CNC-freesgereedschap voor sieraden
CNC-frezen van sieraden is een subtractieve techniek waarbij computergestuurde gereedschappen de werkmaterialen volgens een exact gespecificeerd ontwerp bewerken. Het begint met het maken van een digitaal model in CAD-software, waarbij geometrieën tot op 0.01 mm nauwkeurig worden gedefinieerd.
Het model wordt vervolgens door CAM-software omgezet in gereedschapspaden en stuurt meerassige freesmachines aan. Voorbewerken verwijdert bulkmateriaal met hoge snelheden, meestal rond de 10,000 tot 20,000 tpm, gevolgd door nabewerking met fijn gereedschap om gladde oppervlakken te verkrijgen.
Proleantech levert hoogwaardige bewerkingsafwerkingen met nabewerking met CNC-slijpmachines voor gepolijste en reflecterende oppervlakken. We bieden ook bevestigings- en assemblagediensten voor sieraden en hebben expertise in het lassen van non-ferrometalen.
Nabewerking omvat inspectie, polijsten of gieten met sieradenmallen. Herhaalbare productie, afvalminimalisatie en het bewerken van goud of titanium zijn belangrijke hoogtepunten van dit productieproces.
Soorten CNC-bewerking voor het maken van sieraden
Er zijn verschillende soorten CNC-bewerking.
CNC-freessieraden
CNC frezen sieraden, specifiek micro-frezen, is het primaire proces voor het maken van sieraden, waarbij roterende frezen, bevestigd aan 3-assige tot 5-assige machines, worden gebruikt om ingewikkelde 3D-vormen uit was, hars of metaal te snijden. Basisprofielen konden echter nog steeds worden gebruikt. Het ondersneden, filigraan ontwerp kan worden geproduceerd met een 5-assige machine, waarbij toleranties van circa ±0.005 mm worden bereikt.
CNC Draaien
Goudbewerkingsproces
Dit is een ideale draaibanktechniek voor symmetrische cilindrische vormen, zoals ringen en bezels. Het werkstuk roteert terwijl gereedschappen worden aangevoerd voor het vlakken en groefsteken tot 3000 tpm, waarbij de dunne wanden van dergelijke objecten onder gecontroleerde druk worden gehouden zonder vervorming.
CNC-gravure
Hogesnelheidsmachines met diamantgereedschappen graveren oppervlakken op afgewerkte producten en produceren dieptes van 0.05 tot 0.2 mm voor patronen of inscripties, waardoor details zonder vervorming worden gegarandeerd.
CNC laser- en plasmasnijden
Deze thermische methoden snijden of kleuren non-ferrometalen. Gradiëntvorming door oxidatie en de verwerking van flexibele materialen, zoals leer, en taaie legeringen, worden bereikt met behulp van gefocusseerde stralen.
Elektrische ontladingsbewerking (EDM)
Draad- of zinkvonken erodeert harde materialen, zoals platina, met behulp van elektrische vonken in een diëlektrische vloeistof. Deze processen bieden uitstekende erosiemogelijkheden voor microstructuren met afmetingen kleiner dan 0.1 mm, waar mechanische gereedschappen mogelijk zouden falen.
Mill-Turn Hybriden
CNC-graveren van sieraden
Deze machines combineren in wezen frezen en draaien in één opstelling, wat resulteert in een 40% kortere cyclustijd. Een goed voorbeeld van dergelijke gecombineerde bewerkingen zijn complexe onderdelen zoals hangers.
Juwelenwalsmolenproces
Bewerking van getextureerde sieraden
Hierbij wordt het werkstuk vervormd door middel van een systematisch walsproces.
- Voor het gloeien om korrels zachter te maken en te herkristalliseren, gevolgd door het verlagen van de hardheid om gemakkelijker te kunnen vervormen tijdens de bewerking, verhit u het metaal op een temperatuur van 600-800 °C om de hardheid en vervormbaarheid te verminderen.
- Maak eerst de randen van de metalen strip schoon, recht en vlak ze af, zodat ze zonder defecten het walsproces ingaan.
- Stel de speling van de rol in op een dikte van -10 tot -20% voordat u met een micrometer gaat meten.
