Schnelles Prototyping

Was ist CNC Rapid Prototyping?

Beim CNC-Rapid-Prototyping werden funktionale Prototypenteile direkt aus Vollmaterial durch computergesteuerte Fräs- und Drehbearbeitungen hergestellt. Im Gegensatz zum 3D-Druck oder Soft-Tooling-Verfahren, rapid prototyping cnc-bearbeitung produziert Teile aus denselben produktionsgerechten Materialien, die auch in der Endfertigung verwendet werden, und liefert genaue Darstellungen von Geometrie, mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualität.

Wann wird das CNC Rapid Prototyping eingesetzt?

Ingenieure und Projektleiter verlassen sich in verschiedenen Phasen der Produktentwicklung auf das CNC-Prototyping:

• Konstruktionsvalidierung: Bestätigung, dass Abmessungen, Passungen und Baugruppen wie vorgesehen funktionieren, bevor das Produktionswerkzeug in Betrieb genommen wird.
• Funktionstests: Bewertung der mechanischen Leistung, des thermischen Verhaltens oder des Flüssigkeitsflusses unter Verwendung echter Materialien anstelle von gedruckten Ersatzmaterialien.
• Vorproduktionsbemusterung: Herstellung einer kleinen Charge von Teilen, um die Durchführbarkeit des Prozesses zu überprüfen, die Qualität zu kontrollieren und die Zustimmung der Beteiligten einzuholen.
• Überprüfung von Konstruktionsänderungen: schnelle Bearbeitung von überarbeiteten Geometrien nach einer Konstruktionsaktualisierung zur Bestätigung von Korrekturen vor der Wiederaufnahme der Serienproduktion.

Warum Käufer XCM CNC für Rapid Prototyping wählen

XCM CNC kombiniert die Fähigkeit zur mehrachsigen Bearbeitung mit einem Qualitätsmanagementsystem, das nach ISO 9001:2015, ISO 13485:2017, GJB9001C und IATF 16949:2016. Das bedeutet, dass Prototypenteile unter denselben kontrollierten Verfahren hergestellt werden, die auch für die Serienproduktion verwendet werden, so dass die bei den Prototypentests gesammelten Daten direkt für die Serienproduktion repräsentativ sind. Für Käufer ist die Zusammenarbeit mit einem Rapid-Prototyping-Fertigung Partner, der über Zertifizierungen in den Bereichen Medizin, Automobil und Verteidigung verfügt, verringert das Risiko einer erneuten Qualifizierung beim Übergang vom Prototyp zur Produktion.

Mehrachsige CNC-Bearbeitung für komplexe Prototypen

XCM CNC verfügt über eine Reihe von CNC-Maschinen, die für die Bearbeitung verschiedener Prototypgeometrien und Materialien ausgewählt wurden:

• 5-Achsen-Bearbeitungszentren: Matsuura MX-520, die komplexe konturierte Oberflächen, Hinterschneidungen und Mehrflächenbearbeitung in weniger Aufspannungen ermöglicht.
• Leistungsstarkes Fräsen: DMG 80mono und Brother CNC-Bearbeitungszentren zum präzisen Fräsen von Gehäusen, Hohlräumen und Strukturbauteilen.
• CNC-Drehen: Mazak I-100S und Jingshang 80-Drehautomaten für wellenförmige Teile, Verbindungsstücke und rotationssymmetrische Prototypen.
• Großformatiges Fräsen: Qiaofeng CNC 3016-4A mit einem maximalen Arbeitsweg von 3000 x 1600 x 1400 mm, geeignet für die Bearbeitung großer Teile bis zu einer Länge von ca. 2600 mm, je nach Aufspannung und Einrichtung.
• Zusätzliche Kapazität: CNC-Bearbeitungszentren von Taichung und Qiaofeng für universelles Fräsen und flexible Produktion.

Vom Einzelstück bis zur Kleinserie

Unser cnc-schnellprototyping Service ist so strukturiert, dass er sowohl einmalige Prototypen als auch kleine Vorproduktionsserien unterstützt. Da für die CNC-Bearbeitung keine Formen oder speziellen Werkzeuge erforderlich sind, können neue Geometrien eingerichtet und bearbeitet werden, sobald die Programmierung abgeschlossen ist. Dies macht das CNC-Prototyping besonders effektiv für iterative Designzyklen, bei denen in kurzer Zeit mehrere Überarbeitungen erforderlich sein können.

