Avantajele și dezavantajele prelucrării CNC

Prelucrarea CNC - Ce este?

Prelucrarea CNC este un proces de fabricație automatizat care creează tăieturi precise, frezare, strunjire și gravare. Este mult mai rapidă, mai ieftină și mai fiabilă decât prelucrarea manuală. Veți afla ce ar putea însemna toate acestea pentru dumneavoastră și nevoile dumneavoastră de producție.

prelucrare

În primul rând, înțelegerea procesului de prelucrare a pieselor metalice poate fi benefică. Imaginează-ți că proiectezi ceva prin cioplirea unor bucăți dintr-un obiect mai mare. Poate sculptezi un buștean de lemn pentru a face o canoe sau poate sculptezi o față din marmură.

Simplu spus, prelucrarea mecanică este procesul de creare a formei dorite din ceva prin tăiere, răzuire sau sculptare. Este un termen de fabricație și se consideră, în general, că se referă doar la metal. De fapt, o gamă largă de materiale pot fi prelucrate mecanic, inclusiv plasticul, lemnul sau piatra.

CNC de prelucrare

„CNC” în prelucrarea CNC înseamnă „Comandă Numerică Computerizată”. Asta pentru că în timpul procesului se utilizează instrumente computerizate. Spre deosebire de prelucrarea manuală, aceasta vă oferă o gamă largă de avantaje.

Când prelucrarea se face manual, este mai probabil să apară greșeli de producție. Cu prelucrarea CNC, pur și simplu configurați o unealtă computerizată o singură dată. Un produs final poate fi apoi realizat cu o fracțiune din viteză. Puteți chiar repeta procesul la aceeași viteză și cu exact aceeași precizie.

● Calitatea superioară este cea mai bună garanție a prelucrării CNC.

● Puteți realiza mai multe componente mai eficient.

● Riscul erorii umane este redus la minimum.

● Ajustările manuale nu afectează consecvența designului final.

Cum funcționează prelucrarea CNC?

Acum înțelegeți că prelucrarea CNC este un proces de sculptură de înaltă precizie în industria prelucrătoare. De asemenea, știți că transformă desenele digitale în produse sau piese finite. Cu toate acestea, în acest moment s-ar putea să fiți curioși să aflați exact procesul pas cu pas. Cum funcționează?

1. Noțiuni introductive despre software-ul CAD.

Începeți procesul de prelucrare CNC prin proiectarea unui fișier digital 3D model. Puteți realiza acest lucru utilizând software de proiectare asistată de calculator (CAD). Programe precum Fusion 360, SolidWorks și AutoCAD sunt toate favorite în industrie. Software-ul CAD vă permite să realizați planuri virtuale care definesc fiecare dimensiune a elementului dorit.

„Grand View Research” este o sursă de încredere și o autoritate în domeniul producției. În 2023 Acesta a raportat o creștere globală a pieței de software CAD cu 7.5% față de anul precedent. Utilizarea tot mai largă a proceselor CNC are o mare legătură cu acest lucru. Acest lucru a încurajat, de asemenea, concurența și inovația în rândul producătorilor de software CAD.

2. Transformă-ți CAD-ul în CAM.

Acum că ați finalizat designul final folosind CAD, este disponibilă o schiță virtuală cu toate măsurătorile și detaliile sale complexe. Designul CAD este apoi procesat folosind software de fabricație asistată de calculator (CAM). Software-ul CAM convertește designul CAD în cod G - limbajul de programare utilizat de mașinile CNC.

Codul G poate conține comenzi precise până la viteza exactă a axului în anumite etape ale procesului de prelucrare. Atelierul Mecanic al MIT raportează că 30% din timpul total de producție poate fi redus prin intermediul unui software CAM bine optimizat.

Liderii industriei CAM în acest moment sunt mărci precum HSMWorks și MasterCAM.

3. Configurați mașina CNC și procesul

După ce ați încărcat cu succes codul G pe Mașină CNC, computerul mașinii citește instrucțiunile. Acum poate comanda lama sau instrumentul de tăiere a muchiilor cu precizie pe o traiectorie prestabilită. Cele mai bune mașini asigură toleranțe de până la 0.001 inci - mai subțiri decât firul de păr.

