CARVERA結合3D列印鋁合金雙面加工流程 2024.10.05
CARVERA結合INTAMSYS 3D列印鋁合金雙面加工流程
起源：客戶有小量零件修改的需求，委外加工須等待加工廠的排程
在零件或治具生產過程中，客戶經常遇到挖孔或修改尺寸等需求。
傳統的委外製作往往需等待外部廠商的排程，導致交期難以掌握，增加了進度的不確定性。為了有效縮短交期、提高靈活性，導入桌上型CNC成為一項值得評估的方案。
起城科技致力於為客戶提供全方位的製造解決方案，透過FUSION 360進行刀路規劃CAM及治具設計CAD，結合INTAMSYS工程材料3D列印技術，搭配CARVERA桌上型CNC設備，提供從設計到製造的應用經驗。
我們能針對客戶的特定需求，提供專業的技術建議與定制化方案，幫助客戶在零件修改和加工過程中獲得更高效、更靈活的生產體驗。
製作流程 評估與規劃
確認加工方式與步驟
加工工件如下圖，使用FUSION360軟體，圖面檢視後確認需要雙面加工，思考材料固定方式及加工策略。
首先思考如何利用手邊現有工具，來穩定固定工件，在加工過程中避免晃動位移，CARVERA機器原廠內附的固定工具中主要是壓板與側夾。
但這次加工的工件頂面與側面都需要銑削加工，壓板與側夾都會在加工過程造成干擾及限制，最終決定的方案如下圖。
工件外圍配合機器工作台的固定孔位製作出上下鏡射的沉頭螺絲孔，鎖上螺絲後既可固定工件又不會影響頂面銑削加工。
由於是對稱鏡射的螺絲孔方便翻面加工時定位用，另外翻面加工時最後的步驟會將工件本體與外圍固定件分割，本體沒有任何螺絲固定的情況下勢必會移動甚至彈飛造成危險。
因此在翻面時底部使用FUSION360設計一個固定治具，搭配起城科技代理的INTAMSYS工業級3D列印出尺寸精準不會翹曲的ABS治具，避免本體旋轉晃動的固定方式確保加工精確度，如下圖
設計概念是外圍使用相同定位孔，中間設計凸起方式，卡入工件本體的凹槽內避免加工時XY平面的旋轉，並使用CNC加工專用的雙面膠，避免工件在加工時被拉起，
工件外圍配合機器工作台的固定孔位製作出上下鏡射的沉頭螺絲孔，鎖上螺絲後既可固定工件又不會影響頂面銑削加工。
由於是對稱鏡射的螺絲孔方便翻面加工時定位用，另外翻面加工時最後的步驟會將工件本體與外圍固定件分割，本體沒有任何螺絲固定的情況下勢必會移動甚至彈飛造成危險。
因此在翻面時底部使用FUSION360設計一個固定治具，搭配起城科技代理的INTAMSYS工業級3D列印出尺寸精準不會翹曲的ABS治具，避免本體旋轉晃動的固定方式確保加工精確度，如下圖
設計概念是外圍使用相同定位孔，中間設計凸起方式，卡入工件本體的凹槽內避免加工時XY平面的旋轉，並使用CNC加工專用的雙面膠，避免工件在加工時被拉起，
加工流程
正面固定孔位加工
首先將固定用的螺絲孔位加工出來，此時尚未要加工頂面與側邊可以先用原廠附的壓板與側夾固定工件，螺絲孔位加工出來後就可以直接鎖上螺絲並拆除四周的壓板與側夾。
由於加工完在沒有移動工件的情況下鎖上螺絲，此時加工本體座標是準確的，接著就可以銑削頂面確保頂面的平整，另外銑削工件外圍方便後續翻面後的座標量測與確認，加工後如下圖
正面特徵加工
繼續加工工件本體部分，由於頂面與側邊已經加工完成此時可以使用壓板與側夾加強固定工件，正面加工深度儘量超過背面要加工的部份減少錯位的情況，下圖中本體外框建議翻面再一起處理否則加工背面倒角還是有偏移的機率，拆除工件前確認尺寸都符合客戶設計的圖面。
3D列印治具加工
我們使用INTAMSYS 310工業級3D列印，完成3D列印高強度ABS治具，來固定加工件，此時與工件接觸面都要銑平，因此建議治具尺寸要超過工件以利外圍可以用壓板固定加工。
翻面加工
治具加工完成後貼上雙面膠，此雙面膠主要是預防最後分離本體時移動或彈出，接著將工件固定於治具上方並用螺絲固定，即可開始背面加工
CARVERA加工鋁合金材質的背面特徵
心得
1.工作平台水平度：由於CARVERA 工作平台是合成木材多少會有傾斜問題，與主軸並不是完全平行，加工後的工件會出現厚薄不等的狀況，建議下方放一塊銑平的材料當作平台。
2.會穿透的部分在同一面加工完成不要分兩面，避免出現明顯錯位，例如穿透的孔位、外框，例如正面先加工外框輪廓後背面加工倒角，翻面時稍微偏移就會出現下圖的錯位問題，此時若是加工背面時再一起加工外框與倒角就不會出現這種狀況。
3.只用CNC專用雙面膠無法避免工件的位移，盡可能雙面膠搭配壓板或螺絲固定工件。
4.治具材料選擇彈性延展性較低的，避免鎖固的過程變形造成誤差。
CARVERA加工鋁合金材質的特徵
結論
這次使用CARVERA結合INTAMSYS工業級3D列印，製作鋁合金雙面加工的過程中，我們結合了FUSION360軟體的設計CAD與製造CAM整合功能，搭配工業級3D列印，特別是利用INTAMSYS高強度ABS治具來提升加工穩定性。
並解決了工件在加工過程中的穩固與位移問題。
工程師巧妙設計了沉頭螺絲孔定位、背面治具固定等細節，成功避免了工件移動和錯位的風險，確保了加工的精確度。
此外，我們得到了加工注意事項的經驗，像是關於加工平台的水平度、翻面加工的錯位問題避免，以及雙面膠與治具材料選擇的建議，這些都是非常實用的經驗分享，希望能幫助客戶進行類似加工時提高效率和準確性。
如果有其他加工相關問題，或是需要進一步討論您的加工策略，隨時可以繼續交流！
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