Prednosti in slabosti CNC obdelave

CNC obdelava - kaj je to?

CNC obdelava je avtomatiziran proizvodni proces, ki ustvarja natančne reze, rezkanje, struženje in graviranje. Je veliko hitrejša, cenejša in zanesljivejša od ročne obdelave. Kmalu boste izvedeli, kaj vse to lahko pomeni za vas in vaše proizvodne potrebe.

strojna

Najprej vam bo morda koristilo razumevanje postopka obdelave. Predstavljajte si, da nekaj oblikujete tako, da od večjega predmeta odsekujete koščke. Morda izrezujete lesen hlod za kanu ali pa iz marmorja izklesavate obraz.

Preprosto povedano, strojna obdelava je, ko iz nečesa ustvarite želeno obliko z rezanjem, britjem ali izrezovanjem. To je proizvodni izraz in običajno velja, da se nanaša le na kovino. V resnici se lahko obdeluje širok spekter materialov, vključno s plastiko, lesom ali kamnom.

CNC obdelava

»CNC« v CNC obdelavi pomeni »računalniško numerično krmiljenje«. To pa zato, ker se med postopkom uporabljajo računalniško podprta orodja. Za razliko od ročne obdelave vam to ponuja številne prednosti.

Pri ročni obdelavi je večja verjetnost proizvodnih napak. Pri CNC obdelavi preprosto enkrat nastavite računalniško orodje. Končni izdelek je nato mogoče izdelati z delčkom hitrosti. Postopek lahko celo ponovite z enako hitrostjo in popolnoma enako natančnostjo.

● Višja kakovost je najboljše zagotovilo CNC obdelave.

● Več komponent lahko izdelate učinkoviteje.

● Tveganje človeške napake je zmanjšano na minimum.

● Ročne prilagoditve ne vplivajo na doslednost končne zasnove.

Kako deluje CNC obdelava?

Zdaj razumete, da je CNC obdelava visoko natančen postopek rezbarjenja v proizvodnji. Veste tudi, da digitalne modele pretvori v končne izdelke ali dele. Vendar vas morda na tej točki zanima natančen postopek korak za korakom. Kako deluje?

1. Začnite s programsko opremo CAD.

Postopek CNC obdelave začnete z načrtovanjem digitalnega 3D model. To dosežete z uporabo programske opreme za računalniško podprto načrtovanje (CAD). Programi, kot so Fusion 360, SolidWorks in AutoCAD, so vsi priljubljeni v industriji. Programska oprema CAD vam omogoča izdelavo virtualnih načrtov, ki določajo vse dimenzije želenega predmeta.

»Grand View Research« je zaupanja vreden vir in avtoriteta na področju proizvodnje. Leta 2023 je poročal o svetovni rasti trga programske opreme CAD za 7.5 % v primerjavi z enakim obdobjem lani. K temu je v veliki meri prispevala vse širša uporaba CNC procesov. To je spodbudilo tudi konkurenco in inovacije med proizvajalci programske opreme CAD.

2. Spremenite svoj CAD v CAM.

Zdaj, ko ste dokončali končno zasnovo s CAD-om, je na voljo virtualni osnutek z vsemi zapletenimi meritvami in podrobnostmi. Vaša CAD zasnova se nato obdela s programsko opremo za računalniško podprto proizvodnjo (CAM). Programska oprema CAM pretvori vašo CAD zasnovo v G-kodo – programski jezik, ki ga uporabljajo CNC stroji.

G-koda lahko vsebuje natančne ukazne pozive, vse do natančne hitrosti vretena med določenimi deli procesa obdelave. MIT-ova strojna delavnica poroča, da 30% skupnega časa proizvodnje se lahko skrajša z dobro optimizirano programsko opremo CAM.

Trenutno v industriji CAM vodijo blagovne znamke, kot sta HSMWorks in MasterCAM.

3. Nastavite svoj CNC stroj in postopek

Ko uspešno naložite svojo G-kodo na CNC stroj, računalnik stroja prebere navodila. Zdaj lahko natančno pomakne rezilo ali orodje za obrezovanje robov po vnaprej določeni poti. Najboljši stroji zagotavljajo tolerance do 0.001 palca – tanjše od lasu.

