Wie man dünnwandige CNC-Teile für die Robotik ohne Verformung entwirft: 3 DFM-Tipps

Erstellt 09.26

Für Maschinenbauingenieure, Designingenieure und Einkaufsleiter in der Robotik- und Automatisierungs-Forschung und -Entwicklung sind dünnwandige CNC-Teile (wie Gehäuse für Roboterarme, Sensoren oder Übertragungskomponenten) ein zweischneidiges Schwert. Sie sind entscheidend für leichte, kompakte Robotikdesigns – aber Deformationen während der CNC-Bearbeitung führen oft zu Nacharbeiten, verzögerten Prototypen und verschwendeten Kosten. Die Lösung? Intelligente Design for Manufacturability (DFM)-Praktiken. Im Folgenden finden Sie 3 wichtige DFM-Tipps, um Ihre dünnwandigen Robotikteile gerade zu halten, sowie wie Marigold Rapid (www.marigold-rapid.com) unterstützt nahtlose Produktion.​

1. Halten Sie die Wandstärke gleichmäßig (und innerhalb bearbeitbarer Bereiche)​

Ungleichmäßige Wandstärken sind die Hauptursache für Deformationen – dickere Abschnitte kühlen während der Bearbeitung langsamer als dünnere, was zu inneren Spannungen führt. Für Roboter dünnwandige Teile:​

Halten Sie eine Dicke von 1–3 mm ein: Dies ist der „Sweet Spot“ für die meisten Robotikmaterialien (Aluminium 6061, Edelstahl 304) und CNC-Maschinen. Dünner als 1 mm birgt das Risiko von Verformungen; dicker als 3 mm fügt unnötiges Gewicht hinzu (schlecht für die Mobilität des Roboters).

Minimieren Sie die Dickeunterschiede: Wenn Sie einen dickeren Boss benötigen (z. B. für Montageschrauben), halten Sie den Übergang allmählich (Neigung oder Fase) anstatt scharf – dies reduziert den Spannungsaufbau. Zum Beispiel sollte ein Gehäuse für einen Robotersensor mit einer Hauptwand von 2 mm einen Boss haben, der nicht dicker als 4 mm ist, mit einem Übergang von 3 mm Fase.

2. Strategische Verstärkungsrippen hinzufügen (ohne es zu komplizieren)​

Verstärkungsrippen erhöhen die Steifigkeit, ohne die Gesamtdicke zu erhöhen – aber ein schlechtes Rippen-Design kann mehr schaden als nützen. Befolgen Sie diese Regeln für Robotikteile:​

Rippengröße ist wichtig: Machen Sie die Rippen 0,8–1x der Wandstärke (z. B. 1,6–2 mm Rippen für eine 2 mm Wand) und 2–3x der Wandhöhe. Zu dick, und die Rippen verursachen Einsenkungen; zu dünn, sie fügen keine Stärke hinzu.

Raumrippen gleichmäßig: Halten Sie den Abstand der Rippen 20–30 mm auseinander. Für ein langes Roboterarmgehäuse (z. B. 300 mm lang) verhindern 10–15 gleichmäßig verteilte Rippen das Biegen während der Bearbeitung.

3. Optimieren Sie die Platzierung von Funktionen (Vermeiden Sie Stress-Hotspots)​

Holes, Ausschnitte oder Kerben in dünnen Wänden erzeugen Spannungs-Hotspots, die zu Verformungen führen. Für CNC-Teile in der Robotik:​

Halten Sie Löcher von den Kanten fern: Die Lochmitten sollten mindestens 1,5-mal den Durchmesser des Lochs vom Wandrand entfernt sein. Ein 5-mm-Loch in einer 2-mm-Wand benötigt mindestens 7,5 mm Abstand von der Kante – entscheidend für Roboter-Montagehalterungen, die Lochstärke benötigen.

Vermeiden Sie kleine Ausschnitte in großen dünnen Abschnitten: Anstelle eines 10-mm-Ausschnitts in einer 200-mm-breiten dünnen Wand teilen Sie den Abschnitt mit einem kleinen Steg, um die Spannung zu verteilen. Dies funktioniert gut für Roboterbasisgehäuse mit Ausschnitten für Kabelzugang.

Wie Marigold Rapid Ihnen hilft, dünnwandige Robotikteile richtig zu erhalten

Bei Marigold Rapid fertigen wir nicht nur dünnwandige Robotikteile – wir helfen Ihnen, sie erfolgreich zu entwerfen. Als integrierter Hersteller mit einem umfassenden Prozess überprüfen unsere DFM-Ingenieure Ihre Entwürfe kostenlos vor der Bearbeitung, kennzeichnen Deformationsrisiken (wie unebene Wände oder schlecht platzierte Rippen) und bieten Lösungen an.

Unsere schnelle Reaktion bedeutet, dass Sie innerhalb von 24 Stunden DFM-Feedback erhalten – keine Verzögerungen in Ihrem Zeitplan für die Robotik-F&E. Und mit der SGS-Zertifizierung (ISO9001 und 13485) gewährleistet unser CNC-Bearbeitungsprozess (unter Verwendung von hochsteifen Maschinen und präzisem Spannen), dass Ihre dünnwandigen Teile gerade bleiben, selbst bei Kleinserien-Prototypenläufen.

Egal, ob Sie ein leichtes Gehäuse für einen Roboterarm oder ein kompaktes Gehäuse für einen Sensor entwerfen, wir passen uns flexibel an Ihre Material- und Designbedürfnisse an – keine Verformung, keine Nachbearbeitung, keine Kopfschmerzen.