Vad är CNC-fräsning?
Även om metoderna för borttagning av material skiljer sig åt, tar först CNC-borr- och fräsmaskiner och CNC-svarvar bort material för att producera en del. Ett bearbetningscenter kombinerar vanligtvis två metoder och flera verktyg i en maskin. Alla dessa har multiaxiell rörelse som styr skärverktyget runt och genom arbetsstycket för att skapa den exakta form som krävs.
Den grundläggande skillnaden mellan de två metoderna är att en fräsmaskin använder ett roterande verktyg för att skära på arbetsstycket, medan en svarv är ett roterande arbetsstycke och ingreppet görs av verktyget.
Hur fungerar CNC-fräsning?
Innan introduktionen av datordigital styrning (CNC) manövrerades fräsmaskiner och svarvar manuellt. Som namnet antyder automatiserar CNC denna process, vilket gör den mer exakt, pålitlig och snabb.
Nu kodar en utbildad operatör G-koden (som står för geometrisk kod) i maskinen, vanligtvis genom mjukvara. Dessa styr fräsmaskiner, som var och en styr slaglängd och hastighet så att den kan borra, skära och forma material för att passa en given storlek.
Det finns många olika typer av CNC-fräsmaskiner. De vanligaste är 3-axliga verktygsmaskiner, som rör sig längs X-, Y- och Z-axlarna för att tillhandahålla verktyg för 3D-tillverkning. En treaxlig maskin kan producera mer komplexa funktioner genom att rotera och återställa arbetsstycket för att tillåta inträde från flera vinklar.
På en femaxlig verktygsmaskin optimeras denna förmåga genom att lägga till rörelse i två riktningar, rotation runt X- och Y-axlarna. Den är idealisk för tillverkning av komplexa och sofistikerade delar. Nackdelen är dock att den här tekniken kan bryta din budget eftersom komplexiteten ökar kostnaderna. Tro det eller ej, med fem rörelseaxlar kan du definiera vilken tredimensionell geometri som helst. Det är dock inte praktiskt att hålla i arbetsstycket och rotera det fritt i alla riktningar. Detta kommer att vara en maskin med 6, 7 eller till och med 12 axlar. Men om du inte behöver extremt komplexa delar är det högst osannolikt att du behöver en sådan maskin - eftersom investeringen är enorm, liksom storleken på maskinen!
Vad är nästa steg i NC-bearbetning?
Som du kan se kräver utvecklingen av allt mer komplexa CNC-fräsmaskiner, som är större och dyrare i inköp, allt mer kompetens att driva, vilket tar mycket tid. Även om du lägger ut CNC-bearbetning på entreprenad är kostnaden för denna komplexitet högre, eftersom specialisttillverkare måste få tillbaka sin investering. Om du har en extremt komplex del som kräver otrolig precision och som kräver mycket användning kan du kanske motivera investeringen. För de flesta jobb är 3- eller högst 5-axlig bearbetning mer än tillräckligt.
När allt kommer omkring finns det alltid mer än ett sätt att lösa ett problem -- ofta är det till exempel mycket bättre och billigare att designa två eller flera mindre komplexa delar och sedan bulta, svetsa eller ansluta dem som en del av en sekundär monteringsprocess än att försöka skapa en extremt komplex enskild del.
Så varför är det så mycket fokus på att utveckla nya dyra och enorma maskiner som genererar allt mindre vinst? Det är ungefär som Microsoft office. De flesta av oss använder Word, men i verkligheten använder vi förmodligen bara 20% av vad det har att erbjuda. Ändå fortsätter Microsoft att lägga till nya funktioner, av vilka de flesta vi kanske aldrig behöver, använder eller ens känner till.
Istället för att göra mindre och mindre inkrementella förbättringar av processen, tycker vi att vi bör förbättra själva processen. Det är här vi kan göra verkliga vinster.
processautomation
Låt oss gå tillbaka till början och undersöka processen för att göra en del.
Allt börjar med att designern designar de nödvändiga delarna eller komponenterna på sitt CAD-system. Vanligtvis programmerar en erfaren person G-koden för datorstödd tillverkning (CAM).
Men när designen väl är på plats, varför lägga till ytterligare ett steg? Den goda nyheten är att det finns många CAD-paket du kan använda för att konvertera din CAD till G-kod - men vi måste ta ett steg tillbaka.
När du har designat din del, hur vet du att den kan tillverkas med CNC-bearbetning till dina önskade toleranser? Din CAD bör vara den digitala tråden som förbinder allt med lite eller ingen mänsklig inblandning.
När allt kommer omkring, med Industry 4.0 är det meningen att vi alla ska leva i en uppkopplad värld. Mycket av arbetet med CNC-bearbetning förlitar sig fortfarande på erfarna maskinister. När du skickar in din design kontrollerar vanligtvis en person om den kan göras med en känd process. Om inte, måste du få besked så att du kan designa om eller optimera designen.
På Protolabs har vi automatiserat denna process. När du har skickat dina CAD-data kommer vår programvara att kontrollera dess genomförbarhet och generera en offert. Om föreslagna ändringar är nödvändiga kommer de att visas för din CAD i en genomförbarhetsrapport som automatiskt genereras av programvaran. När du samtycker till att designa och tillverka skapar vår programvara koden som krävs för tillverkning enligt beskrivningen i offertbladet.
Snabbare och mer kostnadseffektivt
Detta gör processen snabbare och mer kostnadseffektiv, vilket kan göra stor skillnad för små till medelstora jobb eller för prototyper och testning av nya delar.
Tack vare automatisering är tjänsten densamma för alla, oavsett storleken på projektet. Det är förståeligt att traditionella ingenjörsfirmor kommer att prioritera projekt som gör det möjligt för dem att tjäna mer pengar - oavsett om det beror på storleken på arbetet eller komplexiteten hos de delar som behövs - beroende, naturligtvis, på deras förmåga.
Automatisering av processer jämnar ut spelplanen. Så för prototyper eller kräver ett litet eller medelstort antal delar kan du fortfarande dra nytta av samma hastighet och kvalitet på tjänsten.
Eftersom all denna information genereras och samlas in från början kan vi skära och skicka anpassade CNC-frästa plast- och metalldelar på så lite som 24 timmar. Om du inte har för bråttom kan du välja ett senare leveransdatum och sänka dina kostnader – så att du till och med kan ställa in villkoren själv.
Processen börjar med din CAD, vilket innebär att efter att du har designat din del har vi en digital linje som vi kan använda genom hela CNC-bearbetningsprocessen - från din dator till leverans.
Automation är inte bara en fråga om CNC-fräsning och -svarvning. Den täcker allt från designen och framåt. Detta är framtiden för CNC-fräsning. Detta är verklig Industry 4.0 action.
