تعریف نمونه سازی CNC و جایگاه آن در پروتوتایپ صنعتی
اگر می خواهید در چند روز یک پروتوتایپ صنعتی دقیق بدون هزینه قالب داشته باشید، نمونه سازی CNC بهترین راهکار است: فایل 3D شما (STEP/IGES) روی ماشین های فرز و تراش CNC اجرا می شود و قطعه واقعی با تلرانس مهندسی تحویل می گیرید—آماده تست فیتمنت/عملکرد.
نمونه سازی CNC چیست؟ساخت سریع نمونه های مهندسی از فلز یا پلیمر با ماشین کاری کنترل عددی؛ مناسب برای تست عملکرد، فیتمنت، ارزیابی ارگونومی و ارائه به سرمایه گذار.
مزیت های کلیدی (در مقایسه با روش های دیگر):- بدون هزینه قالب اولیه | سرعت تحویل بالا (۲–۷ روز)
- دقت و تلرانس مهندسی | استحکام واقعی متریال
- قابلیت پس پرداخت صنعتی (آنودایز، آبکاری، پولیش)
| معیار | نمونه سازی CNC | پرینت سه بعدی |
| استحکام/خواص | همسان قطعه نهایی (متریال واقعی) | اغلب کمتر از قطعه نهایی |
| دقت/تلرانس | بسیار بالا | متوسط تا خوب |
| سطح نهایی | صنعتی، قابل پرداخت | نیاز به پرداخت گسترده |
| هزینه اولیه | پایین (بدون قالب) | پایین |
| سرعت | ۲–۷ روز | ۱–۳ روز |
چه زمانی نمونه سازی CNC بهترین انتخاب است؟
- وقتی استحکام و دقت شبیه تولید نهایی می خواهید.
- وقتی متریال فلزی/پلیمری واقعی لازم است (6061/7075، فولاد، POM/PEEK).
- وقتی باید رزوه های دقیق، تلرانس های تنگ یا سطح صنعتی داشته باشید.
- برای فیکسچر، قطعات درگیر بار یا تست های عملکردی.
- وقتی تیراژ کم است اما کیفیت تولیدی می خواهید (Bridge Manufacturing).
معرفی فرآیندهای نمونه سازی CNC - فرز ۳/۴/۵ محور، تراش CNC و وایرکات (EDM)
فرز CNC (۳/۴/۵ محور): مناسب سطوح 3D، جیب تراشی، حفره ها و بدنه های پیچیده.
تراش CNC: بهترین برای قطعات محوری/استوانه ای با قطرها، شیار و رزوه دقیق.
وایرکات EDM: برش دقیق مقاطع پیچیده در فولادهای سخت کاری شده/قالبی.
مقایسه فنی
فرآیند | دقت معمول | ابعاد مناسب | سطح نهایی | هزینه نسبی | کاربرد شاخص |
فرز ۳/۴ محور | ±0.05–0.02 mm | بدنه و سطوح 3D | خوب تا عالی | متوسط | هوزینگ، فیکسچر |
فرز ۵ محور | تا ±0.01–0.02 mm | هندسه پیچیده | عالی | متوسط رو به بالا | ایمپلر، کانتورینگ |
تراش CNC | ±0.01–0.02 mm | قطعات دورانی | بسیار عالی | اقتصادی | شفت، بوش، پیچ |
وایرکات EDM | تا ±0.005–0.01 mm | صفحات/اینسر ت | بسیار عالی | متوسط | سنبه وماتریس، قالب |
انتخاب متریال برای پروتوتایپ - آلومینیوم، فولاد، استیل، برنج، پلیمر
راهنمای سریع انتخاب:
متریال | ویژگی برجسته | ماشین کاری پذیری | قیمت نسبی | پرداخت پیشنهادی | کاربرد |
Al 6061 | تعادل قیمت/استحکام | عالی | پایین | آنودایز/رنگ | هوزینگ، فیکسچر |
Al 7075 | استحکام بالا | خوب | متوسط | آنودایز سخت | قطعات تحت بار |
فولاد CK45 | سختی/قابلیت عملیات | متوسط | متوسط | آبکاری/نیتراسیون | شفت/گیربکس |
استنلس 304/316 | مقاومت خوردگی | متوسط | بالاتر | پولیش/پسیو | تجهیزات پزشکی/غذایی |
برنج | دقت رزوه/ظاهر | عالی | متوسط | پولیش | اتصالات دقیق |
POM (Delrin) | اصطکاک کم/ابعاد پایدار | عالی | پایین | — | چرخ دنده/لغزنده |
PEEK | دمای بالا/مهندسی | متوسط | بالا | — | هوافضا/پزشکی |
تلرانس، دقت و زبری سطح در نمونه سازی CNC (راهنمای عملی)
مقادیر مرجع معمول:
مورد | فرز CNC | تراش CNC | وایرکات EDM |
تلرانس ابعادی معمول | ±0.05–0.02 mm | ±0.02–0.01 mm | ±0.01–0.005 mm |
صافی سطح (Ra) | 1.6–3.2 µm (ماشین کاری) | 0.8–1.6 µm | 0.2–0.8 µm |
سوراخ/رزوه | H7–H11، رزوه های متریک/اینچی | رزوه داخلی/خارجی دقیق | — |
نکات DFM برای رسیدن به تلرانس بهتر:
- اعلام ابعاد بحرانی روی نقشه 2D (با نمادیتلرانس).
- افزودن فیله داخلی ≥ R1–R2 برای جیب ها جهت ابزار کوتاه تر و کم لرزش.
- کاهش عمق حفره ها (نسبت عمق به قطر ≤ 3) برای کیفیت سطح بهتر.
