En paraules senzilles, el mecanitzat CNC és un sistema guiat per ordinador. Aquest sistema executa ordres exactes sense cap error humà. Anteriorment, en el mecanitzat manual, hi havia altes possibilitats d’errors en la precisió i el disseny. Les empreses de mecanitzat CNC incorporen programari avançat per controlar eines i màquines. Es tracta de torns i molins. Com que cada moviment està controlat per ordinador, obtindreu resultats perfectes, calculats i de gamma alta.
Com funciona CNC?
Una màquina CNC és una màquina de tallar i donar forma robòtica. Per tant, és com una eina elèctrica molt precisa i està controlada per un ordinador. El primer pas és el disseny d’un dels ordinadors. Amb un programari especial, feu el que voleu fer.
El disseny es tradueix a l’ordinador i fa un conjunt d’instruccions. Diuen a la màquina on tallar i on moure’s. Només segueixen perfectament aquestes instruccions. Amb la vostra part, mou les eines de tall cap amunt, cap avall, a l'esquerra i a la dreta.
Es poden treballar amb molts materialsMàquines CNC. Es talla la fusta, el metall, el plàstic i més.
És molt precís: molt més precís que tallar amb un parell de tisores a mà. És per això que tot, des de cotxes fins a parts d’automòbils, es fa d’ells.
Com funcionen les màquines CNC?
Fase de disseny
Els dissenys digitals constitueixen la base del mecanitzat CNC. Les eines d’aprenentatge actives incorporen programari CAD per crear models 3D detallats. En paraules senzilles, els models digitals conserven els detalls complexos de les parts personalitzades.
És bastant fàcil explorar geometries complexes que incorporen eines de disseny modernes. Els enginyers poden crear interaccions entre parts i punts d’estrès de prova abans de posar res a la fabricació física.
Les propietats del material es consideren acuradament mitjançant el procés de disseny. Les restriccions mecàniques i les necessitats de rendiment són els principals motors. El programari avançat permet als dissenyadors crear models de components fins al nivell molecular. Poden veure com interactuaran les parts entre elles i actuaran en diferents escenaris.
Programació
La programació funciona com la capa de comunicació essencial entre les màquines CNC. Dos tipus de codi principal executen el procés de fabricació: el codi G i el codi M.
El codi G en el mecanitzat CNC és el llenguatge que instrueix a la màquina com es pot moure. Ofereix coordenades exactes, velocitats de tall i instruccions de moviment acuradament precisament. El codi és un ball ben ordenat per a la màquina. El codi G instrueix la màquina on anar a quina velocitat i profunditat.
Codi M en el mecanitzat CNC gestiona les funcions auxiliars. Maneja activitats de suport com ara sistemes de refrigeració i canvis d’eines. Podeu pensar en el codi M com la vida de la màquina. Fa tot el que no sigui el tall bàsic. Exemples d’ordres de codi M inclouen l’activació de refrigerants, les eines de commutació i el control de les accions específiques de la màquina.
Configuració de la màquina
La preparació de la màquina CNC requereix una exactitud increïble. Els tècnics preparen acuradament la peça. Trien materials adequats i utilitzen accessoris especials per assegurar els components. Cal situar cada peça amb precisió microscòpica.
Es requereixen diferents mètodes de retenció per a diferents processos de mecanitzat. L’estabilitat del material està fixada per vice imants i accessoris a mida. Els tècnics verifiquen l’alineació mitjançant eines de mesura de precisió. Cada configuració ha d’assegurar el moviment zero durant el mecanitzat.
La selecció d’eines és igual d’important. Els maquinistes seleccionen algunes eines per molts factors:
Tipus de material
Complexitat del disseny
Acabat superficial desitjat
Requisits de tall
Operació
Un cop realitzada la preparació, la màquina CNC inicia el seu procés d’automatització. Realitza instruccions programades amb precisió sobrehumana. La màquina pot esborrar material en un procés capa per capa o construir peces mitjançant la fabricació additiva.
Les màquines CNC modernes poden utilitzar simultàniament diversos eixos. Tracten en diversos materials, des de plàstics suaus fins a metalls endurits. El procés de tall implica:
Eliminació de material precís
Formació geomètrica complexa
Control de profunditat consistent
Sintonització de paràmetres en temps real
Les màquines poden canviar estratègies per tallar un instant. Són resistents a les variacions de material i conserven una precisió notable. Cada moviment és deliberat i cadascun d’ells es realitza amb una regularitat impressionant.
Tipus de màquines CNC
Màquines de fresat CNC
Màquines de fresat CNCsón un dels anteriors de la fabricació moderna. El tall de rotació es realitza per màquines tan potents amb una precisió excepcional. Els primers són especialment adeptes a produir formes geomètriques complexes en diversos materials. Les eines de tall giren a grans velocitats, tallant la capa de material per capa.