4. Automatizați pentru precizie.

Este incredibil cum se poate obține eficiență prin automatizare. NASA spune că piesele sale prelucrate CNC ajung la destinație cu 99.8% mai puține erori. Asta pentru că, atunci când elimini șansa erorii umane, prelucrarea manuală nu poate concura cu prelucrarea CNC.

Prelucrarea CNC este un proces automatizat. Aceasta înseamnă că componentele dorite sunt fabricate cu precizie, ajung mai repede și pot fi refăcute iar și iar. Folosind prelucrarea CNC, puteți crește rapid producția sau încetini producția. Este coloana vertebrală a industriilor auto, medicală, inginerească și aerospațială.

Acum știi cum funcționează prelucrarea CNC. Să analizăm principalele sale avantaje și de ce atât de multe industrii se bazează pe ea.

Avantajele prelucrării CNC

Știți deja în acest moment că procesele CNC produc piese consistente și de înaltă calitate. Aruncați o privire la următoarele 5 avantaje bazate pe fapte ale utilizării prelucrării CNC în propriul proces de producție.

1. Asiguri precizie

Nivelul de precizie pe care îl puteți obține cu prelucrarea CNC poate fi de până la 0.001 inci. Aceasta este o cifră atât de demnă de încredere, încât chiar și NASA folosește procese CNC. Gigantul aerospațial produce multe dintre piesele sale de rachete și le finisează în acest fel.

Multe dintre instrumentele medicale comune la care vă puteți gândi sunt fabricate prin prelucrare CNC. Gândiți-vă la un bisturiu sau o proteză, sau chiar la un stetoscop. Toate acestea trec printr-o formă de prelucrare în procesul de fabricație, iar aceasta este rareori realizată manual.

Există, de asemenea, producători de automobile, ingineri, producători de avioane și alții. Acestea sunt industrii mari și importante care se bazează pe o precizie constantă pentru a realiza lucrurile. Veți avea dificultăți în a găsi industrii în care nu se utilizează prelucrarea CNC.

2. Economisești timp

Adoptarea proceselor CNC vă permite să creșteți ratele de producție. În 2022, Journal of Manufacturing Systems a raportat că prelucrarea CNC poate reduce timpii de așteptare la jumătate. Mașinile pot funcționa la orice oră din zi, fără oprire. Aceasta înseamnă că piesele dumneavoastră sunt fabricate mai rapid, fără timpii de pauză asociați cu munca manuală.

Poți transforma o comandă de o săptămână sau o lună într-una care durează doar câteva ore sau zile. La rândul tău, vei ajunge la produsele tale pe piață mai repede decât concurența.

3. Economisiți costuri

Prelucrarea CNC vă permite să economisiți costurile de producție. Poate duce chiar și la creșterea vânzărilor.

Utilizarea proceselor CNC vă permite să economisiți costurile cu manoperă. Dincolo de aceasta, puteți distribui costul adoptării pe nenumărate componente. Acest lucru se datorează faptului că prelucrarea CNC poate produce o mare varietate de componente și produse finite. Deși este posibil, este rar să găsiți CNC comandat pentru o singură utilizare.

4. Puteți prelucra multe materiale

Ai fi indus în eroare dacă ai crede că prelucrarea este doar un proces care implică prelucrarea metalelor. Deși este adevărat că poți prelucra metale de la aluminiu la titan, plasticul, lemnul și piatra pot fi prelucrate prin CNC.

Și cu siguranță nu veți fi limitați de numărul de articole pe care le puteți produce. Mai mult, alegerile dvs. de materiale pot fi modificate cu întreruperi minime ale procesului de fabricație.

5. Îți poți scala afacerea

La început, s-ar putea să te trezești lucrând cu aproximativ 20 de piese. Pot exista perioade lungi de așteptare între momentul comenzii și momentul în care acestea sosesc. Cu prelucrarea CNC, producția ta poate crește exponențial în câteva luni.

Nu numai că se reduc timpii de livrare, dar și modificările de design pot fi implementate rapid. Acest lucru se poate face fără a fi nevoie de instruirea personalului cu privire la noile designuri. Pur și simplu actualizați designul digital și sunteți gata de plecare. Toate acestea reprezintă costuri minime cu forța de muncă și o producție crescută.

Prelucrarea CNC oferă avantaje clare pentru creșterea producției. Este posibil să experimentați cu un prototip nou. Este posibil să aveți suficientă încredere pentru a vă crește producția existentă. Indiferent de situație, extinderea afacerii prin prelucrare CNC asigură precizie, control și economii de costuri.

