Zalety i wady obróbki CNC

Obróbka CNC – co to jest?

Obróbka CNC to zautomatyzowany proces produkcyjny, który tworzy precyzyjne cięcia, frezowanie, toczenie i grawerowanie. Jest znacznie szybszy, tańszy i bardziej niezawodny niż obróbka ręczna. Zaraz dowiesz się, co to wszystko może oznaczać dla Ciebie i Twoich potrzeb produkcyjnych.

Obróbka metalu

Po pierwsze, możesz skorzystać ze zrozumienia procesu obróbki. Wyobraź sobie, że projektujesz coś, odłupując kawałki z większego przedmiotu. Może rzeźbisz drewniany kloc, aby zrobić kajak, lub rzeźbisz twarz z marmuru.

Mówiąc prościej, obróbka polega na nadaniu pożądanego kształtu czemuś poprzez cięcie, struganie lub rzeźbienie. Jest to termin produkcyjny i powszechnie uważa się, że dotyczy tylko metalu. W rzeczywistości obróbce może zostać poddana szeroka gama materiałów, w tym plastik, drewno lub kamień.

Obróbka CNC

„CNC” w obróbce CNC oznacza „komputerowe sterowanie numeryczne”. Dzieje się tak, ponieważ w trakcie procesu używane są narzędzia komputerowe. W przeciwieństwie do obróbki ręcznej, daje to szeroki zakres korzyści.

Gdy obróbka odbywa się ręcznie, błędy produkcyjne są bardziej prawdopodobne. W przypadku obróbki CNC wystarczy raz ustawić skomputeryzowane narzędzie. Następnie można wykonać produkt końcowy z ułamkiem prędkości. Można nawet powtórzyć proces z tą samą prędkością i dokładnie taką samą dokładnością.

● Najlepszą gwarancją obróbki CNC jest wyższa jakość.

● Możesz produkować więcej komponentów bardziej efektywnie.

● Ryzyko błędu ludzkiego jest zredukowane do minimum.

● Ręczne zmiany nie wpływają na spójność końcowego projektu.

Jak działa obróbka CNC?

Teraz rozumiesz, że obróbka CNC to proces rzeźbienia o wysokiej precyzji w produkcji. Wiesz również, że zamienia cyfrowe projekty w produkty finalne lub części. Jednak w tym momencie możesz być ciekawy dokładnego procesu krok po kroku. Jak to działa?

1. Rozpocznij pracę z oprogramowaniem CAD.

Rozpoczynasz proces obróbki CNC od zaprojektowania cyfrowego 3D model. Osiągasz to, korzystając z oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Fusion 360, SolidWorks i AutoCAD to ulubione aplikacje w branży. Oprogramowanie CAD pozwala na tworzenie wirtualnych planów, które definiują każdy wymiar żądanego elementu.

„Grand View Research” to zaufane źródło i autorytet w branży produkcyjnej. W 2023 r. firma poinformowała, że ​​rynek oprogramowania CAD wzrósł globalnie o 7.5% rok do roku. Coraz szersze wykorzystanie procesów CNC ma z tym wiele wspólnego. To również zachęciło do konkurencji i innowacji wśród producentów oprogramowania CAD.

2. Zmień swój system CAD w system CAM.

Teraz, gdy ukończyłeś swój ostateczny projekt przy użyciu CAD, dostępny jest wirtualny szkic ze wszystkimi skomplikowanymi pomiarami i szczegółami. Twój projekt CAD jest następnie przetwarzany przy użyciu oprogramowania do wspomaganego komputerowo wytwarzania (CAM). Oprogramowanie CAM konwertuje Twój projekt CAD na kod G — język programowania używany przez maszyny CNC.

Kod G może zawierać precyzyjne monity poleceń aż do dokładnej prędkości wrzeciona podczas pewnych części procesu obróbki. MIT's Machine Shop informuje, że 30% Całkowitego czasu produkcji można znacznie skrócić dzięki dobrze zoptymalizowanemu oprogramowaniu CAM.

Obecnie liderami branży CAM są takie marki jak HSMWorks i MasterCAM.

3. Ustaw maszynę CNC i proces

Po pomyślnym załadowaniu kodu G do maszyna CNC, komputer maszyny odczytuje instrukcje. Teraz może precyzyjnie sterować ostrzem lub narzędziem krawędziowym wzdłuż ustalonej ścieżki. Najlepsze maszyny zapewniają tolerancje z dokładnością do 0.001 cala – cieńsze niż włos.

4. Automatyzacja dla precyzji.

Niesamowite, jak wydajność można uzyskać dzięki automatyzacji. NASA twierdzi, że jej części obrabiane CNC są dostarczane z 99.8% mniejszą liczbą błędów. Dzieje się tak, ponieważ gdy wyeliminujesz ryzyko błędu ludzkiego, obróbka ręczna nie może konkurować z obróbką CNC.