- Maak een dode doorgang waarbij er geen aanspanning plaatsvindt om de groef te bepalen en verklein daarna de groef met ongeveer 0.1-0.2 mm van doorgang tot doorgang.
- Rol in één richting en houd dezelfde snelheid aan (20-30 omwentelingen/minuut handmatig; 100 mm/minuut elektrisch) om de graanstroom te stroomlijnen.
- Gloeien tussen elke 3-5 passages om de ductiliteit te herstellen en scheuren door verharding van het werkstuk te voorkomen.
- Voor het aanbrengen van textuur plaatst u de patroonplaten met druk op halve snelheid, zodat een reliëf ontstaat van 0.05-0.3 mm.
- Micrometer voor de uiteindelijke dikte tot ±0.01 mm, vervolgens oprollen onder spanning voor minimale terugvering en oxidatie.
Als u deze stappen volgt, kunt u prachtige, verfijnde sieraden maken.
Tips voor het maken van sieradenontwerpen voor CNC-bewerking
Hier zijn enkele aanvullende stappen voor het ontwerpen van sieraden voor CNC-bewerking.
Geef prioriteit aan CAD-softwarevaardigheid
Gebruik hulpmiddelen zoals Rhino of Matrix om gedetailleerde digitale modellen te maken. Zorg er daarbij voor dat de geometrieën rekening houden met gereedschapsradiussen en dat onuitvoerbare elementen, zoals wanden met een dikte van nul, worden vermeden.
Minimale toleranties inbouwen
Uitvoering met wanddiktes boven 0.5 mm en loshoeken van 2-5° om de gereedschapstoegang te vergemakkelijken en trillingen tijdens het bewerken te verminderen.
Optimaliseren voor materiaaleigenschappen
Selecteer bewerkbare materialen, zoals was voor prototypes of goudlegeringen voor de uiteindelijke producten. Pas de reliëfdiepte aan op basis van de hardheid (bijvoorbeeld ondieper voor titanium met een vloeigrens van > 800 MPa).
Simuleer gereedschapspaden vroegtijdig
Gebruik CAM-software om paden vooraf te bekijken en stel de stapovergang in op 40-60% van de gereedschapsdiameter om het evenwicht te bewaren oppervlakteafwerking en bewerkingstijd, waardoor groeven worden voorkomen.
Plan voor het inrichten van de voorraad
Zorg voor lipjes of spelingen in het ontwerp om een veilige klemming te garanderen. Vermijd zichtbare oppervlakken om de esthetiek te behouden na verwijdering.
Valideren met sectionele analyse
Gebruik dwarsdoorsneden om de uitlijning te controleren, bijvoorbeeld door de penzittingen op 0.02 mm te plaatsen. Zo wordt de stabiliteit van de edelsteen en de pasvorm van de montage gegarandeerd.
Maak gebruik van schrootherstel
Voor edelmetalen moet u rekening houden met het verzamelen van chips, zodat u afval minimaliseert en materiaal op een economische manier kunt terugwinnen. Met deze stappen kunt u de sieraden van uw keuze maken.
Voordelen van CNC bij het maken van sieraden
Rollend goudvel
Superieure precisie en nauwkeurigheid
CNC-precisiebewerkingsonderdelen bereiken toleranties van ±0.005 mm, waardoor complexe details zoals guillochépatronen mogelijk zijn die de mogelijkheden van handwerk of gietmethoden te boven gaan.
Verbeterde ontwerpveelzijdigheid
Maakt complexe geometrieën en aanpassingen mogelijk, van ondersnijdingen tot filigraan, zonder herbewerking of herbewerking. Deze toepassingen van aangepaste CNC-bewerking maken een grotere flexibiliteit mogelijk vergeleken met andere processen, zoals spuitgieten.
Materiële diversiteit
Kan met verschillende materialen werken, waaronder edelmetalen, harsen en composieten, en kan parameters aanpassen voor optimale spaanbelastingen.
Verminderde productietijd en -kosten
Automatiseert de processen, waardoor de arbeid met 70% wordt verminderd en de verspilling met 5-10%, terwijl snelle prototyping binnen enkele uren kan worden voltooid.
Verbeterde efficiëntie en schaalbaarheid
Minimaliseert defecten met een herhaalbaarheid van meer dan 99%, waardoor industriële productie in batchgroottes van eenvoudige prototypes tot duizenden mogelijk is.
