CAD-Bearbeitung hat Fertigungsprozesse weiterentwickelt. Dieser Prozess bietet gute Designmöglichkeiten, effiziente Abläufe und präzise Ergebnisse. Heute werden wir uns die Grundlagen der CAD-Bearbeitung, ihre industriellen Anwendungen, Vorteile und die beste verfügbare CAD-Software ansehen.
Was ist CAD-Bearbeitung
CAD-Bearbeitung ist die Kombination aus computergestütztem Design (CAD) und computergestützter Fertigung (CAM) Software zur Herstellung von Präzisionsteilen auf CNC-Maschinen. CAD-Software beginnt mit der Generierung detaillierter Modelle. Die Modelle werden dann an CAM-Software weitergeleitet, um die Modelle in spezifische Maschinenanweisungen umzuwandeln. Diese Anweisungen werden dann von CNC-Maschinen als Richtlinien verwendet, um Rohmaterial mit höchster Präzision in fertige Produkte umzuwandeln.
Hauptkomponenten der CAD-Bearbeitung
Bei der CAD-Bearbeitung arbeiten in der Regel drei Hauptkomponenten zusammen: CAD-Software, CAM-Software und CNC-Maschinen.
CAD-Software
Digitale Modelle der herzustellenden Teile werden mit CAD-Software erstellt. CAD-Software der neuen Generation ermöglicht die Erstellung von 2D- und 3D-Designs mit genauen Spezifikationen und Abmessungen. Und durch die parametrische Modellierung und Simulationstools in der CAD-Software können Sie Entwürfe vor der eigentlichen Produktion überprüfen.
CAM-Software
CAM-Software wandelt CAD-Designs in G-Code-Anweisungen für CNC-Maschinen um. Die Software ermittelt auch die richtigen Schnittgeschwindigkeiten, Werkzeugwege und Vorschubgeschwindigkeiten. All diese Berechnungen tragen zur Gewährleistung einer effizienten Komponentenherstellung bei.
CNC-Maschinen
Dabei handelt es sich um automatisierte Maschinen, die Computeranweisungen (G-Code) verwenden, um physische Teile zu erstellen. Es gibt viele Arten davon, von Fräsen über Router bis hin zu Drehmaschinen. Jeder Typ führt unterschiedliche Fertigungsvorgänge aus. Das Bedienfeld dieser Maschinen interpretiert den G-Code und steuert die Bewegungen des Schneidwerkzeugs auf mehreren Achsen, um das gewünschte Teil zu erstellen.
Kompletter CAD-Bearbeitungsprozess
Schritt 1: Erstellung des CAD-Modells
Zunächst werden 2D- oder 3D-Designs mithilfe einer CAD-Software erstellt. Diese digitalen Modelle müssen alle möglichen Details wie Toleranzen, Merkmale und Abmessungen enthalten. Sobald das Design fertig ist, dient es als Leitfaden für die nachfolgenden Fertigungsschritte.
Schritt 2: Konvertierung des CAD-Modells in ein CNC-Programm
In diesem Schritt verarbeitet die CAM-Software das fertige CAD-Modell und generiert G-Code. Dieser G-Code steuert die Werkzeugauswahl, Schnittgeschwindigkeit und Bewegungen der Teile der CNC-Maschine. Darüber hinaus bestimmt diese Software auch den effektivsten Werkzeugpfad, um die Maschinenleistung zu verbessern.
Schritt 3: CNC-Maschine einrichten
Nachdem der G-Code generiert wurde, beginnt die Einrichtungsphase der Maschine. In dieser Phase montieren die Techniker das Werkstück, installieren die richtigen Schneidwerkzeuge und stellen die korrekte Werkzeugausrichtung sicher. Zu den weiteren Vorbereitungen gehören die Überprüfung des Kühlmittelstands, die Reinigung der Maschine und die Ausrichtung des Koordinatensystems der Maschine anhand der Referenzpunkte des CAD-Modells.
Schritt 4: Ausführen des CNC-Programms
Zunächst wird ein Probelauf durchgeführt, um mögliche Kollisionen zu erkennen und eine sichere Werkzeugbewegung zu gewährleisten, bevor das eigentliche Produkt hergestellt wird. Nach der Überprüfung fertigen die CNC-Maschinen das Teil gemäß dem G-Code. Während des gesamten Produktionsprozesses behalten die Maschinen die automatische Kontrolle über Werkzeugwechsel, Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit.
Letzter Schritt: Qualitätskontrolle und Nachbearbeitung
In dieser Phase werden die Oberflächenqualität und die Fertigungsgenauigkeit der Teile überprüft. Anschließend werden sie Endbearbeitungsvorgängen oder Oberflächenbehandlungen wie Polieren unterzogen, um die angegebenen Designanforderungen zu erfüllen.
Standardformate für CAD-Dateien
Es gibt drei Arten von CAD-Dateien, die im Herstellungsprozess jeweils ihren eigenen Nutzen haben.
