Apa cara terbaik untuk membuat prototipe logam?
Prototipe logam penting untuk bisnis di banyak industri, mulai dari luar angkasa hingga elektronik, karena prototipe logam yang efektif dapat menghasilkan produk jadi yang lebih baik.
Artikel ini membahas pentingnya prototipe logam dan melihat situasi di mana pembuatan prototipe logam lebih disukai daripada pembuatan prototipe plastik.
Ini juga membahas berbagai metode efektif untuk membuat prototipe logam:permesinan CNC, pencetakan 3D (manufaktur aditif), pembentukan lembaran logam, pengecoran dan ekstrusi. 3ERP memiliki kemampuan untuk menggabungkan beberapa proses dan menawarkan solusi terbaik untuk kebutuhan prototipe logam Anda.
Apa itu prototipe logam?
Di dunia manufaktur, prototipe adalah tiruan atau rancangan kasar dari suatu bagian. Prototipe dibuat jauh sebelum manufaktur dimulai, memungkinkan desainer untuk menguji dan mengembangkan bagian tersebut.
Tergantung pada proses manufaktur yang digunakan untuk pembuatan prototipe, prototipe dapat dibuat dari berbagai bahan.
Prototipe logam adalah prototipe yang dibuat menggunakan teknik pembuatan logam seperti permesinan CNC, pengecoran atau pembentukan lembaran logam. Mereka mungkin terbuat dari aluminium, baja atau bahan lain yang dipilih oleh tim teknik.
Meskipun logam sering digunakan untuk prototipe pra-produksi — prototipe canggih yang sangat mirip dengan bagian akhir — logam juga dapat digunakan untuk prototipe tahap awal.
Logam mungkin lebih disukai karena alasan fungsional atau estetika, atau keduanya.
Mengapa membuat prototipe logam daripada prototipe plastik?
Dalam beberapa situasi, para insinyur dapat membuat prototipe plastik untuk suku cadang yang pada akhirnya akan diproduksi dari logam.
Ini bisa terjadi karena banyak alasan. Pertama, banyak prototipe tidak memiliki peran fungsional atau mekanis, jadi tidak masalah jika mereka memiliki karakteristik tertentu seperti kekuatan, keuletan, dan konduktivitas.
Dan jika karakteristik bahan prototipe tidak penting, masuk akal untuk membuat prototipe menggunakan bahan yang murah dan tersedia. Dalam banyak kasus, plastik adalah pilihan termurah.
Tapi beberapa prototipe bisa memiliki fungsi khusus.
Prototipe fungsional, prototipe hibrida, dan prototipe pra-produksi semuanya perlu melakukan beberapa jenis peran, yang mungkin memerlukan karakteristik material tertentu. Logam seringkali merupakan penyedia terbaik dari karakteristik tersebut.
Dan bahkan prototipe non-fungsional dapat mengambil manfaat dari logam. Prototipe yang terlihat seperti, yang digunakan untuk mendemonstrasikan sebuah konsep, sering kali terlihat lebih baik jika terbuat dari logam — terutama jika bagian tersebut juga akan diproduksi secara massal dari logam.
Oleh karena itu, pembuatan prototipe logam dapat meningkatkan peluang investasi awal dan kesuksesan komersial.
Membangun prototipe logam juga memiliki manfaat biaya jangka panjang yang penting.
Jika bagian tersebut pada akhirnya akan diproduksi massal dalam logam, relatif mudah untuk mengubah prototipe logam menjadi produk jadi logam. Di sisi lain, prototipe cetakan 3D plastik tidak dapat dengan mudah diubah menjadi bagian produksi logam.
Manfaat prototipe logam:
- Kinerja mekanis/fungsional yang lebih baik
- Pengujian yang lebih akurat
- Estetika yang lebih baik
- Peluang minat investor yang lebih tinggi
- Lebih mudah untuk pindah ke produksi
Apa metode terbaik untuk membuat prototipe logam Anda?