4. Avtomatizirajte za natančnost.

Neverjetno je, kako je mogoče z avtomatizacijo doseči učinkovitost. NASA pravi, da njihovi CNC-obdelani deli prispejo z 99.8 % manj napakami. To pa zato, ker če odpravimo možnost človeške napake, ročna obdelava ne more konkurirati CNC-obdelavi.

CNC obdelava je avtomatiziran postopek. To pomeni, da so želene komponente izdelane natančno, prispejo hitreje in jih je mogoče vedno znova predelati. Z uporabo CNC obdelave lahko hitro povečate ali upočasnite proizvodnjo. Je hrbtenica avtomobilske, medicinske, inženirske in vesoljske industrije.

Zdaj veste, kako deluje CNC obdelava. Oglejmo si njene ključne prednosti in zakaj se nanjo zanaša toliko industrij.

Prednosti CNC obdelave

Na tej točki že veste, da CNC procesi proizvajajo dosledne, visokokakovostne dele. Oglejte si naslednjih 5 prednosti uporabe CNC obdelave v vašem lastnem proizvodnem procesu, ki temeljijo na dejstvih.

1. Zagotavljate natančnost

Stopnja natančnosti, ki jo lahko dosežete s CNC obdelavo, je lahko skoraj 0.001 palca. Ta številka je tako zanesljiva, da celo NASA uporablja CNC postopke. Letalski velikan izdeluje in končno obdela številne dele svojih raket na ta način.

Veliko običajnih medicinskih orodij, ki si jih lahko zamislite, je izdelanih s CNC obdelavo. Pomislite na skalpel ali protezo ali celo stetoskop. Vsa ta orodja so med izdelavo podvržena nekakšni obdelavi, le redko pa se to izvaja ročno.

Tu so tudi proizvajalci avtomobilov, inženirji, proizvajalci letal in drugi. To so velike in pomembne panoge, ki se za doseganje rezultatov zanašajo na dosledno natančnost. Težko boste našli panoge, kjer se CNC obdelava ne uporablja.

2. Prihranite si čas

Z uvedbo CNC procesov lahko povečate proizvodne stopnje. Leta 2022 je revija Journal of Manufacturing Systems poročala, da lahko CNC obdelava prepolovi čakalne dobe. Stroji lahko delujejo ves dan brez prekinitve. To pomeni, da so vaši deli izdelani hitreje brez odmorov, povezanih z ročnim delom.

Tedensko ali mesečno naročilo lahko spremenite v naročilo, ki traja le nekaj ur ali dni. Posledično lahko svoje izdelke postavite na trg hitreje kot konkurenca.

3. Prihranite stroške

CNC obdelava vam omogoča prihranek pri proizvodnih stroških. Lahko celo privede do povečanja prodaje.

Uporaba CNC procesov vam omogoča prihranek pri stroških ročnega dela. Poleg tega lahko stroške uvedbe porazdelite na nešteto komponent. To pa zato, ker lahko CNC obdelava proizvede veliko različnih komponent in končnih izdelkov. Čeprav je to mogoče, je redko, da se CNC naroči za enkratno uporabo.

4. Obdelujete lahko veliko materialov

Zmotno bi vas zavedlo, da je strojna obdelava samo kovinski postopek. Čeprav drži, da lahko obdelujete kovine od aluminija do titana, lahko s CNC obdelujete tudi plastiko, les in kamen.

In zagotovo ne boste omejeni s številom izdelkov, ki jih lahko izdelate. Še bolje, vaše izbire materialov lahko spremenite z minimalnimi motnjami v proizvodnem procesu.

5. Svoje podjetje lahko razširite

Sprva boste morda delali s približno 20 deli. Med naročilom in dostavo lahko trajajo dolge čakalne dobe. S CNC obdelavo se lahko vaša proizvodnja eksponentno poveča v nekaj mesecih.

Ne samo, da se skrajšajo dobavni roki, ampak je mogoče tudi hitro izvesti spremembe v zasnovi. To je mogoče storiti brez usposabljanja osebja za nove zasnove. Preprosto posodobite digitalno zasnovo in pripravljeni ste. Vse to pomeni minimalne stroške delovne sile in povečano proizvodnjo.

CNC obdelava ponuja jasne prednosti za rast proizvodnje. Morda eksperimentirate z novim prototipom. Morda ste dovolj samozavestni, da povečate svojo obstoječo proizvodnjo. Ne glede na to pa vam povečanje obsega poslovanja s CNC obdelavo zagotavlja natančnost, nadzor in prihranke stroškov.