Obróbka CNC to proces zautomatyzowany. Oznacza to, że pożądane komponenty są wykonywane dokładnie, docierają szybciej i mogą być przerabiane wielokrotnie. Dzięki obróbce CNC możesz szybko zwiększyć skalę produkcji lub ją spowolnić. Jest to kręgosłup przemysłu samochodowego, medycznego, inżynieryjnego i lotniczego.

Teraz wiesz, jak działa obróbka CNC. Przyjrzyjmy się jej kluczowym zaletom i dlaczego tak wiele branż na niej polega.

🟢 Zalety obróbki CNC

Już wiesz, że procesy CNC produkują spójne, wysokiej jakości części. Zapoznaj się z poniższymi 5 opartymi na faktach zaletami stosowania obróbki CNC w Twoim własnym procesie produkcyjnym.

1. Zapewniasz precyzję

Poziom dokładności, jaki można osiągnąć dzięki obróbce CNC, może wynosić nawet 0.001 cala. To wartość tak wiarygodna, że ​​nawet NASA korzysta z procesów CNC. Gigant przemysłu lotniczego produkuje wiele części rakietowych i wykańcza je w ten sposób.

Wiele z powszechnych narzędzi medycznych, o których możesz pomyśleć, jest wytwarzanych przy użyciu obróbki CNC. Pomyśl o skalpelu lub protezie, a nawet stetoskopie. Wszystkie te narzędzia przechodzą jakąś formę obróbki podczas produkcji, a rzadko jest to wykonywane ręcznie.

Są też producenci samochodów, inżynierowie, producenci samolotów i inni. To duże i ważne branże, które polegają na stałej precyzji, aby wykonać zadanie. Trudno będzie znaleźć branże, w których obróbka CNC nie jest stosowana.

2. Oszczędzasz swój czas

Wdrożenie procesów CNC pozwala zwiększyć tempo produkcji. W 2022 r. Journal of Manufacturing Systems poinformował, że obróbka CNC może skrócić czas oczekiwania o połowę. Maszyny mogą pracować o każdej porze dnia bez zatrzymywania się. Oznacza to, że Twoje części są wykonywane szybciej, bez przerw związanych z pracą ręczną.

Możesz zmienić tygodniowe lub miesięczne zamówienie w takie, które zajmuje tylko kilka godzin lub dni. W zamian możesz wprowadzić swoje produkty na rynek szybciej niż konkurencja.

3. Oszczędzasz koszty

Obróbka CNC pozwala zaoszczędzić na kosztach produkcji. Może nawet prowadzić do zwiększenia sprzedaży.

Używanie procesów CNC pozwala zaoszczędzić na kosztach pracy ręcznej. Poza tym możesz rozłożyć koszt wdrożenia na niezliczoną liczbę komponentów. Dzieje się tak, ponieważ obróbka CNC może wytwarzać szeroką gamę komponentów i produktów końcowych. Choć jest to możliwe, rzadko zdarza się, aby CNC było uruchamiane do pojedynczego użytku.

4. Możesz obrabiać maszynowo wiele materiałów

Można by pomyśleć, że obróbka skrawaniem to tylko proces obróbki metalu. Chociaż prawdą jest, że można obrabiać metale od aluminium po tytan, plastik, drewno i kamień można poddawać obróbce CNC.

I z pewnością nie będziesz ograniczony liczbą przedmiotów, które możesz wyprodukować. Co więcej, Twój wybór materiałów może zostać zmieniony przy minimalnych zakłóceniach procesu produkcyjnego.

5. Możesz skalować swój biznes

Na początku możesz pracować z około 20 częściami. Mogą występować długie okresy oczekiwania między zamówieniem a ich dostarczeniem. Dzięki obróbce CNC Twoja produkcja może wzrosnąć wykładniczo w ciągu kilku miesięcy.

Nie tylko skraca się czas realizacji, ale zmiany w projekcie można również szybko wdrożyć. Można to zrobić bez konieczności szkolenia personelu w zakresie nowych projektów. Wystarczy zaktualizować projekt cyfrowy i gotowe. Wszystko to równa się minimalnym kosztom siły roboczej i zwiększonej produkcji

Obróbka CNC oferuje wyraźne korzyści dla rosnącej produkcji. Możesz eksperymentować z nowym prototypem. Możesz być wystarczająco pewny siebie, aby zwiększyć swoją obecną produkcję. Niezależnie od tego, skalowanie Twojej firmy poprzez obróbkę CNC zapewnia dokładność, kontrolę i oszczędności kosztów.