Karena geometri, toleransi, atau kuantitasnya, beberapa prototipe logam mungkin hanya cocok untuk satu proses manufaktur, seperti permesinan CNC atau pencetakan 3D.
Namun, sebagian besar bagian dapat dibuat menggunakan berbagai metode berbeda.
Dalam hal ini, kita perlu mencari tahu metode mana yang terbaik — dalam hal mencapai hasil mekanis terbaik, serta menjaga biaya dan waktu produksi seminimal mungkin. Berikut adalah beberapa pengantar singkat untuk beberapa teknik umum untuk membuat prototipe logam:
Prototipe pemesinan logam
Pemesinan CNC adalah cara yang cukup terjangkau untuk membuat prototipe logam.
Mesin CNC menggunakan instruksi komputer untuk memandu alat pemotong logam, yang secara tepat menghilangkan bagian material dari balok logam.
Pemesinan adalah alat prototyping yang berguna karena desain CAD digital dapat dengan mudah diubah di antara prototipe, menghasilkan alur kerja yang efisien. Membuat duplikat atau mendistribusikan desain ke pihak lain juga mudah.
Proses ini juga kompatibel dengan berbagai logam — meskipun kadar aluminium tertentu mungkin menawarkan kombinasi nilai dan kemampuan mesin terbaik.
Prototipe mesin CNC cukup terjangkau karena tidak memerlukan perkakas dan karenanya tidak memiliki jumlah pesanan minimum. Namun, ada beberapa pemborosan material karena sifat subtraktif dari proses tersebut.
Dalam hal kebebasan desain, mesin CNC 4-sumbu dan 5-sumbu menawarkan fleksibilitas luar biasa untuk membuat komponen kompleks dengan fitur mendetail.
Kelebihan:
Biaya rendah, Kebebasan desain, Pemilihan bahan
Kekurangan:
Beberapa pemborosan material
Berikut adalah beberapa contoh prototipe pemesinan logam yang telah dilakukan oleh 3ERP. Ini hanya untuk memberi Anda gambaran kasar tentang jenis suku cadang yang cocok untuk pemesinan CNC.
Prototipe pencetakan 3D logam
Pencetakan 3D adalah cara lain yang cukup terjangkau untuk membuat prototipe logam, meskipun mesin pembuat aditif logam jauh lebih mahal daripada printer 3D FDM, yang hanya mencetak plastik.
Prototipe logam cetak 3D dapat dibuat menggunakan teknologi AM seperti peleburan laser selektif (SLM) dan sintering laser logam langsung (DMLS).
Seperti pemesinan CNC, pencetakan 3D menggunakan desain digital sebagai input, memungkinkan perubahan cepat pada desain.
Tetapi salah satu keuntungan terbesar dari pencetakan 3D logam adalah fleksibilitas geometris. Prototipe cetakan 3D logam dapat memiliki fitur yang sangat kompleks, termasuk bagian internal yang kompleks, karena dibuat lapis demi lapis, tidak dipotong dari balok padat.
Prototipe logam mungkin memiliki permukaan akhir yang kurang mengesankan dibandingkan bentuk prototipe logam lainnya, meskipun perawatan permukaan akhir yang baik dapat mengurangi masalah ini.
Beberapa logam tersedia dalam bentuk bubuk AM, tetapi pilihannya kurang beragam dibandingkan yang tersedia untuk proses lain.
Pro:
Biaya rendah, Kebebasan desain
Kekurangan:
Kekuatan bagian, Pemilihan bahan
Karena undercut dan saluran dalam, ini adalah bagian umum yang tidak memiliki opsi yang lebih baik daripada pencetakan 3D.
Prototipe lembaran logam
Fabrikasi lembaran logam adalah sekelompok proses yang berkaitan dengan pemotongan, deformasi dan perakitan lembaran logam. Ini digunakan untuk membuat barang-barang fungsional seperti braket, penutup, dan suku cadang industri.
Untuk proyek lembaran logam, mungkin bermanfaat untuk membuat prototipe logam fungsional menggunakan teknik lembaran logam yang sama yang akan digunakan selama produksi.
