Abgerundete Ecken gehören zu den Designmerkmalen, für die es scheinbar keinen Mittelweg gibt oder die zumindest nicht bekannt sind. Entweder weist das Teil sie nicht auf und die meisten oder alle Kanten sind gut definiert, oder der Konstrukteur des Teils entscheidet sich für den umgekehrten Weg und jede Kante und Ecke wird mit einem bestimmten Verrundungsradius abgerundet.
Fillet ist im Designbereich sehr nützlich, insbesondere wenn das Teil CNC-bearbeitet werden soll, was unsere Hauptannahme im folgenden Beispiel sein wird. In diesem Artikel erfahren Sie, dass Verrundungen eine schlechte Idee sind, eine gute Idee und eine absolut notwendige Situation (Tipp: Eckverrundungen), sodass Sie mit der Anpassung Ihres Designs beginnen können, um es kostengünstiger und einfacher herzustellen.
Wo Filets nicht erforderlich sind
Bevor wir die Anwendungsfälle abgerundeter Ecken besprechen, besteht der einfachste Weg darin, einige Stellen auszuschließen, an denen Sie sie nicht benötigen, denn zu viele Dinge sind nie eine gute Sache.
3D-Druckteile
Da es sich beim 3D-Druck um einen additiven Prozess handelt, wird davon ausgegangen, dass sich Werkzeuge um das Teil bewegen und Material entfernen müssen, damit Designer komplexe und ungewöhnliche Geometrien freier nutzen können, ohne das Teil entwerfen zu müssen. Verrundungen werden manchmal verwendet, um Spannungen in Bereichen abzubauen, in denen sich die Geometrie dramatisch ändert, ansonsten werden sie jedoch selten benötigt. Taschen und Innenelemente auf gedruckten Materialien können eckig oder eckig sein oder sogar Hohlräume aufweisen, die vollständig von umgebenden Materialien umgeben sind!
Denken Sie außerdem daran, dass Sie bei einem Wechsel vom 3D-Druck zu einem anderen Prozess, wie z. B. der maschinellen Bearbeitung, frühzeitig mit der Planung der Einschränkungen des Prozesses beginnen müssen, um Zeit und Geld zu sparen.
Die Basis
Das Abrunden der Unterkante einer Nut, Wand oder eines Vorsprungselements kann verwendet werden, um die Ästhetik des Teils zu verbessern oder die Festigkeit des Elements zu erhöhen (durch Reduzierung der Spannungskonzentration). Allerdings erfordern Verrundungen an diesen Stellen den Einsatz von Kugelschaftfräsern, was Ihre Teile teurer machen kann als Merkmale mit quadratischem Boden. Dies liegt daran, dass die Programmierung einer solchen Geometrie normalerweise 3D-Bearbeitungsvorgänge erfordert (die Einwahl dauert länger). Darüber hinaus sind Kugelfräser grundsätzlich anfälliger als Vierkantfräser und müssen mit einer viel langsameren Geschwindigkeit bearbeitet werden.
Ein weiterer diesbezüglicher Hinweis ist, dass das Abrunden der Unterkante des Teils eine andere Einrichtung der Vorrichtung erfordert, was ebenfalls den Produktionspreis des Teils erhöht.
Wo sind Filets nützlich?
Im nächsten Abschnitt finden Sie einige Beispiele, bei denen das Filetieren praktisch, aber nicht erforderlich sein kann. Bedenken Sie jedoch, dass Verrundungen an CNC-Teilen die Programmier- und Bearbeitungszeit verlängern können, was zu höheren Kosten führen kann.
Schneiden Sie die Gesichtskanten ab
Beim Entwerfen von Teilen mit dekorativen Oberflächen ist es eine gute Methode, die Kanten dieser Bereiche zu verrunden, wodurch die Teile so aussehen können, als wären ihre Flächen nahtlos ineinander übergegangen und nicht übermäßige Übergänge.
Kantenweichmachung
Wenn Teile häufig bearbeitet werden, insbesondere beim Schneiden aus Metall, kann das Hinzufügen abgerundeter Ecken verhindern, dass scharfe Kanten Schäden verursachen. Für Maschinisten ist es gängige Praxis, alle scharfen Kanten von Hand zu brechen. Wenn Sie also keine perfekt abgerundeten Kanten mögen oder Ihre Teile ergonomische Merkmale in abgerundeten Bereichen aufweisen, ist es aus Kostengründen besser, dies nicht zu tun.