Zdaj ste natančno izvedeli, kako vam CNC obdelava zagotavlja natančnost, hitrost in prihranke stroškov. Veste tudi, da deluje z različnimi materiali in merili za vaše podjetje. Zaradi teh prednosti je CNC bistven za sodobno proizvodnjo.

Najpogostejši CNC procesi

Včasih morate izdelati komponento, vendar se ne morete odločiti, kateri CNC postopek uporabiti. Bodite brez skrbi – spodaj je takten vodnik o 5 najpogostejših CNC metodah obdelave.

1. CNC rezkanje

Za kompleksne oblike je na voljo CNC rezkanje. Pri postopku rezkanja se lahko uporabljajo vrtljivi rezalniki. Ti rezalniki se lahko premikajo v več smeri, medtem ko obdelovani predmet ostane fiksen na svojem mestu.

Prednosti CNC rezkanja

● Postopek rezkanja omogoča izrezovanje zapletenih žepov.

● Lahko se lepo izreže 3D konture in najobčutljivejše reže.

● Režete lahko najtrše materiale, kot je titan, in manj trde predmete, kot je plastika.

● Doseči je mogoče tolerance do 0.001 (SME Journal, 2023).

Za CNC rezkanje se odločite, ko potrebujete zapleteno izdelane dele z najfinejšimi podrobnostmi.

2. CNC struženje

Za vse te okrogle dele in krivulje je CNC struženje najboljše. S tem postopkom lahko premikate material. To se zgodi, medtem ko obdelovalno orodje ostane popolnoma na svojem mestu.

CNC struženje je namenjeno izdelavi predmetov, ki se premikajo drug v drugem. Pomislite na hidravlični del ali gredi motorjev. Izdelava takšnih krivulj zahteva natančnost premikanja z zrakotesnimi tesnili.

Prednosti CNC struženja

● Dokazano je, da je postopek 30% hitrejše kot ročno letenje.

● Rezultat so veliko boljši rezultati na površinah ukrivljenih komponent

● Postopek se izkaže za hitrejši pri visoki stopnji obračanja okroglih izdelkov v množični proizvodnji

CNC struženje je postopek, na katerega se zanesete, ko potrebujete vrtljive komponente in simetrijo.

3. CNC vrtanje

Funkcija vrtanja je pomembna. Avtomatizirana s CNC-jem vam omogoča izdelavo natančnih, nepredušnih lukenj. Ponudba natančnosti je na ravni, ki je človeški napor ne more izpodbijati. Predstavljajte si izdelavo nečesa tako podrobnega, kot je tiskano vezje ali avtomobilski motor. Za te predmete je treba luknje izvrtati izjemno natančno in hitro.

Prednosti CNC vrtanja

● V povprečju lahko s CNC vrtanjem izdelate približno 50 lukenj na minuto. To ne glede na material, ki ga obdelujete.

● Delate lahko na zapletenih načrtih.

● Omogoča avtomatizacijo vrtanja, ki bi sicer trajalo več ur.

Če delate na nečem, kar zahteva hitre zaporedne vrtine z več natančnimi luknjami, potem je CNC vrtanje rešitev za vas.

4. CNC brušenje

CNC metoda, idealna za popolne končne obdelave, je CNC brušenje. Včasih morajo biti končne obdelave naročenih delov gladke kot ogledalo. Del lahko zahteva različne teksture na različnih straneh.

Brusilna kolesa se uporabljajo med postopkom strojnega brušenja. Prav ta postopek omogoča doseganje določene končne obdelave na strojno obdelanih površinah. Postopek se lahko uporablja celo za ostrenje in matiranje predmetov.

Prednosti CNC brušenja

● Uporablja se lahko za predmete, velike kot so propelerji letal, pa vse do orodij, majhnih kot so kirurški skalpeli.

● Postopek se lahko uporabi za odstranjevanje mikroskopskih nepravilnosti.

● Odlično se obnese pri izpolnjevanju industrijskih standardov.

● CNC brušenje se lahko uporablja tudi za zmanjšanje trenja med gibljivimi deli.

CNC brušenje boste uporabili, kadar mora biti površina predmeta najvišje kakovosti.

5. Kombinirani CNC procesi

Morda ste že pomislili na kombiniranje različnih CNC procesov. To je običajna praksa v vseh panogah. Komponento ali orodje je lahko treba rezkati in vrtati ali brusiti in stružiti. Zaradi tega ni neobičajno kombinirati različnih metod v procesu CNC obdelave.

