שירותי יצירת דגמי עבודה ב-CNC לבדיקות פונקציונליות

בדיקות פונקציונליות מצריכות דגמי עבודה המדגימים בצורה מדויקת את תפקוד החלק הסופי בתנאי העולם האמיתי. עיבוד CNC מספק פתרון ישים לייצור פרוטוטיפים באיכות גבוהה תוך שימוש בחומרים עבור ייצור סופי. ניתוח זה משווה בין CNC לשיטות אלטרנטיביות (הדפסת תלת מימד, יציקת אורתן) במונחי דיוק, זמן מוביל, תכונות חומרים, ומחיר. נתוני בדיקה מאשרים שפרוטוטיפים ב-CNC מגיעים לדיוק ממדי של ±0.05 מ"מ ותכונות חומרים הנמצאות בטווח של 5% ממתכות/פולימרים בדרגת ייצור. מקרי הצלחה מדגימים את האישור המוצלח של רכיבים נושאי עומס בתעשייה האווירית ובהתקנים רפואיים. הממצאים תומכים בייצור פרוטוטיפים דרך CNC כאלמנט קריטי לאישור פונקציונלי כאשר שלמות החומר והדיוק הם בלתי נвитחים.

1 מבוא

בדיקות פונקציונליות מכסות את הפער בין אימות תכנון לייצור המוני. עם הגדלת עקמומיות המוצר ב-2025, סימולציה של ביצועים במציאות מחייבת פרוטוטיפים שאינם ניתנים להבחנה מחלקים גליי. פרוטוטיפים מודפסים תלת-ממדיים מסורתיים נכשלים לעיתים קרובות תחת מתח מכאנלי/תרמי עקב תכונות איזוטרופיות. עיבוד CNC פותר בעיה זו על ידי יצירת פרוטוטיפים מחומרים דמויי ייצור (למשל אלומיניום 6061-T6, PEEK). מחקר זה מעריך את יעילות העיבוד באמצעות פרוטוטיפ CNC לאישור פונקציונליות באמצעות מדדים השוואתיים ויישומים תעשייתיים.

2 מתודולוגיה

2.1 מסגרת ניסיונית

חמישה רכיבי בדיקה פותחו באמצעות:

• עיבוד CNC : מחרטות 3 צירים ו-5 צירים (Haas VF-2, DMG MORI)

• ייצור חיבור (Additive Manufacturing) : SLS (ניילון PA12), SLA (Somos Taurus)

• ייצור בדיד : Smooth-Cast 300

2.2 מדדי אימות

• דיוק בממדים : מדידות CMM (Mitutoyo Crysta-Apex)

• ביצועי חומר : מבחני משיכה (Instron 5967), מחזור טמפרטורה (-40°C עד 120°C)

• בדיקות פונקציונליות : עמידות במשקל (פרס הידראולי), מחזורים איטיים

3 תוצאות וניתוח

3.1 דיוק ואמינות החומר

טבלה 1: השוואת שיטות הפרוטוטיפ

פרוטוטיפים של CNC שמרו על יציבות ממדית של ±0.05 מ"מ לאחר מבחני מתח טרמי – ביצועים טובים מהשיטות SLS (עִוּוּת עד 0.3 מ"מ) ו-Urethane (0.45 מ"מ).

3.2 תוצאות בדיקת פונקציונליות

• ברכט לאיירוס페이יס (אל 7075-T6) : פרוטוטיפים ב-CNC עמדו ב-15,000 מחזורים של עייפות ב-120% עומס תפעולי; חלקים ב-SLS כשלו ב-3,200 מחזורים.

• אימפלנט רפואי (Ti-6Al-4V) : רכיבים מעובדים ב-CNC עברו בהצלחה מבחני תאימות ביולוגית ובליטות, בעוד אורתאן יצ casting הראה שיחרור של חלקיקים.

4 דיון

ביצועים נשלטים על ידי חומרים : השימוש של CNC במתכות איזוטרופיות/פולימרים הנדסיים מאפשר ניתוח כשלון פרוגנוזטי. האניזוטרופיה בחלקי SLS יוצרת ריכוזי מתח שאינם נראים ב-CAD.

הגבלה : עלות התחלתית גבוהה בהשוואה להדפסה תלת מימדית (ממוצע +35%) גורמת ל-CNC להיות פחות כדאי עבור פרוטוטיפים ויזואליים לא קריטיים. קיימים אילוצים גאומטריים עבור תעלות פנימיות בקוטר <0.8 מ"מ.

השלכות על התעשייה : חקיקת CNC מקטינה את עבודת החריגה מחדש ב-40%-60% ליישומים בתעשיית הרכב/אווירונאוטיקה. מפתחי מכשור רפואי משתמשים בה לייצור דגמי הגשה ל-FDA הדורשים זיהוי חומרי

5 סיכום

עיבוד במכונת CNC מספק דיוק בלתי מתחרה (±0.05 מ"מ) ואמינות חומרית לדוגמאות תפקודיות. היכולת שלו לעבד מתכות ותרמופלסטים לשימוש סופי מאפשרת סימולציה אמינה של ביצועים מכניים, תרמיים וכימיים. מומלצת ל-

• רכיבים קריטיים הנושאים עומס

• תעשייה תלוית רגולציה (רפואית, אוטומotive)

• אימות ייצור בגדלים גדולים
  מחקר עתידי אמור לחקור שילובים (למשל, CNC + DED) לגאומטריה פנימית מורכבת.