Omzeilt traditionele beperkingen
Maakt een einde aan de gebruikelijke overwegingen met betrekking tot krimp en maakt directe bewerking op het eindproduct mogelijk, waardoor zelfs de oppervlakteafwerking van de machine wordt verbeterd.
Uitdagingen bij CNC-sieradenbewerking
- Precisie op microschaal: Het bereiken van een hoge nauwkeurigheid bij complexe ontwerpen met nauwe tolerantie-eisen blijkt een grote uitdaging te zijn.
- Slijtage en breuk van gereedschap: De kleine snijgereedschappen die voor sieraden worden gebruikt, hebben de neiging snel te verslechteren en kapot te gaan.
- Materiaal: Het bewerkingsproces kent moeilijkheden omdat edelmetalen en edelstenen verschillende hardheden hebben.
- Oppervlaktekwaliteit: Om spiegelgladde afwerkingen te verkrijgen door middel van snijden, zijn specifieke snijparameterinstellingen nodig om overmatig polijsten te voorkomen.
- Complexe programmering: Het proces van het creëren van gereedschapspaden voor artistieke en organische vormen vergt veel tijd vanwege de programmeerbehoeften
- Trillingscontrole: Kleine trillingen tijdens het proces kunnen vervorming van de kenmerken veroorzaken, wat leidt tot een afname van de detailnauwkeurigheid.
Wat zijn de beste CNC-machines voor sieraden?
Dit zijn enkele van de beste CNC-machines je kunt gebruiken:
Carbide 3D Nomad 3
De Carbide 3D Nomad 3 is een compacte desktop-CNC-machine voor sieraden, geoptimaliseerd voor nauwkeurige bewerkingen zoals het maken van prototypes van sieraden en de productie van kleine series onderdelen.
Het werkgebied is 215 x 215 x 70 mm groot, is uitgerust met automatische gereedschapsmeting en kan een snelheid bereiken van maximaal 10,000 RPM voor ingewikkeld graveren en frezen van wassen of zachte metalen met toleranties kleiner dan 0.01 mm. Dit alles kost nog geen $ 2,800, wat het een geweldig apparaat maakt voor hobbyisten of kleine studio's. Het kan eenvoudig worden geïntegreerd in een afgesloten ontwerp.
SYIL X5
De SYIL X5 maakt machines industrieel qua formaat en gewicht, passend bij de behoeften van de juwelier, met een omhulselformaat variërend van hoog tot circa 250 x 300 x 250 mm. Hij beschikt over een extreem krachtige spindel met een toerental van 24,000 tpm en een aantal lineaire geleidingen, waardoor hij vrijwel spelingsvrij kan produceren.
Oppervlakteafwerkingen Behalen doorgaans een gemiddelde ruwheid (Ra) van minder dan 0.8 bij het bewerken van goud of zilver. De prijs bedraagt ongeveer $ 10,000 en de functies, sterke punten en opties met betrekking tot koelmiddelprogrammering tillen elk snijwerk naar een complexere zone, waardoor bekwame professionele juweliers in staat zijn om te werken.
STYLECNC ST-FC3030
STYLECNC ST-FC3030 is een CNC-precisie fiberlaser voor sieraden, geschikt voor het snijden van metalen sieraden. Hij is geschikt voor graveren en contouren van goud, zilver en koper. De kenmerken zijn onder meer een snijoppervlak van 300 x 300 mm, 1500 tot 2000 watt en nauwkeurigheid op micronniveau, waarbij de snijkanten schoon en braamvrij worden gesneden bij hoge snelheden tot 600 mm/s. De prijs bedraagt ongeveer $ 8,000, maar de toegankelijke software en de compactheid ervan helpen beginners of kleine bedrijven bij het maken van complexe ontwerpen.
Probeer Prolean nu!
Ontwerptips voor het maken van sieraden met CNC
- Optimaliseren voor bewerkbaarheid: Het ontwerp moet kenmerken bevatten die aansluiten bij de afmetingen van het gereedschap en de operationele limieten van de machine om overmatige complexiteit te minimaliseren.
- Gebruik de juiste toleranties: Stel toleranties in die passen bij het nauwkeurigheidsniveau van uw CNC-apparatuur en de gedragskenmerken van het materiaal.
