Услуге за ЦНЦ прототипирање за функционално тестирање

Функционално тестирање захтева прототипе који прецизно репликују понашање коначног дела под реалним условима. СЦН обрада пружа одрживо решење за производњу прототипа високе верности користећи материјале за крајњу производњу. Ова анализа упоређује ЦНЦ са алтернативним методама (3Д штампање, ливање уретана) у погледу тачности, времена одвода, својстава материјала и трошкова. Подаци о тестирању потврђују да CNC прототипи постижу димензијску тачност ±0,05 мм и материјалне својства у оквиру 5% метала/пластике производње. Студије случаја показују успешну валидацију носећих компоненти у ваздухопловству и медицинским уређајима. Резултати подржавају ЦНЦ прототипирање као критично за функционалну верификацију у којој се не може преговарати о интегритету материјала и прецизности.

1 Увод

Функционално тестирање мостова, валидација дизајна и масовна производња. Како комплезитет производа расте 2025. године, симулација перформанси у стварном свету захтева прототипе који се не могу разликовати од коначних делова. Традиционални 3Д штампани прототипови често не успевају под механичким / топлотним стресом због анизотропних својстава. ЦНЦ обрада решава ову празнину тако што омогућава прототипе из материјала производње (нпр. 6061-Т6 алуминијум, ПЕЕК). Ова студија квантификује ефикасност ЦНЦ прототипирања за функционалну верификацију кроз компаративне метрике и индустријске апликације.

2 Методологија

2.1 Експериментални оквир

Пет компоненти тестирања су прототиписани користећи:

• СЦН обрада : Тренови и петоосни млински молници (Хаас ВФ-2, ДМГ Мори)

• Адитивна производња : СЛС (Найлон ПА12), СЛА (Сомас Тарус)

• Уретанска ливка : Глатко-лијепа 300

2.2 Метрике валидације

• Прецизност димензија : мерења ЦММ (Митутојо Цриста-Апекс)

• Перформансе материјала : Тест за истезање (Инстрон 5967), топлотни циклус (-40°C до 120°C)

• Функционално тестирање : Издржљивост оптерећења (хидрауличка штампа), циклуси уморности

3 Резултати и анализа

3.1 Тачност и материјална верност

Таблица 1: Сравња методе прототипирања

ЦНЦ прототипи су одржали димензијску стабилност у оквиру ± 0.05 мм након термалног стресног тестирања надмашујући СЛС (деформација до 0.3 мм) и уретан (0.45 мм).

3.2 Резултати функционалног тестирања

• Аерокосмичка задница (Al 7075-T6) : ЦНЦ прототипи су издржали 15.000 циклуса умора при 120% оперативног оптерећења; СЛС делови су пропали на 3.200 циклуса.

• Медицински имплант (Ti-6Al-4V) : Компоненте које се обрађују ЦНЦ-ом прошли су тестове биокомпатибилности и хабања, док је ливени уретан показао проливање честица.

4 Дискусија

Перформансе које се воде материјалом : CNC употреба изотропних метала/инжењерске пластике омогућава прогнозну анализу неуспеха. Анизотропија у деловима СЛС ствара концентрације стреса које се не могу открити у ЦАД-у.

Ограничења : Виши почетни трошкови у поређењу са 3Д штампом (просечно +35%) чине ЦНЦ мање одржив за некритичне визуелне прототипе. Геометријска ограничења постоје за унутрашње канале < 0,8 мм дијаметра.

Импликације у индустрији : ЦНЦ прототип смањује прераду алата за 40-60% за аутомобилске / ваздухопловне апликације. Развојници медицинских уређаја га користе за прототипе које су поднели ФДА и којима је потребна тражљивост материјала.

5 Закључак

ЦНЦ обрада пружа неупоредиву тачност (± 0.05 мм) и верност материјала за функционалне прототипе. Његова способност да обрађује метале и термопластике за крајњу употребу омогућава поуздану симулацију механичке, термичке и хемијске перформансе. Препоручено за:

• Критичне компоненте за ношење оптерећења

• Индустрије зависне од регулатива (медицинска, аутомобилска)

• Валидација производње у великој количини
  Будућа истраживања треба да истражују хибридне приступе (нпр. ЦНЦ + ДЕД) за сложене унутрашње геометрије.