Neste artigo, examinaremos várias das tecnologias e materiais usados para fabricar peças para produção, seus benefícios, coisas a considerar e muito mais.
Introdução
As peças de fabricação para produção-também conhecidas como peças de uso final-refere-se ao processo de uso de matérias-primas para criar uma peça projetada e fabricada para ser usada em um produto final, em oposição a um protótipo ou modelo. Confira nosso guia para fabricar protótipos iniciais para saber mais sobre isso.
Para garantir que suas peças funcionem em um ambiente do mundo real-como peças de máquinas, componentes de veículos, produtos de consumo ou qualquer outro objetivo funcional-a fabricação precisa ser abordada com isso em mente. Para fabricar peças para produção com sucesso e eficiente, considere os métodos de materiais, design e produção para garantir que você atenda aos requisitos funcionais, de segurança e qualidade necessários.
Selecionando materiais para peças de produção
Os materiais comuns para peças destinados à produção incluem metais como aço ou alumínio, plásticos como ABS, policarbonato e nylon, compósitos como fibra de carbono e fibra de vidro e certa cerâmica.
O material certo para suas peças de uso final dependerá dos requisitos específicos do aplicativo, bem como de seu custo e disponibilidade. Aqui estão algumas propriedades comuns a serem consideradas ao selecionar materiais para fabricar peças para produção:
Força. Os materiais devem ser fortes o suficiente para suportar as forças às quais uma peça será exposta durante o uso. Os metais são bons exemplos de materiais fortes.
Durabilidade. Os materiais devem ser capazes de suportar o desgaste ao longo do tempo sem degradar ou quebrar. Os compósitos são conhecidos por durabilidade e força.
Flexibilidade. Dependendo da aplicação da parte final, um material pode precisar ser flexível para acomodar movimento ou deformação. Plásticos como policarbonato e nylon são conhecidos por sua flexibilidade.
Resistência à temperatura. Se a peça for exposta a altas temperaturas, por exemplo, o material deverá suportar o calor sem derreter ou deformar. Aço, ABS e cerâmica são exemplos de materiais que exibem boa resistência à temperatura.
Métodos de fabricação para peças para produção
Quatro tipos de métodos de fabricação são usados para criar peças para produção: fabricação subtrativa, fabricação aditiva, formação de metal e fundição.
Fabricação subtrativa
A fabricação subtrativa - também conhecida como fabricação tradicional - envolve a remoção de material de um material maior até que uma forma desejada seja alcançada. A fabricação subtrativa é geralmente mais rápida que a fabricação aditiva, tornando-a mais adequada para a produção de lote de alto volume. No entanto, pode ser mais caro, especialmente ao considerar os custos de ferramentas e configurar, e geralmente produz mais desperdício.
Os tipos comuns de fabricação subtrativa incluem:
Controle numérico de computador (CNC) de moagem. Um tipo de usinagem CNC, a moagem do CNC envolve o uso de uma ferramenta de corte para remover o material de um bloco sólido para criar uma peça acabada. É capaz de criar peças com altos graus de precisão e precisão em materiais como metais, plásticos e compósitos.
Serviço de torneamento do CNC. Também um tipo de usinagem CNC, o CNC Turning usa uma ferramenta de corte para remover o material de um sólido rotativo. Normalmente, é usado para criar objetos cilíndricos, como válvulas ou eixos.
Fabricação de chapa metal. Na fabricação de chapas metálicas, uma folha plana de metal é cortada ou formada de acordo com um plano, geralmente um arquivo DXF ou CAD.
Fabricação aditiva
A fabricação aditiva - também conhecida como impressão 3D - refere -se a um processo no qual o material é adicionado em cima de si para criar uma peça. É capaz de produzir formas altamente complexas que, de outra forma, seriam impossíveis com os métodos de fabricação tradicionais (subtrativos), gera menos resíduos e podem ser mais rápidos e mais baratos, especialmente ao produzir pequenos lotes de peças complexas. A criação de peças simples, no entanto, pode ser mais lenta que a fabricação subtrativa, e a gama de materiais disponíveis é geralmente menor.
Os tipos comuns de fabricação aditiva incluem:
Estereolitografia (SLA). Também conhecido como impressão 3D de resina, o SLA usa lasers UV como uma fonte de luz para curar seletivamente uma resina de polímero e criar uma peça acabada.
Modelagem de deposição fundida (FDM). Também conhecido como Fabricação de Filamentos Fusedes (FFF), o FDM constrói a camada de peças por camada, depositando seletivamente o material derretido em um caminho predeterminado. Ele usa polímeros termoplásticos que vêm em filamentos para formar os objetos físicos finais.