Teraz dokładnie wiesz, jak obróbka CNC zapewnia precyzję, szybkość i oszczędności kosztów. Wiesz również, że działa z wieloma materiałami i skalami w Twojej firmie. Te zalety sprawiają, że CNC jest niezbędne w nowoczesnej produkcji.

Najczęstsze procesy CNC

Czasami potrzebujesz wykonać komponent, ale nie możesz zdecydować, którego procesu CNC użyć. Bądź spokojny - poniżej znajduje się taktowny przewodnik po 5 najpopularniejszych metodach obróbki CNC.

1. Frezowanie CNC

W przypadku skomplikowanych kształtów istnieje frezowanie CNC. Proces frezowania polega na użyciu obrotowych frezów. Frezy te mogą poruszać się w wielu kierunkach, podczas gdy obrabiany przedmiot pozostaje nieruchomy.

Korzyści z frezowania CNC

● Proces frezowania pozwala na wycinanie skomplikowanych kieszeni.

● Może wyrzeźbić drobne 3D kontury i najdelikatniejsze szczeliny.

● Można frezować najtwardsze materiały, takie jak tytan, i mniej twarde przedmioty, takie jak plastik.

● Możliwe jest osiągnięcie tolerancji do 0.001 (SME Journal, 2023).

Wybierasz frezowanie CNC, gdy potrzebujesz misternie wykonanych części z najdrobniejszymi szczegółami.

2. Toczenie CNC

W przypadku wszystkich tych okrągłych części i krzywizn, toczenie CNC jest najlepsze. Używając tego procesu, możesz przesuwać materiał. Dzieje się to, podczas gdy narzędzie do obróbki pozostaje idealnie na swoim miejscu.

Toczenie CNC jest dedykowane do produkcji elementów, które poruszają się w sobie. Pomyśl o części hydraulicznej lub wałach silników. Tworzenie takich krzywych wymaga precyzyjnego ruchu z hermetycznymi uszczelnieniami.

Korzyści z toczenia CNC

● Udowodniono, że proces ten jest 30% szybsze niż toczenie ręczne.

● Zapewnia o wiele lepsze wykończenie powierzchni elementów zakrzywionych

● Proces ten okazuje się szybszy w przypadku dużej liczby okrągłych przedmiotów produkowanych masowo

Toczenie CNC to proces, na który się decydujesz, gdy potrzebujesz obrotowych elementów i symetrii.

3. Wiercenie CNC

Funkcja wiercenia jest ważna. Zautomatyzowana przez CNC, pozwala na wykonywanie dokładnych, szczelnych otworów szczelinowych. Oferowana precyzja jest na poziomie niekwestionowanym przez wysiłek ludzki. Wyobraź sobie stworzenie czegoś tak szczegółowego jak płytka drukowana lub silnik samochodowy. Te elementy wymagają wiercenia otworów z super dokładnością i w szybkim tempie.

Zalety wiercenia CNC

● Średnio można wykonać około 50 otworów na minutę za pomocą wiercenia CNC. Niezależnie od obrabianego materiału

● Potrafisz pracować nad skomplikowanymi projektami.

● Umożliwia zautomatyzowanie czynności wiercenia, których ukończenie w innym przypadku mogłoby zająć wiele godzin.

Jeśli pracujesz nad materiałem wymagającym wiercenia wielu precyzyjnych otworów w krótkich odstępach czasu, to wiercenie CNC jest rozwiązaniem dla Ciebie.

4. Szlifowanie CNC

Metodą CNC idealną do perfekcyjnych wykończeń jest szlifowanie CNC. Czasami wykończenia zamawianych części muszą być gładkie jak lustro. Część może wymagać różnych faktur po różnych stronach.

Tarcze ścierne są używane w procesie szlifowania maszynowego. To właśnie ten proces umożliwia określone wykończenie obrabianych powierzchni. Proces ten może być nawet używany do ostrzenia i stępienia przedmiotów.

Zalety szlifowania CNC

● Można ją stosować zarówno do przedmiotów tak dużych jak śmigła samolotów, jak i do narzędzi tak małych jak skalpele chirurgiczne.

● Proces ten można stosować w celu usunięcia mikroskopijnych niedoskonałości.

● Doskonale nadaje się do utrzymania standardów branżowych.

● Szlifowanie CNC można również stosować w celu zmniejszenia tarcia pomiędzy ruchomymi częściami.

Szlifowanie CNC stosuje się wtedy, gdy powierzchnia przedmiotu musi mieć najwyższą jakość wykończenia.

