Menguasai Produksi Prototipe: Teknik Teruji untuk Bagian Logam dan Plastik

Apakah Anda baru saja memiliki desain produk (atau bagian), atau memiliki ide produk baru yang Anda yakini akan menjadi hal terbaru berikutnya? Jika demikian, Anda setuju bahwa prototyping adalah proses vital dalam proses pengembangan produk; ini memungkinkan Anda untuk menemukan kekurangan desain sejak awal dan menentukan kesesuaian dan daya tahan produk.

Namun sebelum Anda terjun ke prototyping, sebuah keputusan signifikan yang mungkin perlu Anda buat adalah memilih metode manufaktur yang sesuai untuk desain prototipe Anda. Anda ingin proses manufaktur yang terjangkau yang menawarkan waktu produksi singkat tanpa mengorbankan kualitas bagian prototipe.

Itulah sebabnya kami telah menyatukan panduan lengkap untuk membantu Anda berhasil memproduksi bagian prototipe Anda. Artikel ini menyajikan empat metode umum untuk prototipe cepat dan tips untuk membantu Anda memilih yang tepat. Ini juga akan memberikan tips desain yang berguna untuk prototyping bagian logam dan plastik.

4 Metode Umum untuk Prototipe Cepat

#1 Pemesinan CNC

Pemesinan CNC selalu merupakan metode populer untuk menciptakan prototipe. Misalnya, pada tahun 2007, ketika Apple mengganti policarbonat dengan aluminium, mereka menggunakan mesin CNC untuk menciptakan prototipe casing MacBook dari blok aluminium.

Pemesinan CNC adalah proses manufaktur yang menggunakan kontrol komputer untuk menentukan gerakan perkakas pemotong dan menghapus materi dari benda kerja sampai bagian kustom yang diinginkan dibuat.

Pemesinan CNC menawarkan toleransi yang sangat ketat hingga ±4 μm. Selain itu, kompatibilitas bahan yang luas berarti Anda dapat bekerja dengan hampir semua logam atau plastik, asalkan Anda memilikinya dalam blok. (Tulisan Terkait: Apakah Harus Menggunakan CNC untuk Prototipe Cepat? Keuntungan dan Kerugian)

#2 3D Printing

3D printing dan pemesinan CNC mirip karena keduanya bergantung pada model CAD 3D dan instruksi komputer untuk menciptakan bagian prototipe secara otomatis. Namun, berbeda dengan karakteristik subtractive pemesinan CNC, 3D printing adalah proses manufaktur tambitatif — ia membangun bagian prototipe dari nol dengan menyetorkan materi dalam lapisan.

Teknologi 3D printing mencakup Stereolithography (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM), dan Selective Laser Sintering (SLS), semuanya memiliki ukuran fitur minimum antara 0,25 mm dan 0,8 mm. Rentang ukuran ini lebih dari cukup untuk sebagian besar kebutuhan prototyping.

#3 Urethane Casting

Urethane casting, kadang disebut vacuum casting, menggunakan cetakan silicone untuk memproduksi bagian prototipe plastik di bawah vakum. Proses cetak ini biasanya dimulai dengan pembuatan pola master menggunakan mesin CNC atau printer 3D. Cairan polyurethane kemudian dituangkan ke dalam cetakan untuk menciptakan salinan desain prototipe.

#4 Rapid Injection Molding

Rapid injection molding (RIM) secara teknis hanya versi yang lebih cepat dari injection molding konvensional. Seperti urethane casting, proses RIM memanfaatkan pemesinan CNC yang cepat untuk menciptakan rongga cetakan, memungkinkan Anda untuk memproduksi bagian dan fitur yang kompleks.

Bagaimana Memilih Metode Manufaktur yang Tepat?

Pemesinan CNC, 3D printing, urethane casting, dan rapid injection molding semuanya menawarkan beberapa keuntungan. Pilihan yang tepat biasanya tergantung pada:

• Properti mekanis yang Anda harapkan
• Volume bagian prototipe yang Anda butuhkan
• Anggaran Anda
• Waktu produksi
• Kompatibilitas bahan

Anda harus memilih prototipe cepat CNC jika Anda mencari campuran kualitas, waktu produksi singkat, keterjangkauan, dan kompatibilitas bahan yang luas. Pemesinan CNC juga ideal untuk menciptakan volume besar prototipe dengan properti mekanis yang diinginkan. Namun, proses manufaktur subtractive ini terkait dengan pemborosan materi.

