手板制作是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要步驟之一，因?yàn)樗兄谠u(píng)估設(shè)計(jì)的外觀和功能。使用傳統(tǒng)制造工藝，比如注塑成型或壓鑄，制作手板既昂貴又耗時(shí)，而CNC加工可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)制作出高度符合設(shè)計(jì)的手板。本文將討論手板加工，并探討CNC加工手板的注意事項(xiàng)和不同應(yīng)用。

什么是CNC手板加工？

手板加工是一種使用數(shù)控機(jī)床快速制造手板的工藝。對(duì)比注塑成型和鈑金制造，它的生產(chǎn)數(shù)量通常較小，旨在為最終產(chǎn)品的外觀和功能等提供驗(yàn)證和測(cè)試。

通過(guò)手板加工，制造商可以更容易地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，并在開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)前消除這些缺陷，有助于提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本效益。

CNC加工為何適用于手板制作？

CNC加工之所以成為手板制作的理想工藝，主要有幾個(gè)原因。首先，由于使用了計(jì)算機(jī)裝置來(lái)控制工件和切削工具的移動(dòng)，因此該工藝具有很高的精確度和重復(fù)性。這些計(jì)算機(jī)控制裝置會(huì)考慮設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)，確保生成的手板是設(shè)計(jì)的復(fù)制品。

數(shù)控技術(shù)適用于手板制作的另一個(gè)原因是它的速度。它與注塑成型等工藝截然不同，在注塑成型工藝中，由于模具制作周期長(zhǎng)，制造商和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員需要等待幾個(gè)月才能看到成品。

使用數(shù)控系統(tǒng)，手板制作首先要?jiǎng)?chuàng)建最終產(chǎn)品的CAD模型，然后將其轉(zhuǎn)換為 CAM 文件，用于控制CNC機(jī)床在手板制作過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)。這一過(guò)程非常靈活，意味著你可以隨時(shí)根據(jù)不同的需求調(diào)整設(shè)計(jì)，制作出最符合您需求的手板。

不同的CNC手板加工工藝

制造商可以使用不同的CNC工藝加工手板，以下是常見(jiàn)的幾個(gè)工藝。

銑削加工

該操作是借助銑床創(chuàng)建手板。CNC銑削過(guò)程是減法過(guò)程，刀具從工件上切割材料，以加工不同幾何形狀的手板。銑床采用多點(diǎn)切削工具，每個(gè)切削點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)在工件上切出精確的特征。

在工件上切割的深度和類型以及機(jī)器使用的軸取決于手板設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。為了獲得更高的切削精度，銑床還可以增加附加軸以提高加工精度。

車削加工

車削加工是使用車床制作手板。這種工具非常適合用于制作具有圓柱形特征的產(chǎn)品。在這種加工操作中，車床刀具靜止不動(dòng)，而工件則緊靠刀具旋轉(zhuǎn)。

與銑床不同，車床使用單點(diǎn)切削刀具從棒料上去除材料，從而制造出零件。CNC車削非常適合在手板的表面創(chuàng)建線性特征，以及在內(nèi)部邊緣創(chuàng)建螺紋。

手板CNC加工的優(yōu)勢(shì)

以下是通過(guò)數(shù)控加工制作手板的一些優(yōu)勢(shì)。

• 高精度和高準(zhǔn)確度：數(shù)控加工有利于生產(chǎn)高精度、嚴(yán)格公差和高準(zhǔn)確度的手板，這種精度和準(zhǔn)確性得益于計(jì)算機(jī)對(duì)切削工具運(yùn)動(dòng)的控制。
• 成本效益高：CNC手板制作允許單件或小批量生產(chǎn)，因此制造商更容易在全面生產(chǎn)前從視覺(jué)和功能上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。如果制造商在評(píng)估過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比全面生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)缺陷要小。
• 一致性和可重復(fù)性：數(shù)控手板制作具有高度的可重復(fù)性。此外，它還具有一致性，無(wú)論生產(chǎn)多少份副本，都能精確模仿原始樣本。這與注塑成型等其他手板制作工藝不同，在注塑成型或真空復(fù)模工藝中，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，模具會(huì)發(fā)生折舊，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)發(fā)生細(xì)微變化。
• 材料多樣性：通常，3D 打印和注塑成型等制造工藝可使用的材料數(shù)量比較有限，CNC加工提供了更多的材料可能性。利用數(shù)控手制造技術(shù)，可以加工各種材料，從塑料和木材到金屬手板。數(shù)控手板加工常用的材料包括塑料，如 LDPE、HDPE、PC、PP、PMMA、POM、PA+GF、ABS 和 Teflon等。金屬和包括鋁、鋼、不銹鋼、鎂、鈦、鋅、銅、青銅和黃銅等。
• 省時(shí)省力：使用數(shù)控技術(shù)制作手板是一種省時(shí)的工藝，因?yàn)樗恍枰谱髂＞?。修改設(shè)計(jì)也很快捷，因?yàn)橹圃焐讨恍栊薷?CAD 和 CAM 文件，然后使用數(shù)控機(jī)床再次制作手板。