Einsetzen von Stiften/Befestigungselementen
Wenn die Passung zu fest ist, kann es schwierig sein, den Positionierungsstift in das Presspassungsloch einzurasten oder das Befestigungselement mit seinem Innengewinde auszurichten. Typischerweise wird eine kleine Fase (sprich: Fase) um den Rand des Lochs herum hinzugefügt, um das Einführen zu erleichtern, aber bei Bedarf können auch Verrundungen das Einführen erleichtern.
Wo abgerundete Ecken unbedingt erforderlich sind
Im letzten Teil werden drei Fälle besprochen, in denen Verrundungen erforderlich sind, um die CNC-Bearbeitung von Teilen zu ermöglichen.
Innenkante zwischen vertikalen Wänden
Zum Schneiden mit Hochgeschwindigkeitsrotation sind alle CNC-Werkzeuge rund und achsensymmetrisch, sodass es nahezu unmöglich ist, einen rechtwinkligen Winkel zwischen zwei vertikalen Wänden zu schneiden. Tatsächlich muss jede Kante, an der der Schnittwinkel zweier vertikaler Wände weniger als 180° beträgt, verrundet werden. Dies ist das häufigste DFM-Feedback. Wir müssen auf VirtualV über CNC-Teile berichten.
Innenkanten zwischen geneigten/organischen Flächen
Ähnlich wie im ersten Fall in diesem Abschnitt erfordern auch Kanten mit weniger als 180° zwischen Winkelflächen oder organischen Flächen Verrundungen. Wenn diese Kanten nicht perfekt senkrecht sind, werden sie mit einem Kugelfräser geschnitten, dessen Radius der minimalen Kehlnahtgröße entspricht, die zwischen den Oberflächen beibehalten werden kann.
Vertikale Wand + abgewinkelte/gekrümmte/organische Oberfläche
In der Kombination aus dem ersten und zweiten Fall ist eine Verrundung erforderlich, wenn die vertikale Wand des Teils die geneigte, gekrümmte oder organische Oberfläche darunter schneidet. Das mag zunächst schwer zu erklären sein, aber wenn Sie sich einen Vierkant- oder Kugelfräser vorstellen, der bündig an der Wand entlang schneidet, können Sie sich vorstellen, dass zwischen der Wand und der darunter liegenden Oberfläche immer Materialreste verbleiben, es sei denn, die Oberfläche ist völlig eben und senkrecht zum Werkzeug.
Empfohlene Standards
Jetzt kennen Sie die allgemeine Situation der Befürworter und Gegner der Verwendung von Filets. Wenn Sie Teile über die Rapid-Bearbeitungsplattform produzieren möchten, müssen Sie zwei Hauptstandards einhalten.
Mindestfiletgröße
Standardmäßig beträgt der Mindestfräserbestand im Bestand unseres Lieferanten ein 1/32-Zoll-Schaftfräser (quadratisch und kugelförmig). Dieser liegt knapp unter 0.8 mm Durchmesser, was bedeutet, dass die minimale Verrundung, die erzeugt werden kann, 0.4 mm beträgt.
Filetgröße und Schnitttiefe
Die Länge des Schaftfräsers beträgt das Standardvielfache seines Durchmessers. Da jedoch die Werkzeugvibrationen und das Rattern einen bestimmten Anteil überschreiten, ist die verfügbare Länge begrenzt. Auch Materialien spielen hier eine Rolle. Es ist viel einfacher, tiefe Nuten in Kunststoff oder CNC-Aluminium zu schneiden als in härtere Materialien wie Stahl. Dieses Paar von Verrundungen bedeutet, dass sie eine bestimmte Größe haben müssen, je nachdem, wie tief Sie schneiden müssen, um Features zu bilden, die Verrundungen enthalten.
Kernpunkte
Wir hoffen, dass Ihnen diese Tipps dabei helfen, die Welt der Filets zu verdeutlichen. Insbesondere bei der CNC-Bearbeitung ist es unbedingt wichtig zu wissen, wann und wo nicht diese Funktionen genutzt werden sollten: Sie können dadurch Zeit sparen, die Teilefunktionen verbessern und insgesamt zu günstigeren Teilen führen. Auch wenn Sie derzeit nicht für die Bearbeitung entwerfen, ist es dennoch eine gute Idee, diese Richtlinien zu befolgen, falls Sie sich dazu entschließen.