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CNC與RP的機加工性能比較
時間:2010-07-20 點擊:17
 在過去的十五年里,原型復制取得了重大的進展。最初,大多數RP技術在速度方面有明顯的優勢,但由于精確度和材料性能等方面的問題,限制了技術的進一步發展。自從RP出現以后,由于受到某些競爭的威脅,CNC在速度得到改進的同時,也能帶來眾所周知的收益。同樣RP在精確度、材料性能及表面拋光等方面也得到了改進。

  了解這兩種技術,對于為工作選擇正確的加工工具而言,尤為重要,下列的指導可以幫助工具的選擇。

  材料

  RP受到限制

  材料的研究經歷了很長一段過程。材料選擇的范圍變大了,性能也得到了保證。現在可用的材料有金屬、塑料、陶瓷及復合材料等,材料的選擇仍然受到一些限制。而且,大多數材料的性能與材料的加工、模制及澆注等方面的性能也不是很匹配。

  CNC幾乎不受任何限制

  機加工中心幾乎對所有的材料都能做切削處理。

  零件的最大尺寸

  RP的最大尺寸為600 x 900 x 500mm

  盡管現有的工業化設備還不能加工儀表盤或者擋板,但是已有的原型可用于生產大多數的日用品和工業品。如果設備要生產的零件太大,可以先生產其各個組成部分,最后再接合成一個完整部件。必須要注意的是,尺寸對于時間有影響,制造較大的零件費時較長。

  CNC可以生產飛機零件

  CNC機加工可以生產的實際零件和模件的尺寸,小到臺式裝置大到橋式設備。可以這么說,CNC尺寸的限制也只來自所用的機械工具。

  零件的復雜性

  RP不受限制

  如果一個樣品可以用設計軟件做模制的話,那么制造的時間或成本方面幾乎不受任何影響。迅速、廉價生產復雜零件是RP的最大優勢之一。

  CNC受到限制

  CNC機加工必須要處理部件的所有細節特征。當零件的復雜性增加時,所需設備的數量及工具的變化也會相應增加。大縱橫尺寸比、深槽、深洞及方角都會使CNC切削設備的費用增大,五軸切削工具及某些技巧能夠克服這些不足,但象底切這種簡易操作卻也能產生問題。

  細節特征

  RP有其獨到之處

  RP能夠加工出CNC所無法做到的一些細節。比如,RP可以加工尖內角,可以加工又深又窄的通道、又高又薄的墻壁以及棱柱這些大縱橫尺寸比的特征。

  CNC有其不同之處

  CNC有許多特征可以勝過RP,比如說銳邊、平滑疊合、干凈的倒角。在評估有關精確度即表面修整等細節時,這些尤為重要。

  精確度

  RP的精確度為0.125~0.75mm

  RP的某些個別尺寸的精確度有可能超過0.125mm,但其一般偏差的范圍為0.125~0.75mm。精確度隨RP設備和尺寸大小的不同而變化。尺寸增加,精確度也加大。

  CNC的精確度為0.0125-0.125mm

  如果機加工設備得當,其精確度有可能達到很高,通常情況下,CNC的精確度要比RP的高,精確度一般與設備的成本相關。

  重復精度

  RP的重復精度低

  RP對于影響樣機質量的許多因素很敏感,在不同的時間制造零件,其結果也許會不同。溫度、濕度、定位以及放置只是可以影響產品重復精度參數中的幾個。

  CNC的重復精度高

  CNC的重復精度要比RP的高得多。如果刀具軌跡、所用工具及材料不變的話,其產品的重復性會更高。環境條件和人為因素會對結果產生影響,對于某些材料而言,溫度及濕度會影響產量,因為它們能影響到技師所用設備的精確性。

  表面精整

  RP的Ra值為2.5~15微米

  如果沒做二次處理,即使不是全部,但有一些表面很粗糙。RP運用某些技術可把板材的厚度范圍提高到0.0125~0.025mm,但是板材的層理和凹凸現象仍會影響表面的精整。如果想做二次處理的話,可使光潔度達到想要的水平,但這樣做會改變零件尺寸的精確度。同時,這些操作也會增加多余的時間和成本。

  CNC的Ra值為0.5~5微米

  機加工與RP不同,它可以為樣機、模型和刀具做出適合它們所需的表面拋光。對于RP而言,二次處理(砂磨、拋光)是可以改進表面的光潔度,但同時也會影響到精確度、時間和成本。

  可靠性

  RP的可靠性屬于中等

  對于大多數技術而言,產品的可靠性隨著產品的不斷成熟而增加。RP技術只有15年的歷史,這意味著它的可靠程度會有不同的等級。該技術由于時間短、資源匱乏,有些RP生產商沒有太多的時間為提高其可靠性而改進裝置的組件。

  CNC的可靠性屬于中等至上等

  CNC的研究與發展已有30多年的歷史,因此它是一種值得信賴、可靠的技術。多年來,持續不斷的技術改進已經消除了產生減少產品可靠性的設備元件。

  所需操作人員

  RP所需的操作人員極少

  二次操作(如安置臺架)除外,RP所需的人員極少。在數分鐘之內,它可以為零件備好所需的信息資料并開始制造。在制造期間,需要很少或者幾乎不需人員參與。

  CNC所需的操作人員多

  CAM軟件應用雖然得到了改善,但在大多數情況下,它們仍然不能根除人員介入。設備安裝及操作需要經驗豐富的技師;模型在無人情況下制造更是極為罕見。

  所需經驗豐富的技工

  RP所需這類技工極少

  這種技術的員工工資當然不是最低,但與機加工相比較,其所需的經驗豐富的技工數量較少。這種說法有幾分是真實的,因為該技術本身就不需要什么工人。另外,RP經過改進后,操作過程甚至無需技藝。

  CNC所需的這類技工較多

  機加工需要技巧、創造力和處理問題等方面的能力。從刀具軌跡設計、加工策略到切割操作與監控,機加工都由經驗豐富的技工來完成。隨著公司收入的減少,技師數量的下降,很可能會缺乏制造模型所需的人力資源。

  研制的周期

  RP所需的周期短到中等

  RP由于所需的員工少、操作步驟少、對設計的復雜性不太敏感,因此它不但減少了實際的制造周期,同時還也減少了整個工藝過程的時間。總體來講,RP技術在時間和人力方面都富有效率。如果RP在下午4:30收到數據,那么第二天早上就能生產出產品來。對于CNC來說,如果沒有兩個班的生產時間,絕對生產不出產品的。但是,并非說RP技術對于任何零件的加工制造都是最快的。

  CNC所需的周期屬于中等

  機加工所涉及的東西比較多,主要有人力、刀具運行軌跡、裝置的固定、加工時間以及材料等等。其結果是諸多工作所花費的時間要比RP的時間多得多。但是,如果設計簡單易懂,CNC也能縮短周期;如果轉軸速度快,其進料速度也能改變。
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