數(shù)控加工手板的局限性

使用數(shù)控機(jī)床加工手板是生產(chǎn)手板的理想方法之一，但使用這種工藝仍有局限性。以下是其中一些限制：

• 幾何限制：CNC制造工藝的一個(gè)主要限制是很難加工內(nèi)部幾何形狀。換句話說(shuō)，使用CNC講過(guò)很難制作出具有內(nèi)部組件的手板。要制作具有內(nèi)部組件的手板，最好使用 3D 打印等從內(nèi)到外的快速成型制造工藝。
• 專業(yè)技術(shù)：設(shè)計(jì) CAD 文件并以此生成 CAM 文件需要技術(shù)知識(shí)。此外，數(shù)控機(jī)床的安裝和操作也需要一定的專業(yè)知識(shí)。數(shù)控手板制作需要測(cè)試程序、創(chuàng)新方法和豐富的經(jīng)驗(yàn)等方面的知識(shí)。因此，通常建議將手板加工外包給像韋克快速成型這樣在加工行業(yè)擁有多年經(jīng)驗(yàn)的專家。

數(shù)控手板加工的應(yīng)用

數(shù)控加工是各行各業(yè)廣泛接受的一種手板加工工藝。不過(guò)，有些行業(yè)使用這種工藝的情況比其他行業(yè)多，以下是其中的一些行業(yè)。

汽車行業(yè)

汽車行業(yè)需要高精度和嚴(yán)格公差的零件和原型。這些零件通常包括制動(dòng)器、齒輪和懸掛部件。所有這些部件都需要嚴(yán)格的公差和精度，以確保汽車的安全。

醫(yī)療行業(yè)

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，需要假肢、植入支架和輔助醫(yī)療機(jī)器人等公差要求極高的零件。數(shù)控加工工藝可為該行業(yè)提供高質(zhì)量的功能手板。

航空航天業(yè)

該行業(yè)使用數(shù)控加工技術(shù)測(cè)試航空航天零件的性能以及的其他創(chuàng)新產(chǎn)品的功能，確保這些零件在飛行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)故障。經(jīng)常使用數(shù)控手板加工的飛機(jī)零件包括歧管、襯套等。

CNC手板制造的注意事項(xiàng)和技巧

數(shù)控手板制作是制造商在批量生產(chǎn)前確保零件符合要求和精度的可靠方法。想要為您的設(shè)計(jì)制作手板嗎？以下是一些提示。

盡量降低手板復(fù)雜度

雖然復(fù)雜的原型設(shè)計(jì)可能代表著追求高品質(zhì)，但通常并非如此。手板加工需要注意的一點(diǎn)是，復(fù)雜程度越高，數(shù)控加工成本就越高。除了成本之外，如果設(shè)計(jì)中有多個(gè)難以加工的角度和倒扣，這需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)設(shè)置機(jī)床或者使用額外的工藝，從而增加了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

使用標(biāo)準(zhǔn)公差

標(biāo)準(zhǔn)公差是多次實(shí)踐，多年使用特定材料后得出的。要實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的公差，可能需要專門的切削工具和額外的夾具，這將影響生產(chǎn)成本。通常，如果不是必要的功能特征，建議使用標(biāo)準(zhǔn)公差。

選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的 CNC 手板制造商

更重要的是，你應(yīng)該與經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)控手板制作專家合作。因?yàn)樗麄兛梢约芯?yōu)化生產(chǎn)流程，從而制造出高質(zhì)量的手板。他們還會(huì)考慮制造所需手板設(shè)計(jì)的加工工藝的幾何限制，并提出DFM方案。

CNC手板制作與 3D 打印的比較

雖然兩者都是手板制作工藝，但在方法和提供的解決方案上卻不太一樣。此外，兩種工藝都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和。本節(jié)將對(duì)這兩種工藝進(jìn)行比較；

• 材料浪費(fèi)：數(shù)控手板加工通過(guò)切削材料成型，產(chǎn)生較多廢料，尤其是復(fù)雜零件。3D 打印則以增材制造為主，材料利用率更高，浪費(fèi)較少。
• 手板制作成本：數(shù)控加工成本較高，尤其是復(fù)雜結(jié)構(gòu)或單件小批量生產(chǎn)，因需要昂貴的設(shè)備和較長(zhǎng)工時(shí)。3D 打印的單件成本通常較低，但批量生產(chǎn)時(shí)成本優(yōu)勢(shì)減弱。
• 支持的材料：數(shù)控加工支持多種金屬、塑料等工程材料，適用于功能性和高強(qiáng)度需求。雖然3D 打印的材料種類不斷增加，但性能與傳統(tǒng)材料仍有差距。
• 零件公差：數(shù)控加工精度高，可實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的公差要求，適用于高精度零件。3D 打印的公差相對(duì)較大，更適合形狀復(fù)雜但精度要求較低的零件。

韋克為手板制作提供CNC加工服務(wù)

韋克擁有先進(jìn)的加工技術(shù)和超過(guò) 20 年的數(shù)控手板制造經(jīng)驗(yàn)，能夠以最佳方式將您的 CAD 模型變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。我們提供一站式專業(yè) CNC 加工服務(wù)，從精密手板制作到批量生產(chǎn)，一站式滿足您的需求。憑借豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，我們可為各行業(yè)生產(chǎn)符合規(guī)格的高質(zhì)量手板。只需上傳您的 CAD 文件，即可快速獲得DfM和報(bào)價(jià)。