Geometrie und Komplexität

Die Kombination von 3-Achs-, Mehrachs- und 5-Achs-Maschinen ermöglicht es XCM CNC, Teile mit Merkmalen wie tiefen Hohlräumen, dünnen Wänden, mehrwinkligen Bohrungen, zusammengesetzten Kurven und Bohrungen mit engen Toleranzen zu fertigen. Teile, die auf einer 3-Achsen-Maschine mehrere Aufspannungen erfordern würden, können auf der Matsuura MX-520 oft in einer einzigen Aufspannung fertiggestellt werden, was die kumulativen Positionierungsfehler reduziert und die Durchlaufzeit verkürzt.

Prototypen aus bearbeitbaren Metallwerkstoffen

XCM CNC bearbeitet eine breite Palette von Metallwerkstoffen für die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie für medizinische und industrielle Anwendungen. Zu den gängigen Metallwerkstoffen gehören:

• Aluminium-Legierungen: 6061, 6063, 7075, 2024, 5052, usw.
• Stähle: 304/316 rostfreier Stahl, 17-4PH, 4140, 1045, Werkzeugstähle (wie D2, H13), usw.
• Titan-Legierungen: Ti-6Al-4V (Grad 5), Ti-6Al-4V ELI (Grad 23)
• Kupfer und Kupferlegierungen: reines Kupfer, Messing (C36000), Bronze (C93200)
• Andere Sondermetalle: Inconel 718, Hastelloy, Nickelbasislegierungen, usw.

Prototyp maschinell bearbeitbare Kunststoffmaterialien

Für Anwendungen, die leichte Strukturen, chemische Beständigkeit oder elektrische Isolierung erfordern, bieten wir CNC-Bearbeitungsdienste für technische Kunststoffe an:

• Technische Kunststoffe: POM (Delrin), PEEK, Nylon (PA6/PA66), PTFE, UHMWPE, Polycarbonat (PC), ABS, Acryl (PMMA), PVC, PPS, PVDF, und mehr.

XCM CNC bearbeitet eine Reihe von Metallen und technischen Werkstoffen, die für Anwendungen in der Medizin, der Verteidigung, der Automobilindustrie und der Industrie geeignet sind. Wenn Ihr Projekt eine bestimmte Legierung oder einen technischen Kunststoff umfasst, geben Sie in Ihrer Anfrage bitte den Materialtyp an, damit unser Team die Bearbeitbarkeit, die Verfügbarkeit von Bezugsquellen und die Auswirkungen auf die Vorlaufzeit bestätigen kann.

Typische CNC-Prototypenteile

XCM CNC hat Erfahrung in der Herstellung von Prototypen für eine breite Palette von Präzisionskomponenten. Nachfolgend finden Sie Beispiele für Teile, die üblicherweise durch unsere rapid prototyping cnc-bearbeitung Dienstleistung:

• Laufräder und Turbinenteile: komplexe Schaufelgeometrien, die auf 5-Achsen-Maschinen bearbeitet werden und glatte Oberflächenübergänge und eine ausgewogene Materialverteilung erfordern.
• Schäfte: gedrehte und gefräste Wellenprototypen mit Keilnuten, Verzahnungen, Gewinden und engen Rundlaufanforderungen.
• Ventil- und Sensorkomponenten: kleine Präzisionsteile mit Innenkanälen, Dichtflächen und engen Bohrungstoleranzen.
• Verbinder und Flansche: Multi-Loch-Muster, Dichtungsflächen und Schnittstellenmerkmale, die mit bestehenden Baugruppen übereinstimmen müssen.
• Hohlräume und Gehäuse: Tieftaschenfräsen mit dünnen Wänden, die kontrollierte Werkzeugwege und stabile Vorrichtungen zur Einhaltung der Maßgenauigkeit erfordern.
• Komponenten der Pumpe: Laufradgehäuse, Spiralprofile und Spaltringsitze, bei denen die hydraulische Leistung von einer präzisen Geometrie abhängt.
• Medizinische Komponenten: Instrumentenkörper, Gehäuse und Funktionselemente, die unter ISO 13485-Kontrolle prototypisch hergestellt werden.
• Gehäuse und Roboterteile: Konstruktionsrahmen, Montageplatten und Antriebsgehäuse für Automatisierungs- und Roboteranwendungen.
• Automobilteile: Prototyp-Halterungen, Krümmerteile und Sensorgehäuse für Fahrzeugentwicklungsprogramme.

Wo CNC-Prototypenteile verwendet werden

XCM CNC unterstützt das Prototyping für Projekte in zahlreichen anspruchsvollen Sektoren. Unsere Zertifizierungen, darunter ISO 13485 für medizinische Geräte, IATF 16949 für die Automobilindustrie und GJB9001C für Verteidigungsanwendungen, spiegeln die Qualitätsstandards wider, die bereits in der Prototypenphase gelten.