3D printing menghilangkan tantangan pemborosan materi dalam pemesinan CNC dan menawarkan finishing permukaan berkualitas tinggi. Namun, ini datang dengan kelemahan biaya tinggi dan opsi bahan yang terbatas. Teknologi 3D printing hanya kompatibel dengan termoplastik (seperti ABS, nylon, PLA, ULTEM) dan beberapa logam seperti baja perkakas, baja tahan karat, titanium, dan aluminium. (Tulisan Terkait: Manufaktur Prototipe Aluminium: Bagaimana Menentukan Metode Terbaik)

Bagian yang dicetak urethane dan injection molded menggabungkan integritas struktural bagian yang diproses CNC dan finishing permukaan yang bagus dari bagian yang dicetak 3D. Mereka juga cukup terjangkau, terutama jika Anda ingin memproduksi run besar prototipe plastik.

Namun, urethane casting dan rapid injection molding biasanya memiliki waktu produksi yang lebih lama daripada 3D printing dan pemesinan CNC. Sebagai pedoman umum, Anda harus menggunakan metode ini jika Anda ingin menciptakan 100 atau lebih bagian prototipe plastik yang identik.

Tips untuk Prototipe Logam Cepat

Tips berikut akan membantu Anda dengan prototipe logam cepat.

• Gunakan prototipe cepat CNC untuk bagian logam kecuali Anda memiliki fitur recess dalam desain Anda yang mungkin tidak dapat diakses oleh mesin CNC.
• Gunakan printer 3D untuk memproduksi prototipe dengan fitur recess yang akan sulit dibuat menggunakan mesin CNC.
• Rancang rongga Anda sehingga rasio kedalaman rongga terhadap lebar kurang dari 4, karena ini akan membantu Anda menghilangkan getaran berlebihan dan defleksi perkakas selama pemesinan CNC.
• Rancang bagian prototipe logam Anda dengan ketebalan dinding lebih dari 0,8 mm karena logam dinding tipis rentan terhadap deformasi selama pemesinan CNC.
• Outsource proses produksi ke bengkel mesin kelas atas untuk menghemat waktu dan mengurangi biaya produksi.

Tips untuk Prototipe Bagian Plastik

Meski 3D printing, injection molding, dan urethane casting tetap menjadi metode paling populer untuk prototipe bagian plastik, pemesinan CNC mungkin menjadi alternatif yang lebih baik untuk skenario tertentu. Misalnya, pemesinan CNC ideal jika desain Anda memiliki detail kecil atau Anda mencoba bekerja dengan plastik khusus seperti PVC, PEI, dan PEEK. (Tulisan Terkait: Pemesinan CNC Prototipe Plastik: Apakah Ini Pilihan Terbaik?)

Namun, jika Anda berniat menggunakan 3D printing untuk prototipe bagian plastik, tips desain berikut akan membantu Anda mengurangi biaya dan berhasil memproduksi bagian prototipe Anda.

• Buat bagian besar menjadi rongga, terutama untuk bagian prototipe non-fungsional yang akan Anda gunakan untuk representasi visual.
• Kurangi struktur pendukung dalam desain Anda karena menggunakan lebih banyak materi dan meningkatkan waktu 3D printing.
• Pilih produsen pihak ketiga dengan teknologi 3D printing terbaru, teknisi yang sangat terqualifikasi, dan ahli kontrol kualitas.

Produksi Bagian Prototipe dengan Gensun Precision Machining

Gensun Precision Machining telah berbisnis selama hampir dua dekade menyediakan layanan prototyping berkualitas tinggi untuk banyak perusahaan inovatif. Layanan prototipe cepat kami mencakup pemesinan CNC, 3D printing, rapid injection molding, dan urethane casting.

Bergantung pada desain prototipe dan volume bagian yang Anda perlu produksi, kami dapat membantu Anda menentukan metode prototipe mana yang akan digunakan dan menciptakan bagian prototipe yang Anda butuhkan.

Pelajari lebih lanjut tentang layanan prototipe cepat kami.