4 bonnes pratiques pour le prototypage CNC

Le prototypage est une étape intégrale du cycle de vie de la production qui aide les concepteurs et les ingénieurs à s'assurer que leurs conceptions de pièces sont entièrement validées et optimisées avant le début de la fabrication. Les prototypes et les maquettes peuvent être utilisés pour démontrer la preuve de concept ou pour tester des matériaux ou des caractéristiques de performance spécifiques.

Quelle que soit l'application, le prototypage peut raccourcir le cycle de conception, optimiser les pièces pour les fonctionnalités d'utilisation finale, aider les équipes de développement de produits à anticiper les défis avant qu'ils n'entraînent des reconceptions coûteuses et trouver des opportunités de réduction des coûts. En fin de compte, le prototypage rend la production plus efficace et plus rentable.

Les nouvelles technologies affinent le processus de prototypage. La fabrication additive, ou impression 3D, par exemple, a conduit au développement du prototypage rapide, qui permet aux ingénieurs et aux équipes de production de créer des pièces précises et fonctionnelles plus rapidement et plus économiquement que jamais.

Alors que l'impression 3D devient de plus en plus courante pour le prototypage rapide, l'usinage CNC reste une option populaire. Avec une grande variété de matériaux capables de résister à des environnements extrêmes, les prototypes d'usinage peuvent être utiles.

Voici quelques bonnes pratiques de prototypage pour l'usinage CNC.

Gardez des prototypes simples

Parce que les métaux peuvent résister à des températures et des pressions beaucoup plus élevées que le plastique, les métaux usinés sont utilisés pour créer les moules et les outils utilisés dans le moulage par injection et le moulage sous pression. L'un des principaux moyens de réduire les coûts d'usinage consiste à rationaliser la conception des prototypes.

L'ébauche, par exemple, est essentielle pour s'assurer que les pièces moulées sous pression et moulées par injection peuvent être éjectées de leurs moules sans dommage. Cependant, l'ébauche nécessite un usinage complexe et chronophage, qui peut ne pas être nécessaire ou une utilisation économique des ressources lors de l'étape de prototypage.

De plus, des caractéristiques telles que les angles et les contre-dépouilles nécessitent plusieurs configurations ou un outillage spécialisé, qui peuvent tous deux augmenter considérablement le temps de développement et le coût de production des prototypes. Avant de soumettre un prototype, réfléchissez aux fonctionnalités qu'il est absolument nécessaire de voir pendant le développement et à celles qui ne feront qu'augmenter les coûts.

Concevoir en tenant compte de la géométrie de l'outil

La rotation est un élément central du fonctionnement des opérations d'usinage CNC, et les qualités axiales des outils de coupe ou de la pièce doivent être prises en compte dans l'usinage CNC du prototype.

La plupart des outils de coupe sont cylindriques et ont une longueur de coupe limitée, ce qui signifie que toutes les opérations de coupe porteront la forme de l'outil. Les coins internes et autres caractéristiques auront donc un rayon, avec des rayons plus grands conduisant à des temps de machine plus rapides.

Les caractéristiques internes peuvent également nécessiter un usinage supplémentaire ou plus complexe si la conception des outils de coupe n'est pas prise en compte dans la conception de la pièce. Par exemple, si l'équipe voulait vérifier que les caractéristiques d'accouplement externes d'une pièce étaient conçues correctement, elle renonçait à usiner les caractéristiques internes et se contentait d'usiner l'extérieur. Le prototypage rapide au tour CNC - qui implique de faire tourner la pièce mais pas les outils de coupe - est excellent pour les vis et les poignées de porte, mais pas bien adapté aux pièces qui ne sont pas axisymétriques.

Utiliser les tolérances par défaut

Des tolérances plus strictes peuvent nécessiter une combinaison d'outils de coupe spécialisés, un usinage détaillé ou des gabarits et des montages supplémentaires à réaliser. Si des tolérances plus strictes sont nécessaires, le prototype peut être utilisé pour montrer le coût réel de l'atteinte de ces restrictions. Cela pourrait amener l'équipe à revoir la pile de tolérances pour voir si le desserrage est une option.

Augmenter le volume des commandes

En raison de la configuration impliquée, l'usinage CNC n'est généralement pas utilisé pour les commandes à faible volume, car le coût unitaire peut être assez élevé. Cela crée un problème potentiel pour les équipes qui cherchent à usiner des prototypes en plastique CNC ou des prototypes en métal. Cependant, une stratégie consiste à voir comment les devis changent lorsque les commandes de prototypes augmentent de quelques pièces supplémentaires. Très souvent, une augmentation du volume de production réduit considérablement les prix unitaires sans générer de frais généraux importants.

Prototype avec un partenaire de fabrication chevronné

Le prototypage est une étape cruciale du cycle de vie de la production qui permet de s'assurer que les conceptions de pièces sont entièrement optimisées avant le début de la fabrication. L'usinage CNC peut être une méthode très efficace de prototypage rapide, à condition que les équipes de produits répondent aux exigences géométriques uniques du processus d'usinage et s'efforcent de rationaliser les opérations.

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