小批量制造公司正在推动制造业的边界。问他们几个关键问题将有助于确保高质量的结果。
戈登的风格
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小批量制造一般是指根据工艺、工具和材料的不同，最多生产50到10万个零件。它使产品开发人员能够利用从CNC加工到塑料注射成型再到3D打印的尖端和传统制造技术。重要的是，它还可以用于大规模生产之前的桥梁生产，并帮助大大小小的公司首先将产品推向市场，同时提供大规模生产无法比拟的设计灵活性。这降低了进行设计修改时所涉及的风险和成本。这些只是小批量生产带来的一些好处。
三坐标测量机(CMM)精度高，可编程快速重复测量。
就像任何制造工作一样，小批量生产必须有适当的质量控制协议，以确保产品质量。对于希望利用小批量生产优势的设计师、工程师和企业家来说，几个关键问题可以帮助您确定将设计委托给哪个制造工厂。
我可以参观生产车间吗?
如果你要求参观生产车间，而得到的回答是“不”，这是一个危险信号。与任何小批量制造商的业务关系都应该是透明的。所使用的设备不应该是一个秘密，而是一个卖点。
参观生产车间时，要注意周围的环境。是否有良好的组织和装备?准备索取员工培训和认证的记录，并与机械师交谈。此外，准备好要求核实所有文件信息，无论是营业执照和注册，保险证明还是ISO证书。
你能帮我优化我的CAD设计吗?
确保为设计选择了正确的制造工艺是很重要的，同样重要的是，设计要针对制造进行优化。有一些设计产品的方法可以在达到相同效果的同时减少制造时间和金钱。让工程团队检查您的设计将使您的工作更轻松，并将防止可避免的错误。
面向制造的设计尤其适用于3D打印。专门为3D打印设计并不是一件容易的事情，因为需要考虑多个变量。例如，重要的是要确保3D CAD文件经过优化，以与将要打印它的机器的公差兼容。由英国雷尼绍制造并在Star Prototype使用的AM250打印机要求最小壁厚为0.2毫米，孔/间隙必须为0.4毫米或更大。这些参数是粉末粒度、光束轮廓和工作台移动等变量的函数。通过各种技术，包括CNC加工，可以在3D打印部件的外部实现更紧密的公差。然而，内部功能的后期整理是有限的。可以增加孔和袋等特征，但必须落在直钻头或铣刀的位置线上才能这样做。
你们对来料进行测试吗?
世界各地的原材料质量差别很大。为了确保这些材料不是欺诈性的或不符合规定的，找出这些材料是从哪里购买的，并要求提供网站地址或其他识别信息。例如，用于3D金属打印的粉末只能从相对较少的供应商或创建3D打印机的实际公司获得。知道这些粉末来自其中一个来源应该会让人安心。前期的一点点跑腿工作可能会给你带来丰厚的回报。
对于像CNC加工这样的减法制造技术，了解小批量制造商正在使用的材料识别工具也是有益的。有精密的计量设备，用于测试减法生产的棒材和板材。Star Prototype使用牛津仪器的光学发射光谱仪(OES)来检测进入的金属供应，这使得对进入的金属进行火花测试成为可能。此外，手持PolyMax枪用于塑料的阳性材料鉴定。PolyMax使用拉曼散射来测试塑料。这些只是小批量制造商用于测试来料的几种有效方法。
Star工厂的质量控制实验室包括各种测试设备，包括OES, CMM和Faro激光扫描仪。
你们在成品上使用什么类型的测量工具?
有多种技术可用于确保成品符合原始设计规格。激光扫描可以有效地测量具有复杂几何形状的零件。零件的表面被扫描以创建一个可以与原始CAD文件进行比较的数字文件。然而，对成品零件进行完整的尺寸测量应该是小批量制造商的常见做法。这可以使用坐标测量机(CMM)来完成，CMM有一个非常稳定的平面花岗岩工作台。精密制造的蓝宝石晶体安装在触摸探头上，确保测量精度。为了减少温度引起的测量变化，三坐标测量机应位于气候可控的房间内。为了确保成品零件与原始CAD文件相匹配，可以对三坐标测量机进行编程，以使用CAD文件中的坐标。使用CAD文件对机器进行编程，使其能够自动连续测量零件。
机器人外骨骼案例研究
非营利性人类与机器认知研究所(IHMC)外骨骼项目主任彼得·纽豪斯博士联系了Star Prototype，帮助他们制作一系列定制部件。他们通过Mina V2寻求帮助，这是一种动力机器人外骨骼，旨在为身体残疾的人提供辅助行动。它使用微控制器、传感器和带有复杂用户界面的电动机。
Star Prototype为Mina V2定制了部件，这是一款由人类与机器认知研究所设计的动力机器人外骨骼。该过程包括设计制造审查，然后通过CNC加工钢，黄铜和铝零件制造。
“我们喜欢与Star Prototype合作，满足我们所有的制造需求，”纽豪斯博士说。“他们提供报价的速度很快，这样我们就不用浪费时间等待了，尤其是当项目需要一些部件的时候……我们真正欣赏的是他们出色的客户服务。”获得快速报价，过程中的更新，以及零件发送前的图片，使整个过程顺利进行。”
在完成了项目的制造审查设计后，Star团队开始制作组件。该项目要求所有部件都具有严格的公差，并且它们无缝地组装在一起，以构建移动机器人设备所需的复杂三维几何形状。在制造过程中，有几个地方需要特别注意。
用于制造Mina V2的钢、黄铜和铝部件的主要工艺是CNC加工。每个零件都是使用适合公差和角度要求的工具和数控机床制造的。车削中心是制造像弹簧底座一样的圆和同心零件的最好方法。在这种情况下，一根不锈钢棒被牢牢地固定在旋转卡盘的颚部，以防止在它被缩小到最终尺寸时产生任何不必要的振动。
由于需要严格的公差，Star决定在其5轴数控铣床上加工最复杂的零件。拥有这样的设备有助于避免在不同的机器上将工件从一个夹具移动到另一个夹具，这使得很难保持严格的公差。
例如，在钻出中心孔时，具有多个面和圆形边缘的平行弹簧支架难以正确保持。最后，Star创造了一个特殊的夹具来固定这个部分，以保持正确的尺寸。
一旦初级机器工作完成，所有的铝部件进行喷丸，清洁和铝阳极氧化准备。阳极氧化可以提高铝的耐腐蚀性，提供坚硬的耐刮擦表面，并增强外观。
并非所有合金都能很好地接受阳极氧化处理，但AL-6061是一个不错的选择，并产生了良好的效果。喷丸和清洗后，铝有一个无反射，哑光完成。
阳极氧化后，零件有均匀的，半光泽的深蓝色金属涂层。阳极氧化在表面上增加了一层薄薄的材料，大约3到5微米。这足以干扰紧密配合公差和机器螺纹，因此螺纹孔必须在阳极氧化后清洗，裸露金属。
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