Acum ați aflat exact cum prelucrarea CNC vă oferă precizie, viteză și economii de costuri. De asemenea, știți că funcționează cu mai multe materiale și se adaptează la afacerea dvs. Aceste avantaje fac ca CNC să fie esențial pentru producția modernă.

Cele mai comune procese CNC

Uneori aveți nevoie să realizați o componentă, dar nu vă puteți decide ce proces CNC să utilizați. Fiți siguri - mai jos găsiți un ghid atent elaborat despre cele mai comune 5 metode de prelucrare CNC.

1. frezare CNC

Pentru forme complexe, există frezarea CNC. Procesul de frezare implică utilizarea unor freze rotative. Aceste freze se pot mișca în mai multe direcții, în timp ce elementul prelucrat rămâne fix în poziție.

Beneficiile frezării CNC

● Procesul de frezare vă permite să sculptați buzunare complexe.

● Se poate sculpta fin 3D contururi și cele mai delicate fante.

● Puteți freza cele mai dure materiale, cum ar fi titanul, și articole mai puțin dure, cum ar fi plasticul.

● Se pot obține toleranțe de până la 0.001 (SME Journal, 2023).

Alegi frezarea CNC atunci când ai nevoie de piese realizate cu cele mai fine detalii.

2. Strunjire CNC

Pentru toate acele piese rotunde și curbate, strunjirea CNC este cea mai bună opțiune. Folosind acest proces, puteți mișca materialul. Acest lucru se întâmplă în timp ce scula de prelucrare rămâne perfect fixată.

Strunjirea CNC este dedicată producerii de articole care se mișcă unele în interiorul altora. Gândiți-vă la o piesă hidraulică sau la arborii motoarelor. Realizarea unor astfel de curbe necesită precizie de mișcare cu etanșări etanșe.

Beneficiile strunjirii CNC

● Procesul s-a dovedit a fi 30% mai rapid decât strunjirea manuală.

● Rezultă în finisaje mult mai bune pe suprafețele componentelor curbate

● Procesul se dovedește a fi mai rapid pentru randamentul ridicat al articolelor rotunde în producția de masă

Strunjirea CNC este procesul la care apelați atunci când aveți nevoie de componente rotative și simetrie.

3. Foraj CNC

Funcția de găurire este una importantă. Automatizată prin CNC, aceasta vă permite să realizați găuri precise și etanșe. Precizia oferită este la un nivel necontestat de efortul uman. Imaginați-vă crearea a ceva atât de detaliat precum o placă de circuit sau un motor de mașină. Aceste obiecte necesită găuri cu super precizie și la viteze mari.

Beneficiile găuririi CNC

● În medie, puteți produce aproximativ 50 de găuri pe minut folosind găurirea CNC. Asta indiferent de materialul pe care se lucrează

● Poți lucra la modele complicate.

● Permite automatizarea unei funcții de găurire care altfel ar putea dura ore întregi.

Dacă lucrați la ceva ce necesită găurirea rapidă și precisă a numeroaselor găuri, atunci găurirea CNC este soluția potrivită pentru dumneavoastră.

4. Slefuire CNC

Metoda CNC ideală pentru finisaje perfecte este rectificarea CNC. Uneori, finisajele pieselor pe care le comandați trebuie să fie la fel de netede ca o oglindă. O piesă poate necesita diverse texturi pe diferite fețe.

Discurile abrazive sunt utilizate în timpul procesului de șlefuire mecanică. Acest proces permite obținerea unor finisaje specifice pe suprafețele prelucrate. Procesul poate fi folosit chiar și pentru ascuțirea și tocirea obiectelor.

Beneficiile șlefuirii CNC

● Poate fi aplicat la obiecte de dimensiuni mari, precum elicele de avioane, până la unelte mici, precum bisturiele chirurgicale.

● Procedeul poate fi utilizat pentru a îndepărta imperfecțiunile microscopice.

● Este perfect pentru respectarea standardelor industriei.

● Rectificarea CNC poate fi utilizată și pentru a reduce frecarea dintre piesele mobile.

Vei utiliza rectificarea CNC atunci când suprafața articolului de care ai nevoie trebuie să aibă un finisaj de cea mai înaltă calitate.