Tukaj je pomirjujoča statistika. Več kot 67 % proizvajalcev združuje 2 ali več CNC procesov. To je v skladu s poročilom IMIS, objavljenim leta 2024.

Slabosti CNC obdelave

Prednosti CNC obdelave so odveč poudarjati, vendar ne moremo zamižati na njene slabosti. Spodaj STYLECNC bo podrobno razložil njegove glavne pomanjkljivosti.

1. Visoki začetni stroški

CNC stroji (kot so CNC rezkalni stroji, CNC stružnice, CNC usmerjevalniki, 5-osni CNC stroji) zahtevajo veliko začetno naložbo.

Stroški namestitve in orodij: Prilagojene vpenjalne naprave, rezalna orodja in programiranje lahko povečajo stroške, zlasti pri majhnih serijah.

2. Zahtevano je usposobljeno delovanje

Čeprav CNC zmanjšuje ročno delo, še vedno zahteva usposobljene tehnike (operaterje in programerje) za programiranje, nastavitev in vzdrževanje.

Stroški usposabljanja: Operaterji potrebujejo posebno usposabljanje, preden lahko prevzamejo svoja delovna mesta, kar povečuje stroške dela.

3. Materialni odpadki

Subtraktivna proizvodnja: CNC obdelava odstranjuje material, kar ima za posledico več odpadkov v primerjavi z aditivno proizvodnjo (kot npr. 3D tiskanje).

Višji stroški dragih materialov: Zapravljanje materialov, kot sta titan ali Inconel, je lahko drago.

4. Posebne omejitve zasnove

Čeprav lahko CNC izdeluje kompleksne dele, je nekatere posebne zasnove (kot so notranje mreže, posneti robovi) težko doseči, razen če obstaja večosni CNC stroj.

Kompleksne oblike so dražje: 5-osna CNC obdelava lahko zmanjša omejitve, vendar bo tudi povečala investicijske stroške.

5. Omejitve obdelave velikih delov

Omejena velikost CNC obdelovalne mize jim preprečuje sodelovanje pri nekaterih velikih projektih, ki zahtevajo alternativne metode obdelave.

6. Vzdrževanje in izpadi

CNC obdelovalni stroji zahtevajo redno vzdrževanje, vključno z mazanjem, kalibracijo in zamenjavo delov (npr. vreten, krogličnih vreten).

Zaradi izpadov lahko pride do prekinitve ali zaustavitve proizvodne linije.

7. Počasna množična proizvodnja

Pri zelo velikih serijah (npr. milijonih delov) so postopki, kot so brizganje, štancanje ali tlačno litje, stroškovno učinkovitejši.

8. Omejitve površinske obdelave

Doseganje ultra gladke površine običajno zahteva dodatne sekundarne operacije, kot sta poliranje in brušenje.

zaključek

Zaradi prednosti CNC obdelave je nepogrešljiva v sodobni industrijski proizvodnji, vendar njeni visoki začetni stroški odvračajo lastnike malih podjetij, CNC programiranje pa zahteva izkušnje, zaradi česar začetniki nimajo samozavesti. Skratka, CNC obdelava ima svoje prednosti in slabosti. Ne glede na to, ali gre za začetnika ali profesionalca, bo vsakdo izkoristil svoje prednosti in se izognil slabostim, da bi dobil tisto, kar potrebuje.

Končni pogled na CNC obdelavo

Uspešno ste raziskali polni potencial CNC obdelave. Od njene natančnosti in hitrosti do 5 ključnih procesov, ste seznanjeni z vsem. Razumete lahko tudi, zakaj je to hrbtenica sodobne proizvodnje.

Glede na vse to je morda odlično imeti ob sebi zaupanja vrednega partnerja za CNC obdelavo.

Izkoristite CNC obdelavo za svoje podjetje

Popolnoma ste opremljeni, da vidite, kako CNC obdelava zagotavlja natančnost, hitrost in skalabilnost. Zdaj morate le še ukrepati. CNC obdelava vam daje konkurenčno prednost in na STYLECNC, specializirani smo za storitve CNC obdelave, ki natančno ustrezajo vašim potrebam.

Če želite resnično razumeti CNC obdelavo, ste našli svojega partnerja in vodnika. Stopite v stik z nami.