지그 및 비품 제작을 위한 주요 고려사항

지그는 구멍을 뚫거나 태핑하는 것과 같은 반복적인 작업을 수행할 때 제조 도구를 제자리에 고정하는 도구입니다. 반면에 고정 장치는 제조 도구를 안내하지 않고 고정된 위치, 방향 또는 위치에서 공작물을 안정적으로 유지합니다. 표준 바이스는 가구의 일반적인 예입니다.

차이점은 제쳐두고, 지그와 고정구 모두 큰 차이를 만드는 도구입니다. 생산성을 높이고 부품의 반복성을 개선하며 부품 조립 및 분해를 더 쉽게 만들고 안전한 작업 환경을 조성하는 데 도움이 됩니다. 거의 모든 자동화된 산업 제조 공정은 제대로 작동하는 부품을 일관되게 제작하기 위해 지그와 고정 장치에 의존합니다. 엔지니어는 이러한 주요 고려 사항을 염두에 두고 지그와 고정 장치가 견고하고 잘 설계되었는지 확인할 수 있습니다.

지그 및 고정구 설계 기본 사항

지그 및 고정구 제조의 핵심은 자유도가 작동하는 방식을 이해하는 것에서 시작됩니다. 공간에 있는 모든 물체는 위/아래, 왼쪽/오른쪽, 앞으로/뒤로, 그리고 3축(X, Y, Z)에 대해 회전하는 기능의 6가지 자유도를 갖습니다. 적절하게 설계된 고정 장치는 부품이 제자리에 고정되도록 이러한 자유를 최대한 제한해야 하지만 부품이 과도하게 구속되어서는 안 됩니다.

과잉 구속은 중복된 힘이 동일한 작업을 수행하려고 하고 결국 역효과를 낼 때 발생합니다. 네 발 달린 의자가 이에 대한 훌륭한 예입니다. 네 번째 다리는 기계적으로 필요하지 않으며 의자가 고르지 않은 표면에 있으면 흔들릴 수 있습니다. 기껏해야 과도하게 구속된 힘은 고정 장치에 영향을 미치지 않지만 최악의 경우 부품 품질이 저하되고 작업자의 위험이 증가합니다.

엔지니어는 자유와 관련하여 정확해야 합니다. 덜 구속된 고정 장치 설계는 변형이 조금 더 많은 주물과 같은 부품에 가장 적합하고 더 구속된 고정 장치 설계는 표면이 더 정밀한 CNC 기계 또는 사출 성형 부품에 가장 적합합니다.

성공적인 지그 및 고정 장치 설계는 도구가 작동하는 방식과 도구를 작동하는 느낌을 고려합니다. 각 응용 프로그램은 다르지만 엔지니어는 항상 인간 중심 설계를 계획에 통합해야 합니다. 다음 고정 지그 및 고정 장치 설계 계산으로 시작하십시오.

1. 가능하면 한 손으로 조작할 수 있도록 지그와 고정구를 설계하십시오. 이런 식으로 작업자는 한 손으로 고정 장치를 잡고 다른 손으로 부품 위치 지정 또는 안정화를 수행할 수 있습니다.
2. 2차 작업 중에 부품을 고정하기 위해 사람의 도움이 필요하지 않은 지그 또는 고정구를 설계합니다.
3. 오정렬 오류를 명확하게 만드는 형상을 선택합니다. 이렇게 하면 작업장 부상을 줄일 수 있습니다.
4. 지그 또는 고정구가 전체 생산 워크플로에 어떻게 맞는지 고려하십시오.
5. 가장 적은 단계를 사용하는 디자인을 만드십시오. 이렇게 하면 주기 시간이 단축되고 반복 동작의 피로가 최소화됩니다.

지그와 고정구는 CNC 가공과 3D 프린팅을 사용하여 제조할 수 있지만 일반적으로 3D 프린팅은 많은 장점을 제공합니다. 이 경우 적층 가공은 CNC 가공보다 훨씬 저렴하고 빠릅니다. 또한 3D 프린팅만이 엔지니어에게 설계를 자주 다시 최적화할 수 있는 유연성을 제공합니다.

지그 및 고정구 제조 모범 사례

지그 및 고정 장치는 금속 또는 플라스틱 재료를 사용하여 만들 수 있지만 플라스틱은 더 저렴한 경향이 있으며 종종 모든 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 산업용 FDM(융합 증착 모델링), HP Multi Jet Fusion 및 Carbon Digital Light Synthesis(DLS)는 우수한 결과를 제공하지만 SLA(광조형 조형) 및 SLS(선택적 레이저 소결)도 좋은 옵션이 될 수 있습니다. 신속한 사출 성형을 위해 엔지니어링 등급 열가소성 플라스틱은 등방성 부품을 대량으로 쉽게 생산할 수 있습니다.

고성능의 내구성 있는 지그 및 고정구의 경우 다음 제조 모범 사례를 염두에 두십시오.

1. 3D 프린팅 지그 및 고정 장치를 사용하면 제품 팀이 부품 비용을 늘리지 않고도 설계 복잡성을 높일 수 있으므로 설계자는 설계 단계에서 이 원칙을 활용해야 합니다. 부품의 성능을 향상시키기 위해 어떤 추가 기능을 구축할 수 있는지 고려하십시오.
2. 측정 도구를 사용하여 고정 장치의 치수 정확도를 확인하고 데이텀 기능을 설계에 추가하여 검사 및 검증을 더 쉽게 만듭니다.
3. 리브와 필렛을 사용하여 강성을 높입니다.
4. 금속 나사 인서트를 사용하여 내구성을 높입니다.
5. 2차 작업이 완료된 후 볼트를 풀고 조임력을 완화하여 SLA 수지로 인한 뒤틀림을 방지합니다.
6. 스프링을 사용하여 쉽게 배출할 수 있습니다.
7. CNC 가공을 통해 제조하는 경우 설계 계획에서 파편을 고려하십시오. 예를 들어, 엔지니어는 도구를 방해하지 않고 버가 형성될 수 있도록 지그에 틈을 남길 수 있습니다. 칩이 쐐기로 확장될 수 있는 작은 틈, 홈 또는 포켓을 최소화합니다.

지그 또는 고정구를 제조한 후에는 형태와 기능을 검증해야 합니다. 엔지니어는 완성된 도구를 원본 CAD 모델과 비교하여 치수가 맞는지 확인해야 합니다. 잘 설계된 고정 장치는 부품을 지지하고 일단 클램핑이 적용되면 기울이거나 구부리거나 이동하지 않고 제자리에 고정합니다.

Fast Radius로 더 나은 설비 만들기

지그와 고정 장치는 모든 제조 프로젝트의 필수 구성 요소입니다. 생산성을 높이고 생산 일정을 단축하며 더 나은 부품을 생산할 수 있습니다. 따라서 엔지니어는 지그와 고정 장치를 가능한 한 기능적으로 만들기 위해 가능한 모든 일을 하는 것이 중요합니다. 숙련된 제조 파트너가 도움을 드릴 수 있습니다.

Fast Radius 팀은 제품 팀이 아이디어를 실현할 수 있도록 돕기 위해 최선을 다하고 있습니다. 당사의 설계 및 엔지니어링 전문가는 귀하가 획기적인 응용 프로그램을 설계하거나 지그 및 고정 장치가 완벽하고 기능적인 설계를 기반으로 하는지 확인하는 데 기꺼이 도움을 드립니다. 우리는 개념에서 배송까지 고객과 협력하여 전체 제품 수명 주기가 속도와 비용 효율성을 위해 최적화되도록 합니다. 시작하려면 지금 문의하세요.

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