如何为快速原型制作选择最佳 CNC

T他的原型设计之路可能很长，但充满知识的旅程。

希望我们之前关于内部快速原型制作的讨论已经教育并激励您掌控自己的原型制造。

一旦你决定冒险，你从哪里开始？在您解决了使用加法还是减法的问题之后，就该开始挑选适合您的机器了。如果您决定将 CNC 机床作为解决方案的一部分，那么您来对地方了！让我们深入了解 CNC 世界并帮助理解这一切。

如何选择合适的 CNC 机床？

在向外寻找合适的 CNC 机床之前，最好向内查看您的产品系列。了解您自己产品的要求将有助于确定最适合您的原型实验室的机器。定义您将使用的材料、需要保持的尺寸公差以及需要创建的几何特征。

• 机器是否易于使用和维护？
• 编程部件本身就很困难吗？
• 是否会在您需要时提供支持？
• 为机器提供动力和工具的成本是多少？

我的 CNC 选项是什么？

可供您考虑的 CNC 机床种类繁多 - 当提供所有选项时，这可能是一项艰巨的任务。不过不用担心——这是您回到基本问题的地方：公差、形状和材料。牢记这些将有助于更轻松地选择合适的机器。

让我们分解一下：

数控等离子切割机

CNC 等离子切割机通常用于钢板金属，是一种经济实惠、快速且高效的方式来烧穿各种导电材料。虽然市场上有一些多轴等离子切割机，但它们通常是 2 轴机器。 CNC 等离子切割机在快速成型中的缺点是其在 2 轴形式上的固有局限性、相对较差的切割质量以及较高的工作场所安全要求。除非您在原型制造设施中加强制造/焊接工艺，否则 CNC 等离子切割机可能不是您的最佳选择。

数控激光切割机

与等离子相比，CNC 激光切割机近年来越来越受欢迎，原因很容易理解。激光可以切割金属以外的更广泛的材料，包括塑料、木材和织物，所有这些都相对容易。

但是，使用激光有一些问题需要考虑。激光使用大量热量来穿透材料，这会使边缘变硬，使其更脆。此外，尽管激光切割非常准确，但会在边缘留下轻微的锥度，这会影响尺寸精度需求。

由于激光切割机通常是 2 轴机器，因此它们可以创建的功能受到限制。虽然它们可以烧蚀层以创建更大的特征深度，但它们在能耗和时间方面效率很低，代价是可能会因过热而使零件变形。这大大缩小了 CNC 激光切割机的有效使用范围，尤其是在快速原型制作方面。

数控水刀切割机

水刀切割是切割几乎任何类型的薄或厚材料的有效方法。使用高压水和称为石榴石的研磨介质，水射流是激光或等离子切割的绝佳替代品。它还通过使用闭环水循环系统产生更少的废物。所有这一切的不利之处在于维护成本。维护过滤器、泵和喷嘴可能是一项艰巨的任务。与 CNC 激光切割相比，CNC 水刀切割相当不准确，通常只能保持 0.005 英寸的公差，但切割质量可能更好。

数控路由器

虽然路由器是一种数控铣床，但它们通常完全分开分类。这主要是由于他们的设计：CNC 路由器有一个龙门框架结构，有一个横跨机器工作台的大桥。这本质上允许在不牺牲地面空间的情况下实现大的工作范围。 CNC 铣床通常负责铣削大型木材、塑料或较软的金属（如铝）面板。

请记住，如果您不熟悉加工概念，那么学习使用 CNC 路由器的学习曲线将比提到的其他项目更陡峭。有很多关于机器控制、切削策略、铣削工具等方面的知识……此外，路由器通常被大多数机械师忽视，因为它们缺乏刚性和精度，因此使它们成为 CNC 水刀的明显升级，但不是那么精确作为数控铣床。

数控车床

车床是机械加工历史的重要组成部分。车床被称为“机床之母”，早在 13 世纪就开始采用 CNC 技术，至今仍是制造业不可或缺的一部分。

与以前的设备不同，车床专门用于加工圆形零件。数控路由器有固定材料和旋转工具，车床有旋转材料和固定工具。

虽然车床功能强大且非常有用，但在构建原型实验室时，它可能不是您的首选。除非您的产品是理想的车床零件，例如上面提到的那些，否则车床有点过于专注而不能成为全面的快速成型机。