Les màquines de fresat realitzen diverses funcions de fabricació. Poden crear:
Ranures precises
Butxaques complexes
Formes de superfície complexes
Elements mecànics ben definits
Copiar eines llançadora en diversos eixos. Les peces de treball es poden veure des de diversos angles. Aquesta versatilitat produeix canvis extremadament complicats en la geometria. "Des dels prototips de desenvolupament fins a les peces de producció finals, els fabricants utilitzen màquines fresadores.
Torns CNC
Torns CNCTenir una gran gana per components cilíndrics. Aquestes màquines giren la peça a mesura que les eines de tall canvien les formes externes i internes. Aquesta tecnologia del torn CNC és coneguda per la seva precisió.
Les aplicacions típiques inclouen:
Eixos mecànics
Noves formes per a components aeroespacials cilíndrics
Parts d’enginyeria de precisió
Components d'automoció
Els torns creen parts simètriques que toleren una precisió increïble.
Talladors de plasma i làser
Una segona categoria important de màquines CNC són les tecnologies de tall tèrmic. Amb la concentració d’energia, el plasma i els talladors làser poden tallar -se a través de materials amb una precisió excel·lent.
Els talladors de plasma funcionen millor en materials conductors:
Metalls
Fulls d'acer
Components d'alumini
Recintes elèctriques
Els talladors làser són encara més versàtils:
Tall de metall
Processament de fusta
Manipulació de teixits
Dissenys precisos i complexos
Aquestes màquines poden tallar formes complexes mentre deixen enrere una quantitat mínima de material. Ofereixen unes extremitats detallades que no poden complir les pràctiques de trosseig estàndard.
Mietters CNC
Les màquines de mòlta s’instal·len en el camí cap als acabats superficials amb èxit i es tanquen les toleràncies. Les rodes abrasives s’utilitzen per eliminar diverses capes de material microscòpic. Aquestes màquines estan centrades en la precisió.
Les aplicacions inclouen:
Part final final
Capacitats de superfície ultra lliscant
Construir toleràncies dimensionals exactes
Processament de materials endurits
Els acabats de superfície es mesuren en micròmetres de les màquines de mòlta.
Impressores 3D
El terme fabricació additiva defineix un enfocament que canvia el joc de la producció. Com a resultat, les impressores 3D creen una capa de components per capa. Converteixen dissenys digitals en objectes físics amb una velocitat sorprenent.
Els avantatges clau inclouen:
Prototipat ràpid
Potencial geomètric polifacètic
Residus de materials mínims
Iteracions de disseny ràpid
Hi ha diversos tipus de tecnologies d’impressió 3D:
Extrusió de plàstic
Sinterització metàl·lica
Impressió basada en resina
Fusió del llit en pols
Màquines CNC especialitzades
Els sistemes CNC s’expandeixen més que els límits de fabricació: múltiples eixos, 5- màquines d’eix: l’últim en la flexibilitat del mecanitzat. Poden agafar peces de treball des de diversos costats alhora.
Aquests sistemes sofisticats permeten:
Geometries increïblement complexes
Temps de configuració reduïts
Precisió millorada
Fabricació de components aeroespacials i components mèdics més alts
Materials de mecanitzat CNC: tot el que necessiteu saber
Alumini
El mecanitzat CNC funciona molt amb metalls. Tenen algunes propietats úniques necessàries per a moltes aplicacions de fabricació. L’alumini és un campió lleuger del món del metall. Té molt bona resistència a la corrosió i maquinària. Això la converteix en una opció popular per als fabricants.
L’alumini s’utilitza àmpliament en les indústries aeroespacials, automobilístiques i electròniques. Això s’utilitza per a parts que necessiten força sense pes significatiu. L’alumini és fàcil de formar, cosa que contribueix a la seva versatilitat.
El fet que sigui resistent al rovell, naturalment, el fa encara més atractiu. L’alumini és el preferit entre els enginyers perquè proporciona una baixa densitat amb una excel·lent força estructural.
Acer
L’acer ha estat la columna vertebral de la fabricació industrial. Sens dubte, és un metall fort que no es pot combinar quan es tracta de durabilitat i força. Per tant, és una excel·lent opció per a usos estructurals i components de gran resistència.
Diverses propietats mecàniques poden ser proporcionades per diverses notes d'acer. Alguns acers són molt durs, mentre que d’altres permeten més flexibilitat. Les propietats de l’acer es poden millorar encara més mitjançant els processos de tractament tèrmic.
El seu rendiment és personalitzable per a aplicacions específiques dels enginyers. L’acer continua sent un material clau en la fabricació, des d’equips de construcció fins a peces de cotxe.
Titani
El titani obté la recompensa de ser un metall en edat espacial amb una capacitat termodinàmica destacada. En les indústries aeroespacials i mèdiques, és inestimable a causa de la seva fenomenal percentatge de força a pes.
El titani és resistent a les temperatures extremes i a la corrosió. Ideal per utilitzar en entorns durs Els cirurgians i els dentistes utilitzen titani per a implants, ja que el material és compatible amb els sistemes biològics. El titani també és essencial per als enginyers aeroespacials en parts clau. Aquests components han de tenir el millor moment en condicions dures.