- انتخاب پرداخت مناسب (مثلاً سنگ زنی یا EDM برای لبه های تیز/دقت بالا).
هزینه و قیمت گذاری نمونه سازی CNC - عوامل مؤثر و فرمول تقریبی
هزینه کل = (زمان ماشین کاری × نرخ ساعتی) + متریال + ستاپ + ابزار مصرفی + پس پرداخت + QC + ارسال
عوامل مؤثر اصلی:- هندسه و تلرانس (زمان ماشین کاری و ستاپ)
- جنس متریال (قیمت/ماشین کاری پذیری)
- تعداد قطعات (صرفه مقیاس)
- پرداخت نهایی (آنودایز، آبکاری، پولیش)
| سناریو | متریال | فرآیند | تعداد | زمان ماشین کاری | برآورد هزینه |
| هوزینگ کوچک | Al 6061 | فرز 3 محور | 2 عدد | 1.5 ساعت/عدد | اقتصادی |
| بوش رزوه دار | برنج | تراش | 10 عدد | 0.3 ساعت/عدد | اقتصادی تر (تیراژ) |
| اینسرت دقیق | فولاد ابزار | وایرکات + سنگ | 1 عدد | 2 ساعت | متوسط رو به بالا |
چک لیست فایل های سفارش - STEP/IGES + نقشه 2D و اطلاعات ضروری
برای استعلام سریع و دقیق، این موارد را بفرستید:
- فایل 3D: STEP (.stp/.step) یا IGES (ترجیحاً بدون تاریخچه CAD).
- نقشه 2D: DWG/DXF/PDF با ابعاد بحرانی، تلرانس ها، رزوه ها، سطح نهایی، جهت ماشین کاری.
- متریال دقیق (هم خانواده هم قابل قبول: 6061 به جای 6000).
- تعداد، زمان تحویل مدنظر، پرداخت نهایی.
- اطلاعات خاص مونتاژ/فیتمنت، نقاط مرجع CMM (در صورت نیاز).
جدول اطلاعات ضروری روی نقشه
فیلد | توضیح |
عنوان/شماره قطعه | با نسخه (v1, v2…) |
متریال/سختی | مثال: Al 6061-T6 |
تلرانس عمومی | مثال: ISO 2768-m |
ابعاد بحرانی | علامت گذاری ستاره (*) |
رزوه ها | M6×1 (Blind/Through) |
پرداخت سطح | آنودایز نوع II، رنگ مشکی |
تعداد/تیراژ | نمونه 3 عدد |
تست/گزارش | CMM مختصر یا گیج |
نمونه سازی CNC در صنایع: الکترونیک، خودرو، پزشکی، هوافضا
صنعت | نمونه قطعه | متریال پیشنهادی | فرآیند توصیه شده | هدف پروتوتایپ |
الکترونیک | هوزینگ/هیت سینک | Al 6061/7075 | فرز 3/5 محور | تست خنک کاری/فیتمنت |
خودرو | بوش/شفت/یاتاقان | فولاد/برنج | تراش CNC | دوام/تست عملکرد |
پزشکی | براکت/فیکسچر | استنلس 316 | فرز + پولیش | سازگاری و استریلیتی |
هوافضا | اینسرت دقیق | Al 7075/PEEK | فرز 5 محور | وزن کم/استحکام |
قالب سازی | سنبه/ماتریس | فولاد ابزار | وایرکات + سنگ | دقت/لبه تیز |
انتخاب تأمین کننده نمونه سازی - چک لیست ارزیابی کارگاه و ماشین آلات
چک لیست ارزیابی برای نمونه سازی CNC:
- ماشین آلات: فرز 3/4/5 محور، تراش با ابزار زنده، وایرکات—سال ساخت/کالیبراسیون.
- کیفیت: CMM/کولیس/میکرو/گیج رزوه + رویه های QC.
- رزومه: نمونه کار مشابه، کیس استادی، لیست متریال در دسترس.
- سرعت/ظرفیت: Lead time واقعی، شیفت اضافه در اوج سفارش.
- محرمانگی: NDA، مدیریت فایل/دسترسی محدود.
- پرداخت نهایی: آنودایز/آبکاری/رنگ داخل یا تأمین مطمئن.
- پشتیبانی مهندسی: بازخورد DFM قبل از ساخت.
جدول امتیازدهی تأمین کننده
معیار | وزن | امتیاز (۱–۵) | نمره |
دقت و QC | 30% | ||
سرعت تحویل | 25% | ||
تنوع فرآیند | 15% | ||
تجربه مشابه | 15% | ||
محرمانگی | 10% | ||
قیمت گذاری شفاف | 5% | ||
جمع | — | — |
سؤالات متداول
زمان تحویل نمونه سازی CNC چقدر است؟
بسته به پیچیدگی، معمولاً ۲ تا ۷ روز کاری.
حداقل تیراژ دارید؟
خیر؛ از ۱ عدد تا چند ده عدد (Bridge Manufacturing).
چه متریال هایی پشتیبانی می شود؟
آلومینیوم 6061/7075، فولاد/استنلس، برنج، POM و PEEK.
چه تلرانس هایی قابل دستیابی است؟
برای قطعات معمول: ±0.05–0.02 mm؛ موارد دقیق تر پس از بررسی نقشه.
قیمت نمونه سازی CNC چطور محاسبه می شود؟
بر اساس زمان ماشین کاری، متریال، ستاپ و پرداخت نهایی؛ استعلام دقیق با فایل STEP + نقشه 2D.
- همین حالا فایل STEP/DWG را ارسال کنید تا استعلام قیمت فوری و زمان تحویل را بگیرید.
- اگر در مرحله طراحی هستید، از مشاوره DFM رایگان استفاده کنید تا هزینه و زمان کاهش یابد.