Proses pembentukan lembaran logam meliputi pemotongan laser, pelubangan, pembengkokan, pemintalan, dan pengelasan.
Prototipe lembaran logam dijamin kuat dan berkualitas tinggi. Namun, mereka mungkin lebih mahal daripada alternatif jika beberapa proses pembentukan diperlukan.
Prototipe braket sudut kanan berlubang, misalnya, mungkin memerlukan tiga mesin terpisah:pemotong laser, rem, dan mesin punching, sedangkan prototipe serupa dapat dibuat hanya dengan menggunakan mesin CNC atau printer 3D.
Fabrikasi lembaran logam mungkin sangat berguna jika diperlukan beberapa salinan prototipe.
Pro:
Kualitas produksi, Rentang proses fabrikasi
Kekurangan:
Waktu yang dibutuhkan, Kebebasan desain terbatas
Prototipe pengecoran logam
Casting adalah proses menuangkan logam cair ke dalam cetakan untuk membentuk suatu bagian.
Pengecoran logam biasanya tidak dianggap sebagai proses pembuatan prototipe, karena memerlukan peralatan khusus dan pembuatan cetakan adalah proses yang melelahkan dan mahal. Oleh karena itu, tidak layak secara ekonomi untuk membuat cetakan hanya untuk satu atau dua prototipe.
Tetapi ada cara khusus untuk membuat prototipe logam melalui casting.
Dengan casting investasi, misalnya, kita dapat menggunakan printer 3D untuk membuat model lilin, dan model ini kemudian dapat digunakan untuk membuat cetakan yang terjangkau untuk prototipe pengecoran logam.
Dengan pressure die casting, kami dapat mengurangi biaya perkakas dengan berbagai cara. Salah satu metodenya adalah membuat cetakan sederhana, lalu menambahkan fitur halus setelah pengecoran menggunakan mesin CNC. (Metode ini hanya berfungsi dalam jumlah kecil; ribuan komponen pasca-pemesinan akan memakan waktu terlalu lama.)
Prototipe logam cor relatif mahal, tetapi perkakas dapat dipertahankan untuk produksi jembatan, yang pada akhirnya dapat menghemat uang pelanggan dalam jangka panjang.
Pro:
Suku cadang yang sangat kuat, Kualitas produksi
Kekurangan:
Memerlukan perkakas yang mahal, Peralatan spesialis diperlukan
Prototipe ekstrusi logam
Ekstrusi logam adalah teknik pengerjaan logam lain yang biasanya tidak dianggap sebagai proses pembuatan prototipe.
Selama proses ekstrusi, material dipaksa melalui bukaan berbentuk dalam cetakan, menghasilkan bagian yang memanjang dengan penampang yang seragam.
Sebagian besar perusahaan ekstrusi hanya berurusan dengan pesanan produksi volume tinggi, dan prototipe satu kali tidak sepadan dengan waktu mereka.
Namun, terkadang ada baiknya menggunakan ekstrusi logam untuk pembuatan prototipe logam, dan 3ERP adalah salah satu dari sedikit penyedia layanan tersebut.
Ekstrusi dilakukan hampir secara eksklusif pada paduan aluminium dan merupakan proses yang cocok untuk bagian sederhana seperti batang logam, braket, dan sambungan.
Proses ini cocok untuk pengujian dan prototipe pra-produksi di mana prototipe logam ekstrusi sangat mirip dengan bagian akhir. Tidak disarankan untuk suku cadang yang akan diproduksi menggunakan teknik lain.
Pro:
Kualitas produksi
Kekurangan:
Rentang bahan terbatas
3ERP telah membangun rantai pasokan yang kuat untuk sebagian besar proses manufaktur, dan kami juga memiliki kemampuan untuk menggabungkan beberapa proses. Oleh karena itu, kami dapat memberikan solusi terbaik untuk prototipe logam Anda. Hubungi 3ERP hari ini untuk mendapatkan penawaran gratis