Native CAD-Dateiformate
Native CAD-Formate sind spezifisch für bestimmte CAD-Softwareplattformen. Dazu gehören CATPart für CATIA, SLDPRT für SolidWorks und IPT für Autodesk Inventor. Alle ursprünglichen Designfunktionen bleiben erhalten und in diesen nativen Formaten sind vollständige Bearbeitungsfunktionen verfügbar.
Kernel-CAD-Dateiformate
Diese Formate sind von geometrischen Modellierungskernen wie Parasolid und ACIS abgeleitet. Software, die auf den entsprechenden Kerneln basiert, funktioniert am besten mit ihnen und sie sind hervorragend für die Verarbeitung komplexer geometrischer Daten geeignet. Gängige Beispiele sind SAT-Dateien für ACIS-basierte Systeme und X_T-Dateien für Parasolid-basierte Plattformen.
Neutrale CAD-Dateiformate
Der Datenaustausch zwischen verschiedenen CAD-Systemen ist in neutralen Formaten möglich. Die am häufigsten verwendeten neutralen Formate sind IGES und STEP. Geometrie, Materialeigenschaften und Topologie werden von STEP-Dateien unterstützt, während IGES sowohl 2D- als auch 3D-Geometrie mit grundlegenden Attributen unterstützt.
Vorteile von CAD bei der CNC-Bearbeitung
- CAD-gesteuerte CNC-Maschinen bieten eine außerordentliche Genauigkeit der Teilemerkmale im Mikrometerbereich. Und diese Genauigkeit reduziert Herstellungsfehler und gewährleistet eine gleichbleibende Qualität in der Massenproduktion.
- CAD Simulation Werkzeuge erkennen potenzielle Probleme, bevor die Produktion beginnt. Diese Funktion reduziert Fertigungsfehler und ermöglicht Ihnen die Bestimmung besserer Schneidpfade, die Materialverschwendung verringern.
- Mit CAD-Software können Sie schwierige Geometrien und komplexe Teile erstellen, die mit herkömmlichen Methoden nicht möglich waren. Und diese digitale Umgebung ermöglicht auch das Testen mehrerer Iterationen vor der Produktion und schnelle Designüberarbeitungen.
- CAD-Systeme erfordern für Designänderungen nur minimale Neuprogrammierung. So können Sie Designanpassungen ganz einfach vornehmen und besondere Produktionsanforderungen erfüllen.
- Kunden und Teams können über eine Cloud-basierte CAD-Plattform in Echtzeit zusammenarbeiten. Diese Plattform ermöglicht das schnelle Teilen von Modellen und das Erhalten von Feedback von Kunden. Dies beschleunigt die Projektgenehmigungen, reduziert Produktionsverzögerungen und stärkt auch die Beziehungen zu Kunden.
- Die digitale Automatisierung der CAD-Bearbeitung reduziert menschliche Eingriffe und erhöht so die Geschwindigkeit Ihres Herstellungsprozesses. CAD-Dateien werden direkt auf CNC-Maschinen übertragen, was die Produktionszeit erheblich verkürzt und einen kontinuierlichen Maschinenbetrieb mit sehr wenigen Unterbrechungen ermöglicht.
Anwendungen der CAD-Bearbeitung
Die Weiterentwicklung der CAD-Bearbeitung hat die Herstellungsprozesse in vielen Branchen verändert, darunter:
Bau & Architektur
CAD wird von Architekten zum Entwerfen von Gebäudeteilen und Strukturkomponenten verwendet. CAD ermöglicht es Ihnen auch, umfassende Modelle für vorgefertigte Teile zu erstellen, damit diese auf der Baustelle einwandfrei passen. Dies reduziert Materialabfall und erhöht die Baueffizienz.
Herstellung medizinischer Teile
Im medizinischen Bereich wird CAD zum Entwurf hochpräziser chirurgischer Instrumente, Prothesen und Implantate verwendet. Es ermöglicht auch die Herstellung maßgeschneiderter Geräte für einzelne Patienten. Die Genauigkeit von CAD ist für die Sicherheit medizinischer Geräte von entscheidender Bedeutung.
Automobile
CAD-Bearbeitung wird von Automobilherstellern zur Herstellung von Getriebekomponenten, Motorteilen, Karosserieteilen und vielem mehr eingesetzt. Diese Technologie ermöglicht sehr präzise Konstruktionen komplizierter Teile wie Getriebegehäuse, Zylinderblöcke und Kolben.
Formenbau
Mithilfe der CAD-Technologie können Designer komplexe Formgeometrien mit hoher Genauigkeit entwerfen. Diese Präzision ist für die Herstellung wiederholbarer und qualitativ hochwertiger Teile in der Metall- und Kunststoffindustrie von entscheidender Bedeutung.