数控铣

CNC 铣床是原型实验室中最常见的工具之一——而且有充分的理由。磨机是坚固且灵活的机器，与提到的其他机器相比，它适用于更广泛的零件和材料。允许复杂的特征，例如螺纹孔、深袋和 3D 表面。

典型的 CNC 铣床使用“C 框架”设计——一个上下移动的主轴，以及一个左右移动的工作台。凭借极其沉重的结构和大尺寸，它们以其精度而享有盛誉，通常保持 0.001 英寸或更小的公差——上述大多数机器并不以这种质量而闻名。

CNC 铣削的障碍

CNC 铣床要克服的最大障碍不是“它能做什么？”，而是“谁能做到？”。使用 CNC 铣床有多层复杂性——首先，控制的操作本身就是一门艺术。典型的 CNC 控制功能非常强大，但非常令人生畏。凭借大量的按钮、开关和旋钮，以及深度结构的软件功能和菜单，大多数控件可能会让您永远坚持使用用户手册。

然后是机器的设置，这是制造优质零件的关键任务。这包括将工件夹具与机器轴对齐、装载和测量工具以及设置正确的程序参数。如果操作不当，最好的情况是；你已经成功地制造了废品，需要重新开始。在最坏的情况下；您损坏了工具、工件夹具和机器——造成了严重的困境，并有效地使“快速原型制作”成为矛盾。

最后但同样重要的是，还有编程。除了操作机器外，在 CAD/CAM 软件中对零件进行编程还需要一些技能。幸运的是，这一切都变得越来越容易，Autodesk Fusion 360 等出色的选项可以简化新用户的流程。然而，最难的部分通常不是应用刀具路径，而是设置正确的参数。选择正确的切削刀具、进给速度、主轴转速、切削深度和宽度可能是一场艰苦的战斗——它会因您使用的材料和制造的特征而变化。

达到正确的平衡

有很多选择，但答案似乎直截了当；最全面的快速成型解决方案是 CNC 铣削。然而，进入壁垒是真实存在的。拥有经验丰富的 CNC 机械师成为员工的先决条件，正如您可能听说的那样，寻找合格的 CNC 操作员并非易事。

DATRON 在过去十年中一直在倾听这种担忧，他们知道如何解决它。

虽然计算机的能力和能力在过去十年中取得了长足的进步，但典型的 CNC 控制却没有。使用起来仍然像以往一样繁琐，这使得 3D 打印等替代制造技术更加受欢迎。如果卷积是问题，那么解决方案很简单，或者更确切地说，解决方案是简化 .

现代数控铣床

简化是 DATRON 下一个控件的目标。 下一个 从头开始设计，专注于易用性，同时不牺牲工业能力。 next 采用熟悉的基于磁贴的设计，与智能手机相似 整洁，易于理解。除了令人愉悦的视觉设计，下一个 结合巧妙的软件工程，使设置变得容易。 CAM 向导将引导您尽可能轻松地加载程序、设置刀具，甚至探测工件。

升级控制系统只是 DATRON 使 CNC 铣削更加平易近人的一种方式。利用锥形网格系统优化了工件夹具的设置，无需手动对齐即可快速且可重复地进行夹具。此外，真空工作台等配件使板材加工变得快速而轻松。

我知道你在想什么。这一切都很好，但是编程部分呢？ DATRON 也涵盖了这一点。为了让旅程的每一步都变得轻松，DATRON 制造了他们自己的切削工具，这些工具针对他们制造的机器进行了优化。同样，他们为其享有盛誉的单刃立铣刀系列提供完整的切削参数指南。

除此之外，DATRON 还生产各种具有大工作范围和小占地面积的机器。因此，DATRON 可以产生大型 CNC 路由器的优势，具有 CNC 铣床的精度，以及可选的旋转轴，CNC 车床的一些功能。所有这些灵活性，没有陡峭的学习曲线，使 DATRON 成为快速原型制作设施的理想 CNC 机床。

因此，希望这能帮助您在寻找适合您的原型制作需求的 CNC 机床的过程中一路走好。无论您的想法是什么方向，当需要做出决定时，请致电我们寻求指导。