Sinterização seletiva a laser (SLS). Na impressão SLS 3D, um laser sintina seletivamente as partículas de um polímero em pó, fundindo -as e construindo uma parte, camada por camada.
Multi Jet Fusion (MJF). Como a tecnologia de impressão 3D proprietária da HP, o MJF pode fornecer consistente e rapidamente peças com alta resistência à tração, resolução de recursos finos e propriedades mecânicas bem definidas
Formação de metal
Na formação de metais, o metal é moldado em uma forma desejada aplicando força através de métodos mecânicos ou térmicos. O processo pode ser quente ou frio, dependendo do metal e da forma desejada. As peças criadas com formação de metal geralmente apresentam boa resistência e durabilidade. Além disso, normalmente há menos resíduos materiais criados do que com outras formas de fabricação.
Os tipos comuns de formação de metal incluem:
Forjamento. O metal é aquecido e depois moldado aplicando força compressiva a ele.
Extrusão. O metal é forçado através de um dado para criar uma forma ou perfil desejado.
Desenho. O metal é puxado através de um dado para criar uma forma ou perfil desejado.
Flexão. O metal é dobrado a uma forma desejada através de uma força aplicada.
Elenco
A fundição é um processo de fabricação no qual um material líquido, como metal, plástico ou cerâmica, é derramado em um molde e deixado solidificar -se em uma forma desejada. É usado para criar peças com alto grau de precisão e repetibilidade. A fundição também é uma escolha econômica na produção de grandes lotes.
Os tipos comuns de elenco incluem:
Moldagem por injeção. Um processo de fabricação usado para produzir peças injetando material fundido - geralmente plástico - em um molde. O material é então resfriado e solidificado e a parte acabada é ejetada do molde.
Morrer de elenco. Na fundição, o metal fundido é forçado a uma cavidade do molde sob alta pressão. A fundição da matriz é usada para produzir formas complexas com alta precisão e repetibilidade.
Design para fabricação e peças para produção
Projeto para fabricação ou fabricação (DFM) refere-se a um método de engenharia para criar uma peça ou ferramenta com um foco de design, permitindo um produto final mais eficaz e mais barato de produzir. A análise automática DFM da Protolabs Network permite que engenheiros e designers criem, itineem, simplifiquem e otimizem as peças antes de serem feitas, tornando todo o processo de fabricação mais eficiente. Ao projetar peças mais fáceis de fabricar, o tempo e os custos de produção podem ser reduzidos, assim como o risco de erro e defeitos nas partes finais.
Dicas para usar a análise DFM para minimizar os custos da sua produção
Minimizar componentes. Normalmente, quanto menos componentes uma peça tiver, menor o tempo de montagem, risco ou erro e custo geral.
Disponibilidade. As peças que podem ser fabricadas com métodos e equipamentos de produção disponíveis - e que apresentam designs relativamente simples - são mais fáceis e baratos de produzir.
Materiais e componentes. As peças que usam materiais e componentes padrão podem ajudar a reduzir custos, simplificar o gerenciamento da cadeia de suprimentos e garantir que as peças de reposição estejam facilmente disponíveis.
Orientação de peça. Considere a orientação da parte durante a produção. Isso pode ajudar a minimizar a necessidade de suporte ou outros recursos adicionais que podem aumentar o tempo e o custo geral da produção.
Evite malhas. Os sub -cuts são recursos que impedem que uma peça seja facilmente removida de um molde ou acessório. Evitar undercuts pode ajudar a reduzir o tempo e os custos de produção e melhorar a qualidade geral de uma parte final.
O custo da fabricação de peças para produção
Encontrar um equilíbrio entre qualidade e custo é essencial na fabricação de peças destinadas à produção. Aqui estão vários fatores relacionados a custos a serem considerados:
Materiais. O custo das matérias -primas utilizadas no processo de fabricação depende do tipo de material utilizado, sua disponibilidade e a quantidade necessária.
Ferramentas. Incluindo custo de máquinas, moldes e outras ferramentas especializadas usadas no processo de fabricação.
Volume de produção. Em geral, quanto maior o volume de peças que você produz, menor o custo por parte. Isso é especialmente verdadeiro na moldagem por injeção, que oferece economias de escala significativas para volumes de pedidos maiores.
Tempos de entrega. As peças produzidas rapidamente para projetos sensíveis ao tempo geralmente incorrem em um custo mais alto do que aqueles com tempo de entrega mais longos.
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