Luft-und Raumfahrtindustrie
Luft- und Raumfahrtunternehmen verlassen sich auf CAD-Bearbeitung, um kritische Teile mit engen Toleranzen herzustellen. Strukturplatten, Fahrwerke und Turbinenschaufeln werden mit dieser Technologie hergestellt. Auf diese Weise können auch aerodynamische Eigenschaften simuliert werden, die für die Leistung von Flugzeugen sehr wichtig sind. Das Flugzeug 777 von Boeing ist das erste Passagierflugzeug, das vollständig mit CAD-Systemen entworfen wurde.
Prototyping
Der Prototyping-Prozess wird durch CAD rationalisiert. 3D-Modelle können schnell entworfen und geändert und dann mithilfe von CNC-Maschinen als physische Prototypen hergestellt werden. Dies ermöglicht eine frühzeitige Identifizierung und Lösung von Designproblemen, was die Gesamtentwicklungszeit und die Kosten des Endprodukts verkürzt..
Berühmte CAD-Software
1. SOLIDWORKS
SOLIDWORKS wird von Millionen von Produktdesignern und Ingenieuren weltweit verwendet. Es ist ein sehr leistungsfähiges Werkzeug zum Erstellen von 3D-Modellen. Es verfügt über leistungsstarke Funktionen für die Herstellung komplizierter Baugruppen und Komponenten. Die Software verfügt außerdem über Simulationstools, mit denen Designs vor der eigentlichen Produktion getestet werden können.
2.Siemens NX
Unigraphics, heute bekannt als Siemens NX, ist ein High-End-CAD/CAE/CAM-Softwarepaket. Es ist im Wesentlichen für seine Fähigkeiten bei der Mehrachsenbearbeitung und Oberflächenmodellierung bekannt.
3.Autodesk AutoCAD
Eine der am häufigsten verwendeten CAD-Software ist AutoCAD. Sie wird weltweit für 2D- und 3D-Designs, insbesondere aber für 2D-Zeichnungen verwendet. AutoCAD ist sehr vielseitig und wird in zahlreichen Branchen von der Architektur bis zur Fertigung eingesetzt.
4. Autodesk Fusion 360
Fusion 360 ist eine Cloud-basierte Plattform, die Funktionen von CAE, CAD und CAM kombiniert. Sie ist bekannt für ihre kollaborativen Funktionen und ihre benutzerfreundliche Oberfläche.
5.Autodesk Inventor
Ein weiteres Autodesk-Produkt für 3D-Konstruktion und Simulation ist Inventor. Es eignet sich besonders gut zum Erstellen komplexer Baugruppen und zur Erstellung detaillierter technischer Dokumentationen.
6. CATIA
Dassault Systèmes hat CATIA entwickelt, eine plattformübergreifende 3D-Softwaresuite. Sie wird häufig in Branchen eingesetzt, in denen komplizierte Teilekonstruktionen erforderlich sind, wie etwa in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt usw. Sie bietet leistungsstarke Tools für die Verwaltung großer Baugruppen und die Oberflächenmodellierung.
Um zusammenzufassen
Die moderne Fertigung wurde durch die automatisierte Produktion und die digitalen Designfunktionen der CAD-Bearbeitung revolutioniert. Diese Technologie kombiniert fortschrittliche CNC-Maschinen mit leistungsstarker Software, um außergewöhnliche Leistung bei der Herstellung sehr komplizierter Teile zu erzielen. Wenn Sie auch Präzisionsteile mit genauen Spezifikationen herstellen möchten Kontakt aufnehmen at Richconn und nutzen Sie deren fachmännische CAD-Dienste.
Häufig gestellte Fragen
Was macht eine CAD-Maschine?
CAD-Maschinen werden verwendet, um digitale 2D- oder 3D-Modelle von Produkten zu erstellen. Dies ermöglicht dem Designer, sein Design vor der Produktion zu visualisieren und zu ändern.
Können CAD/CAM-Maschinen komplizierte Geometrien im Produktdesign berücksichtigen??
Ja, moderne CAD/CAM-Systeme können komplexe Designs und komplizierte Formen verarbeiten, um anspruchsvolle Teile herzustellen.
Welche Beziehung besteht zwischen CAD-Systemen und CNC-Maschinen für Echtzeitanpassungen??
CAD-Systeme erstellen G-Code, den CNC-Maschinen interpretieren, um physische Teile zu erstellen. Darüber hinaus ermöglichen einige aktuelle Systeme Prozessmodifikationen auf der Grundlage von Sensorfeedback während des CNC-Bearbeitungsprozesses.
Warum ist die Merkmalserkennung bei der CAD-Bearbeitung wichtig??
Bestimmte Designelemente werden durch Merkmalserkennung identifiziert. Dadurch wird die Erstellung von Werkzeugwegen automatisiert und der gesamte Bearbeitungsprozess optimiert.
Wie können wir CAD-Dateien für die CNC-Bearbeitung vorbereiten??
Exportieren Sie zunächst Ihre CAD-Datei in ein CNC-kompatibles Format wie IGES oder STEP. Entfernen Sie dann alle nicht benötigten Ebenen und stellen Sie sicher, dass alle Abmessungen richtig sind.