Policarbonat
Els plàstics representen un camí de fabricació alternatiu. Tenen els avantatges de fer mecanitzat i mecanitzat CNC. El policarbonat té una bona resistència a l’impacte i és transparent.
S'utilitza per fabricar equips de seguretat, escuts de protecció i electrònica de consum. Resisteix l'impacte, però té una òptica clara. Aquestes funcions combinades la fan adequada per a productes que necessiten protecció i visibilitat.
Ferk
PEEK (Polyether Ether Ketone) és el plàstic d’alt rendiment més avançat. És un material extraordinari que pot suportar temperatures molt altes. També és resistent a la interacció química.
Aquestes propietats la fan ideal per exigir aplicacions industrials i mèdiques. El material continua sent estructuralment en condicions extremes. Això fallaria els plàstics tradicionals en condicions similars.
Fibra de carboni
La fabricació de vehicles esportius s’ha transformat amb materials compostos com la fibra de carboni. Aquests combinen un pes baix amb una força extremadament alta.
Això vol dir que la fibra de carboni està feta a partir de fils extremadament fins de fil de carboni que es teixeixen. Fa que un material sigui molt més fort que l’acer però molt més lleuger. La fibra de carboni també s’utilitza en indústries com les curses d’automòbils, aeroespacial i equipament esportiu d’alt rendiment.
Ceràmica d'alúmina
La ceràmica d'alumina demostra les possibilitats de materials de ceràmica emergents. Aquestes ceràmiques s’utilitzen en aplicacions resistents al desgast. Conserven la seva forma i rendiment fins i tot en condicions extremes.
La ceràmica d'alumina s'utilitza en els sectors industrials i mèdics per fabricar components que requereixen una resistència extraordinària a l'erosió. Aquesta part també requereix una alta precisió.
Consideracions per seleccionar material
Factors per avaluar
La cerca del material adequat no arriba sense dificultats. Els fabricants han de parar atenció a diverses coses. Algunes de les raons són només algunes de les raons.
Cadascú té els seus avantatges i inconvenients. Les propietats tèrmiques descriuen com es comporta un material sota diferents temperatures. La duresa determina la resistència al desgast d’un material. També afecta la capacitat del material de mantenir la seva estabilitat dimensional.
Necessitats i restriccions: equilibrar -les
Com a tal, el procés de selecció confia molt en una comprensió àmplia de la ciència dels materials. I es necessita coneixement de les necessitats específiques d’aplicació. Els enginyers avaluen amb judici les necessitats de cada projecte. Tenen un equilibri entre els requisits de rendiment i les restriccions econòmiques.
Beneficis del mecanitzat CNC
Precisió
Aquest mètode de processament és un salt quàntic endavant en precisió en el mecanitzat de fabricació - CNC. És capaç de produir parts amb toleràncies fins a 0. 001 mil·límetres. Per donar aquest context, és més prim que els cabells humans.
Aquesta precisió garanteix que totes les parts que es generen es troben en el disseny amb el disseny en un grau increïble. Els processos de fabricació convencionals són incapaços d'aquesta precisió.
Eficiència de producció
Les màquines CNC són ràpides i permeten una gran eficiència de producció. Les màquines poden funcionar en cicles de producció contínua. Això redueix el treball humà, minimitza els errors i augmenta la producció. Es poden produir diverses parts simultàniament.
Les tecnologies de mecanitzat d’alta velocitat permeten ara la fabricació de components complexos amb un rendiment més elevat. Els ajustaments mínims també són necessaris durant tot el procés.
Amb CNC, el que abans es requereix diverses configuracions s’aconsegueix en un procés continu.
Geometries complexes
Les màquines CNC proporcionen la capacitat inigualable de crear geometries i característiques complexes. Si bé els mètodes de producció manuals requereixen un gran esforç i habilitat, les màquines CNC poden convertir qualsevol disseny complex en realitat.
Les màquines CNC multi-eix poden manejar peces amb geometries extremadament complexes. Inclou parts mòbils que requereixen talls angulars, superfícies corbes i forats interns. Poden aconseguir -ho sense sacrificar la velocitat ni la precisió.
Fabricació rendible
Gràcies a l’automatització, el mecanitzat CNC també és un procés de fabricació rendible per a moltes parts. Si bé els costos anticipats són més elevats, els estalvis a llarg termini provenen dels costos laborals reduïts. No cal la participació manual un cop configurada la màquina.
A més, les taxes d’error reduïdes i l’alta precisió donen lloc a taxes de ferralla més baixes. En última instància, l’economia d’escala fa que el mecanitzat CNC sigui ideal tant per a la producció de grans com per a la producció petita.
Sumari
CNC Manufacturing ha revolucionat la indústria. Ha assegurat la precisió, la velocitat i la seguretat en funcionament amb el menys error humà i la qualitat consistent. Les màquines CNC són capaces de produir en massa petits productes i enormes productes. S’utilitzen en línies de fabricació en àrees com aeroespacial, automoció i electrònica, entre d’altres, i tenen un paper vital en la innovació moderna.