• Medizinische Geräte und Instrumente: Prototypgehäuse, Sensorkomponenten und Pumpenteile, die unter ISO 13485-Kontrollen zur Unterstützung von Zulassungsanträgen und Funktionstests bearbeitet werden. 5-Achsen-Bearbeitung medizinischer Werkzeuge ermöglicht es, komplexe Instrumentengeometrien mit hoher Genauigkeit zu prototypisieren.
• Entwicklung der Automobilindustrie: Prototypen von Ventilkomponenten, Anschlüssen, Flanschen und Gehäusen für Passgenauigkeitsprüfungen, Prüfstandstests und Vorproduktionsgenehmigungen gemäß IATF 16949.
• Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Laufradprototypen, Turbinenkomponenten und Strukturteile, bei denen Materialintegrität und Maßgenauigkeit entscheidend sind.
• Industrielle Automatisierung und Robotik: Roboterteile, Gehäuse und kundenspezifische mechanische Komponenten für die Entwicklung neuer Geräte und Integrationstests.
• Allgemeine industrielle Ausrüstung: Prototypen von Wellen, Hohlräumen, Flanschen und Pumpenkomponenten für Anwendungen in den Bereichen Flüssigkeitstransport, Energie und Prozessausrüstung.

Prototyp-Genauigkeit und Toleranzen

Für die bei XCM CNC bearbeiteten Prototypen gelten die gleichen Toleranzstandards wie für die Produktionsteile. Diese Konsistenz ist für aussagekräftige Prototypentests unerlässlich, denn ein Prototyp, der nicht mit der Produktionsgenauigkeit übereinstimmt, kann zu irreführenden Testergebnissen führen.

• Allgemeine CNC-Bearbeitungsgenauigkeit: IT5- und IT6-Güteklassen, die bei Fräs- und Drehbearbeitungen erreicht werden können.
• Genauigkeit bei kleinen Merkmalen: +/-0,003 mm (+/-0,00012 Zoll) für kritische Abmessungen bei kompakten Geometrien.
• Große Teilegenauigkeit: +/-0,02 mm bei größeren Werkstücken, aufrechterhalten durch starre Aufspannungen und Maschinenkalibrierung.

Inspektion während des Prototypings

Jeder Prototyp wird mit kalibrierten Instrumenten, die für das zu messende Merkmal geeignet sind, einer Maßkontrolle unterzogen:

• Hexagon Inspector Classic KMG für die 3D-Koordinatenmessung komplexer Oberflächen und GD&T-Verifizierung.
• Leader NCA8106 für die Profil- und Konturprüfung.
• WanHao Rational VMS-3020G 2,5D-Videomessmaschine für kleine Merkmale und 2D-Profilprüfung.

Größenbereich für das Prototyping

Die Anlage kann Prototypen von kleinen Präzisionskomponenten im Millimeterbereich bis hin zu großen Strukturteilen bearbeiten. Die Qiaofeng CNC 3016-4A bietet einen maximalen Arbeitsweg von 3000 x 1600 x 1400 mm und unterstützt 5-Achsen-CNC-Bearbeitung großer Teile und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung schwerer Teile für Prototyp-Baugruppen und übergroße Bauteile bis zu einer Länge von ca. 2600 mm, je nach Aufspannvorrichtung und Konfiguration.

Übergang zur Produktion

Da die Prototypen auf denselben Anlagen und unter demselben Qualitätssystem wie die Produktionsteile bearbeitet werden, ist der Übergang vom genehmigten Prototyp zur Serienfertigung problemlos. Prozessparameter, Werkzeugauswahl und Prüfroutinen, die während der Prototypenherstellung festgelegt wurden, werden direkt in die Produktion übernommen, wodurch die Anlaufzeit verkürzt und das Risiko von Abweichungen zwischen Prototyp und Produktionsqualität minimiert wird.

XCM CNC (Shenzhen Xinchuangmeng Co., Ltd) bietet CNC-Rapid-Prototyping-Dienstleistungen in Shenzhen, China, und bearbeitet Funktionsprototypen aus Metall und Kunststoff mit einer Genauigkeit von bis zu +/-0,003 mm. Wir sind nach ISO 9001, ISO 13485, GJB9001C und IATF 16949 zertifiziert und unterstützen Ingenieure bei der Validierung von Entwürfen vor der eigentlichen Produktion.