- Vereenvoudig complexe details: Het ontwerp moet de decoratieve elementen beperken tot afmetingen die passen bij de gereedschapsdiameter en de snijnauwkeurigheid.
- Ontwerp van toltoegang: Het ontwerp moet ervoor zorgen dat gereedschappen alle oppervlakken en kenmerken kunnen bereiken zonder dat er risico is op botsingen met gereedschappen.
- Geschikte materialen: Bij de selectie van materialen moet de nadruk liggen op metalen en legeringen die efficiënt te bewerken zijn en tegelijkertijd een uitstekende oppervlakteafwerking opleveren.
- Nabewerking: Het ontwerp moet ruimte bieden voor nabewerkingen zoals polijsten, plateren en het zetten van de steen.
- Test met prototypes: Het ontwerpproces moet beginnen met het testen van prototypes om de haalbaarheid van het ontwerp te bevestigen voordat er overgegaan wordt tot grootschalige productie.
Walsmolen voor het maken van sieraden
Walsmachines zijn essentiële apparatuur voor het vervaardigen van uniforme metaalmaterialen in juwelierswerkplaatsen. Handmatige modellen, zoals de 90 mm platte en draadvarianten van Pepetools, zijn voorzien van gietijzeren frames met een overbrengingsverhouding van 1.2:1 voor koppelvermenigvuldiging, waardoor de vermoeidheid van de operator tijdens 20-50 bewerkingen wordt verminderd.
Rollen, verchroomd met een afwerking van 0.2 μm, speling via micrometerinstelling in stappen van 0.01 mm. Walsmachines zijn essentiële apparatuur voor het vervaardigen van uniform basismateriaal in juwelierszaken. De handmatige modellen, zoals die in de 90 mm platte wals met draad van Pepetools, hebben een overbrengingsverhouding van 1.2:1 voor koppelvermenigvuldiging.
De overbrengingsverhouding verdeelt de productiearbeid over de machine, waardoor veel van de vermoeidheid die anders kan ontstaan bij 20 tot 50 bewerkingen, wordt geëlimineerd. De verchroomde rollen zijn hoogwaardig afgewerkt met een nauwkeurigheid van 0.2 micrometer, instelstappen van 0.01 mm.
Elektrische modellen, zoals die gekozen zijn in de C130 van Durston, leveren ongeveer 1.5 kW vermogen terwijl de snelheid van 100 mm/min. gelijkmatig wordt, dankzij de veiligheidsvergrendeling en de omkeersystemen. Hierdoor kan een onjuiste invoer snel worden gecorrigeerd zonder dat de machine gedemonteerd hoeft te worden. Accessoires zoals verzonken verlengdoorns helpen bij het verlengen van draadgroeven tot een D-profielconfiguratie.
Onderhoud bestaat uit het wekelijks oliën van de interne onderdelen met ISO VG 68 viscositeitsolie en het driemaandelijks richten van de rollen om een slingering van minder dan 0.05 mm te garanderen. Selectie van vlakke breedte (80-130 mm voor platen) en draadcapaciteit (8-18 SWG) behoren tot de selectiecriteria, waarbij de gecombineerde units geoptimaliseerd zijn voor de beschikbare ruimte. De 99% foutloze materiaalbedding garandeert de superioriteit van verdere processen, zoals het piercen.
Probeer Prolean nu!
Handgemaakte sieraden versus machinaal vervaardigde sieraden voor massaproductie
Edelsteen handmatig zetten
Handgemaakte sieraden zijn afhankelijk van ambachtelijke vaardigheden, waarbij hamers, vijlen en branders worden gebruikt voor op maat gemaakte vormen. Hierdoor ontstaan organische asymmetrieën die gewaardeerd worden in de markt voor maatwerk, maar die vanwege vermoeidheid en variabiliteit beperkt blijven tot 5-10 stuks per dag per ambachtsman (toleranties ±0.5 mm). Deze methode behoudt de tastbare authenticiteit, waarbij de nerfstromen de vervormingspatronen van de hand volgen.