5. Połączone procesy CNC

Być może pomyślałeś o połączeniu różnych procesów CNC. Jest to powszechna praktyka we wszystkich branżach. Komponent lub narzędzie może wymagać frezowania i wiercenia lub szlifowania i toczenia. Z tego powodu łączenie różnych metod w procesie obróbki CNC nie jest niczym niezwykłym.

Oto uspokajająca statystyka. Ponad 67% producentów łączy 2 lub więcej procesów CNC. Tak wynika z raportu IMIS opublikowanego w 2024 r.

🔴 Wady obróbki CNC

Zalety obróbki CNC są oczywiste, ale nie można przymykać oczu na jej wady. Poniżej STYLECNC wyjaśni szczegółowo jego główne wady.

1. Wysoki koszt początkowy

Maszyny CNC (takie jak frezarki CNC, tokarki CNC, routery CNC, 5-osiowe maszyny CNC) wymagają dużych początkowych nakładów inwestycyjnych.

Koszty konfiguracji i oprzyrządowania: Niestandardowe oprzyrządowanie, narzędzia tnące i programowanie mogą zwiększać koszty, szczególnie w przypadku małych partii.

2. Wymagana wykwalifikowana obsługa

Mimo że CNC redukuje nakład pracy ręcznej, nadal wymaga wykwalifikowanych techników (operatorów i programistów) do programowania, konfiguracji i konserwacji.

Koszty szkolenia: Operatorzy potrzebują specjalnego szkolenia zanim będą mogli objąć swoje stanowiska, co zwiększa koszty pracy.

3. Odpad materiałowy

Produkcja subtraktywna: obróbka CNC usuwa materiał, co powoduje większą ilość odpadów w porównaniu z produkcją addytywną (np. 3D druk).

Wyższy koszt drogich materiałów: Marnowanie materiałów takich jak tytan lub Inconel może być kosztowne.

4. Ograniczenia specjalnej konstrukcji

Mimo że CNC umożliwia produkcję skomplikowanych części, niektóre specjalne projekty (takie jak siatki wewnętrzne, fazowania) są trudne do wykonania bez wieloosiowej maszyny CNC.

Złożone kształty są droższe: obróbka CNC 5-osiowa może zredukować ograniczenia, ale zwiększy również koszty inwestycji.

5. Ograniczenia obróbki dużych części

Ograniczone rozmiary stołu obróbczego CNC uniemożliwiają im udział w niektórych dużych projektach, wymagających alternatywnych metod obróbki.

6. Konserwacja i przestoje

Obrabiarki CNC wymagają regularnej konserwacji, obejmującej smarowanie, kalibrację i wymianę części (np. wrzecion, śrub kulowych).

Awarie mogą spowodować przerwanie lub zatrzymanie linii produkcyjnej.

7. Powolna produkcja masowa

W przypadku bardzo dużych partii (np. składających się z milionów części) bardziej opłacalne są procesy takie jak formowanie wtryskowe, tłoczenie lub odlewanie ciśnieniowe.

8. Ograniczenia wykończenia powierzchni

Aby uzyskać niezwykle gładką powierzchnię, zazwyczaj konieczne są dodatkowe operacje, takie jak polerowanie i szlifowanie.

Podsumowanie

Zalety obróbki CNC sprawiają, że jest ona niezbędna w nowoczesnej produkcji przemysłowej, ale jej wysoki początkowy koszt zniechęca właścicieli małych firm, a programowanie CNC wymaga doświadczenia, co sprawia, że ​​początkujący tracą pewność siebie. Krótko mówiąc, obróbka CNC ma swoje zalety i wady. Niezależnie od tego, czy jesteś nowicjuszem, czy profesjonalistą, każdy będzie grał na swoich mocnych stronach i unikał swoich słabości, aby uzyskać to, czego potrzebuje.

Ostateczne podejście do obróbki CNC

Udało Ci się odkryć pełen potencjał obróbki CNC. Od precyzji i szybkości, po 5 kluczowych procesów, jesteś na bieżąco. Możesz również zobaczyć, dlaczego jest to kręgosłup nowoczesnej produkcji.

Mając to wszystko na uwadze, dobrze jest mieć u boku zaufanego partnera w zakresie obróbki CNC.

Wykorzystaj obróbkę CNC w swojej firmie

Jesteś w pełni wyposażony, aby zobaczyć, jak obróbka CNC zapewnia precyzję, szybkość i skalowalność. Wszystko, co musisz teraz zrobić, to podjąć działanie. Obróbka CNC daje Ci przewagę konkurencyjną, a przy tym STYLECNCspecjalizujemy się w usługach obróbki skrawaniem CNC, które odpowiadają Twoim dokładnym potrzebom.

Jeśli naprawdę chcesz zrozumieć obróbkę CNC, znalazłeś swojego partnera i przewodnika. Skontaktuj się z nami.