5. Procese CNC combinate

Poate v-ați gândit să combinați diferite procese CNC. Aceasta este o practică obișnuită în toate industriile. O componentă sau o unealtă poate necesita frezare și găurire, sau rectificare și strunjire. Din acest motiv, nu este neobișnuit să combinați diferite metode în procesul de prelucrare CNC.

Iată o statistică încurajatoare. Peste 67% dintre producători combină 2 sau mai multe procese CNC. Aceasta conform unui raport IMIS publicat în 2024.

Dezavantaje ale prelucrării CNC

Avantajele prelucrării CNC sunt de la sine înțelese, dar nu poți ignora dezavantajele sale. Mai jos STYLECNC va explica în detaliu principalele sale dezavantaje.

1. Cost inițial ridicat

Mașinile CNC (cum ar fi frezele CNC, strungurile CNC, routerele CNC, mașinile CNC cu 5 axe) necesită o investiție inițială mare.

Costuri de configurare și scule: Dispozitivele personalizate, sculele de tăiere și programarea pot crește costurile, în special în cazul lotului mic.

2. Operație calificată necesară

Deși CNC reduce munca manuală, necesită în continuare tehnicieni calificați (operatori și programatori) pentru programare, configurare și întreținere.

Costuri de formare: Operatorii au nevoie de o formare specială înainte de a putea ocupa posturile, ceea ce crește costurile forței de muncă.

3. Deșeuri materiale

Fabricație subtractivă: Prelucrarea CNC elimină materialul, rezultând mai multe deșeuri în comparație cu fabricația aditivă (cum ar fi 3D imprimare).

Cost mai mare al materialelor scumpe: Irosirea materialelor precum titanul sau Inconelul poate fi costisitoare.

4. Limitări speciale de proiectare

Deși CNC poate produce piese complexe, unele modele speciale (cum ar fi grilele interne, teșiturile) sunt dificil de realizat decât dacă există o mașină CNC multiaxe.

Formele complexe sunt mai scumpe: prelucrarea CNC pe 5 axe poate reduce limitările, dar va crește și costurile de investiție.

5. Limitări ale prelucrării pieselor mari

Dimensiunea limitată a mesei de prelucrare CNC le împiedică să participe la anumite proiecte mari, necesitând metode alternative de prelucrare.

6. Întreținere și timp de nefuncționare

Mașinile-unelte CNC necesită întreținere regulată, inclusiv lubrifiere, calibrare și înlocuirea pieselor (de exemplu, axe, șuruburi cu bile).

Defecțiunile în timpul nefuncționării pot cauza întreruperea sau oprirea liniei de producție.

7. Producție lentă în masă

Când vine vorba de loturi foarte mari (de exemplu, milioane de piese), procese precum turnarea prin injecție, ștanțarea sau turnarea sub presiune sunt mai rentabile.

8. Limitări ale finisajului suprafeței

Obținerea unei suprafețe ultra-netede necesită de obicei operațiuni secundare suplimentare, cum ar fi lustruirea și șlefuirea.

Concluzie

Avantajele prelucrării CNC o fac indispensabilă în producția industrială modernă, însă costul inițial ridicat descurajează proprietarii de mici afaceri, iar programarea CNC necesită experiență, ceea ce îi face pe începători să nu aibă încredere în sine. Pe scurt, prelucrarea CNC vine cu avantaje și dezavantaje. Fie că este vorba de un novice sau de un profesionist, fiecare își va folosi punctele forte și va evita punctele slabe pentru a obține ceea ce are nevoie.

Perspectiva finală asupra prelucrării CNC

Ai explorat cu succes întregul potențial al prelucrării CNC. De la precizia și viteza sa, până la cele 5 procese cheie, ai ajuns la nivelul următor. De asemenea, poți înțelege de ce este coloana vertebrală a producției moderne.

Având în vedere toate acestea, ar putea fi minunat să aveți alături un partener de încredere pentru prelucrarea CNC.

Folosește prelucrarea CNC pentru afacerea ta

Sunteți complet echipat pentru a vedea cum prelucrarea CNC oferă precizie, viteză și scalabilitate. Tot ce trebuie să faceți acum este să acționați. Prelucrarea CNC vă oferă avantajul competitiv și, la... STYLECNC, ne specializăm în servicii de prelucrare CNC care corespund exact nevoilor dumneavoastră.

Dacă vrei să înțelegi cu adevărat prelucrarea CNC, ți-ai găsit partenerul și ghidul. Nu ezita să ne contactezi.