Bewerking van sieraden, via CNC freesproces of stempelen, blinkt uit in massaproductie en repliceert ontwerpen met meer dan 100 eenheden per uur met een consistentie van ±0.01 mm, waardoor de materiaalafwijking voor eenvoudige ontwerpen wordt teruggebracht tot <1%. Automatisering minimaliseert defecten door menselijke fouten, maar zorgt voor een homogene esthetiek, waardoor de subtiele imperfecties die de herkomst kenmerken, ontbreken.
Voor schaalbaarheid verlaagt machinale bewerking de kosten per eenheid met 60-80% bij meer dan 1,000 runs door middel van afgeschreven gereedschap, terwijl handgemaakte pakken niches met een laag volume vullen met een 2-3 keer hogere arbeidskosten (20-40 uur/stuk). Duurzaamheid bevordert de 10-15% lagere afvalproductie bij machinale bewerking, maar handwerk benadrukt ethische inkoop.
Een ambachtelijke methode voor het vervaardigen van precisiesieraden bestaat uit het maken van sieraden met behulp van hameren, filigraanwerk en handsoldeertechnieken. Dit levert kleine oplages op, met ongeveer 5-10 soorten per dag en een tonnage voor één persoon, omdat een echte ambachtsman die gespecialiseerd is in dergelijke werkzaamheden onvermijdelijk wordt belemmerd door vermoeidheid en variaties (toleranties ±0.5 mm).
Deze methode biedt een hulpmiddel om de tastbare authenticiteit van edelstenen te behouden en hun vervormingspaden fysiek te vernieuwen. Machinaal aangestuurde sieraden, zowel CNC-gestuurd als gestanst, zijn het meest geschikt voor massaproductie. Hierbij worden grote hoeveelheden geproduceerd met een snelheid van 500 tot 100 stuks per uur. De consistentie blijft binnen 0.01 mm en de materiaaltoleranties zijn kleiner dan één procent.
Met automatisering wordt de kans op menselijke fouten effectief beperkt, maar dat brengt wel onvolkomenheden met zich mee die veel kunnen vertellen over de oorzaak ervan. Op grote schaal zorgt machinale bewerking ervoor dat de kosten per stuk na 1000 onderdelen met 60-80% dalen. Dit is een investering, en handgemaakte producten zijn vooral bestemd voor markten met kleine volumes, waar de kosten 2-3 keer zo hoog zijn vanwege de arbeidstijd.
Wat het milieu betreft, komt er bij machinale bewerking vaak 10-15% overtollig materiaal tevoorschijn voordat het rendabeler is dan een handgemaakte opstelling. Door machinaal bewerkte bases te combineren met een handmatige afwerking, ontstaat een middenweg tussen inefficiëntie en uiterlijk. Zo kunt u een marktaandeel van 70% behalen in de productie van middelgrote series.
Aangepaste freesdiensten voor het maken van sieraden
Bij Proleantech geven we prioriteit aan onze draai- en freesdiensten voor complexe ontwerpen en micro-eigenschappen op onderdelen en CNC-sieraden. CNC-frezen kan patronen, ontwerpen, gravures, behuizingen en alle gewenste micro-eigenschappen produceren voor de productie van sieraden in kleine en grote aantallen. Wij bieden ook DFM-ondersteuning en materiaalopties voor esthetische afwerkingen en kleurkeuzes. Neem vandaag nog contact met ons op voor een gratis offerte binnen enkele uren!
Conclusie
Gereedschap frezen in walserijen transformeren de productie van sieraden van een ambachtelijk ambacht tot een kwestie van precisietechniek, waardoor massaproductie met minimale fouten mogelijk is. Als producenten rekening houden met ontwerpprincipes en de selectie van machines, kunnen ze het proces economisch maken zonder dat dit ten koste gaat van de complexiteit.
Er kan worden verwacht dat de cyclustijd in de toekomst nog verder zal worden verkort met de ontwikkeling van AI-gereedschapspaden, wat aanzienlijk zal bijdragen aan de groei van deze technologieën als ruggengraat van de industrie.
FAQ's
Hoe gebruik je een walsmolen voor sieraden?
Gloei het metaal, maak de randen schoon, stel de speling in op 10-15% reductie, smeer de rollen, rol stapsgewijs (0.1-0.2 mm/pass) op een constante snelheid, gloei elke 3-5 passes, meet de dikte en de rol.
0 reacties