Wände

Einige Produktteams entwerfen ihr Teil möglicherweise mit dünnen Wänden, um den Materialverbrauch zu minimieren, aber diese „Lösung“ verursacht mehr Probleme, als sie löst. Zu dünne Wände können zum Versagen und Verziehen von Teilen führen und die Oberflächengüte und Genauigkeit des Bearbeitungsprozesses bei Metallen beeinträchtigen. Dünne Wände können während der Bearbeitung aufgrund der Bearbeitungskräfte hinter CNC-Schneidwerkzeugen und übermäßiger Vibrationen auch brechen, sich verbiegen oder abplatzen.

Die ideale Wandstärke für Ihr Teil variiert je nachdem, welches Material CNC-bearbeitet wird. Bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium ist beispielsweise eine Wandstärke von 0,8 mm in Ordnung. 1,5 mm ist jedoch die ideale Mindestwandstärke für Kunststoffe. Denken Sie auch daran, dass je höher Ihre Wand ist, desto dicker muss sie sein, um ihre Steifigkeit zu erhöhen. Wenden Sie sich an einen erfahrenen CNC-Fertigungspartner, um sicherzustellen, dass Ihre Messungen korrekt sind.

Wenn Ihr Design hohe, dünne Wände erfordert, versuchen Sie, ein Verhältnis von Breite zu Höhe von 3:1 beizubehalten. Sie können auch eine leichte Formschräge hinzufügen, um die Bearbeitung zu beschleunigen und die Menge an Restmaterial zu reduzieren.

3. Nach maschinell bearbeitetem Text

Während CNC-Fräsmaschinen Text und Symbole mit hoher Präzision auf Teile gravieren oder prägen können, kann die Bearbeitung von Text Sie kosten. Zuerst muss Ihr Maschinist ein separates Schneidewerkzeug für den Text verwenden. Dann müssen Sie berücksichtigen, wie viel Zeit – und damit auch Geld – die Bearbeitung von Text zu Ihrem Projekt hinzufügt, da die kleinen Schaftfräser, die Text schneiden, relativ langsam sind.

Die gute Nachricht ist, dass Sie einige Optionen haben, wenn Sie Text von Ihrer Seite benötigen. Wenn Sie Text bearbeiten müssen, entscheiden Sie sich für vertieften Text anstelle von erhabenem Text, damit die Maschine kein Material von der gesamten Oberfläche des Teils entfernen muss. Sie können den Text auch von Ihrem Maschinisten nachbearbeiten lassen. Durch die Lasermarkierung von Teilen nach der CNC-Bearbeitung können Sie beispielsweise Zeit und Geld sparen.

4. Einschließlich tiefer Hohlräume, Löcher und Gewinde

Fräswerkzeuge haben eine endliche Länge, und ihre Länge bestimmt, wie tief Sie Kavitäten herstellen sollten. In den meisten Fällen sind Fräswerkzeuge am effizientesten und genauesten, wenn sie Hohlräume bis zum doppelten oder dreifachen ihres Durchmessers in der Tiefe fräsen. Das Fräsen von Kavitäten, die noch tiefer sind, kann die Vorlaufzeiten verlängern, Werkzeugablenkungen oder Brüche verursachen oder zu Vibrationen und Schwierigkeiten bei der Spanabfuhr führen. Sie benötigen möglicherweise sogar teurere Spezialschneidwerkzeuge.

Es ist am besten, das Entwerfen von Teilen mit tiefen Kavitäten ganz zu vermeiden, aber wenn Ihr Teil eine tiefe Kavität, ein Loch oder ein Gewinde benötigt, sollten Sie die Tiefe der Kavität so weit wie möglich verringern. Denken Sie auch an die Länge des Fräswerkzeugs.

Gestalten Sie durchdacht mit Fast Radius

Durchdachte Designentscheidungen können Ihnen auf lange Sicht Zeit und Geld sparen, aber es kann schwierig sein. Sie müssen ein gründliches Verständnis Ihres Teils, seiner Funktion, des CNC-Fertigungsprozesses, Ihrer Materialien und mehr haben. Wenn Sie Hilfe benötigen, arbeiten Sie mit einem erfahrenen CNC-Fertigungspartner wie Fast Radius zusammen.

Mit einem Team von Design- und Konstruktionsexperten und den neuesten Design- und Fertigungstechnologien hat Fast Radius alles, was Sie brauchen, um Ihre Teile zu optimieren und das perfekte Gleichgewicht zwischen Kosten und Genauigkeit zu finden. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mit unseren Experten in Kontakt zu treten und loszulegen.

Um mehr über Design for Manufacturing-Überlegungen bei der CNC-Bearbeitung, Reduzierung der CNC-Prototyping-Kosten und mehr zu erfahren, besuchen Sie unser Ressourcenzentrum.

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