Campo de Usinagem CNC: A Diferença entre Fabricação Rápida de Protótipos e Produção em Massa

Campo de Usinagem CNC: A Diferença entre Fabricação  Rápida de Protótipos e Produção em Massa

Na manufatura moderna, a tecnologia de processamento CNC (controle numérico computacional) tornou-se a tecnologia central de muitos links de produção devido à sua alta precisão e eficiência. No entanto, o processamento CNC abrange uma variedade de cenários de aplicação, entre os quais o protótipo CNC e a produção em grande escala CNC apresentam diferenças significativas, refletidas no propósito de fabricação, características do processo, requisitos de precisão e outros aspectos.  

A partir do propósito de fabricação, o protótipo CNC é usado principalmente na fase de pesquisa e desenvolvimento do produto, sendo um passo fundamental na conversão dos conceitos de design de produto em protótipos físicos. Ao criar protótipos, as empresas podem testar intuitivamente a aparência, a racionalidade estrutural e a viabilidade funcional dos produtos, de modo a descobrir defeitos de projeto e otimizá-los antes da produção em massa, reduzindo custos de P&D e riscos de tempo. Por exemplo, antes de lançar um novo celular, um fabricante de celulares utilizará o processamento de protótipos CNC para produzir múltiplos modelos de celulares com diferentes esquemas de design para que a equipe de design e o departamento de marketing avaliem a aparência, a sensação da empunhadura, etc., a fim de fornecer uma base para o design final. A usinagem CNC convencional atua mais na produção em massa de produtos, visando transformar de forma eficiente e estável projetos comprovados em um grande número de produtos acabados para atender às necessidades de fornecimento do mercado, como a usinagem CNC em grande escala de peças automotivas, que enfatiza a eficiência da produção e o controle de custos.

Em termos de características de processo, o protótipo CNC dá mais atenção à flexibilidade e diversidade. Como a prototipagem geralmente é produzida em peças únicas ou pequenos lotes, e os tipos de produto são diversos, envolvendo múltiplos campos como eletrônica, máquinas e cuidados médicos, isso exige que equipamentos e processos de processamento possam se adaptar rapidamente a diferentes requisitos de projeto e propriedades dos materiais. Durante o processamento, muitas vezes é necessário combinar múltiplas técnicas de processamento, como fresagem, torneamento, perfuração, gravação, etc., para alcançar estruturas complexas e tratamentos finos de superfícies. Em contraste, a usinagem CNC convencional frequentemente utiliza fluxos de processo padronizados e acessórios e ferramentas especiais para melhorar a eficiência da produção e garantir consistência na qualidade do produto. Na usinagem CNC de blocos de cilindros de motor automotivo, fixações especiais de ferramentas são projetadas de acordo com as características estruturais do bloco de cilindros, e parâmetros de usinagem e caminhos de ferramenta fixos são usados para alcançar uma produção em massa eficiente e estável. ​

Em termos de requisitos de precisão, embora ambos tenham altos requisitos de precisão, o foco é diferente. A precisão do processamento de protótipos CNC serve principalmente à funcionalidade e aparência do produto. Exige restauração precisa dos detalhes do projeto e exige exigências extremamente altas quanto à rugosidade da superfície, precisão dimensional e precisão de correspondência das peças de montagem. Ao fazer um modelo protótipo de instrumento de precisão, pode ser necessário alcançar precisão dimensional em nível de micron para garantir a precisão da montagem e a integridade funcional dos componentes. Os requisitos de precisão da usinagem CNC convencional são mais focados em atender aos indicadores de desempenho e à intercambiabilidade do produto. No processamento em lote de peças mecânicas, a precisão dimensional do mesmo lote deve estar dentro de uma faixa de tolerância rigorosa para garantir que as peças possam ser trocadas e montadas normalmente em equipamentos diferentes. ​

Sobre a seleçãoe custos de fabricação de vários materiais e fabricação, para simular o desempenho e a aparência do produto real, o processamento de protótipos CNC selecionará materiais semelhantes ou iguais ao produto final, como liga de alumínio, aço inoxidável, plásticos de engenharia, etc., sendo mais flexível na seleção de materiais, e até mesmo alguns materiais novos serão testados. Como o custo unitário do processamento de protótipos é alto, é difícil compartilhar o custo na produção em pequenos lotes. No processamento CNC convencional, a relação custo-benefício, a usinagem e a estabilidade do fornecimento dos materiais terão prioridade na produção em lote para reduzir os custos de produção. Ao mesmo tempo, à medida que o lote de produção aumenta, o custo de processamento por unidade de produto será significativamente reduzido. ​

 A máquina CNC rápida de protótipos e a maquinagemCNC convencional desempenham papéis diferentes na indústria de manufatura. Suas características e vantagens atendem às diversas necessidades do desenvolvimento de produtos e dos processos de produção, promovendo conjuntamente o desenvolvimento e o progresso da indústria manufatureira.