Výhody a nevýhody CNC obrábania

CNC obrábanie - čo to je?

CNC obrábanie je automatizovaný výrobný proces, ktorý vytvára presné rezy, frézovanie, sústruženie a gravírovanie. Je oveľa rýchlejší, lacnejší a spoľahlivejší ako manuálne obrábanie. Dozviete sa, čo to všetko môže znamenať pre vás a vaše výrobné potreby.

obrábanie

Najprv by vám mohlo pomôcť pochopenie procesu obrábania. Predstavte si, že niečo navrhujete odštiepením kusov z väčšieho predmetu. Možno vyrezávate drevený kmeň na výrobu kanoe alebo vyrezávate tvár z mramoru.

Jednoducho povedané, obrábanie je vytvorenie požadovaného tvaru z niečoho rezaním, hobľovaním alebo vyrezávaním. Je to výrobný termín a bežne sa predpokladá, že sa vzťahuje len na kov. V skutočnosti sa môže obrábať široká škála materiálov vrátane plastu, dreva alebo kameňa.

CNC obrábanie

„CNC“ v CNC obrábaní znamená „počítačové numerické riadenie“. Je to preto, že počas procesu sa používajú počítačom riadené nástroje. Na rozdiel od manuálneho obrábania vám to prináša širokú škálu výhod.

Pri manuálnom obrábaní je pravdepodobnejšie, že dôjde k chybám vo výrobe. Pri CNC obrábaní stačí len raz nastaviť počítačom riadený nástroj. Konečný produkt sa potom dá vyrobiť zlomkom rýchlosti. Proces môžete dokonca opakovať rovnakou rýchlosťou a s presne rovnakou presnosťou.

● Vyššia kvalita je najlepšou zárukou CNC obrábania.

● Môžete vyrobiť viac komponentov efektívnejšie.

● Riziko ľudskej chyby je znížené na minimum.

● Manuálne úpravy neovplyvňujú konzistenciu konečného návrhu.

Ako funguje CNC obrábanie?

Teraz už chápete, že CNC obrábanie je vysoko presný proces rezania vo výrobe. Viete tiež, že premieňa digitálne návrhy na finálne produkty alebo diely. Možno vás však v tomto bode zaujíma presný postup krok za krokom. Ako to funguje?

1. Začnite s CAD softvérom.

Proces CNC obrábania začínate návrhom digitálneho 3D model. To dosiahnete pomocou softvéru pre počítačom podporované navrhovanie (CAD). Medzi obľúbené v tomto odvetví patria softvéry ako Fusion 360, SolidWorks a AutoCAD. CAD softvér vám umožňuje navrhovať virtuálne plány, ktoré definujú každý rozmer požadovanej položky.

„Grand View Research“ je dôveryhodný zdroj a autorita v oblasti výroby. V roku 2023 informoval o celosvetovom medziročnom raste trhu s CAD softvérom o 7.5 %. S tým má veľký vplyv aj rozšírenie používania CNC procesov. To tiež podporilo konkurenciu a inovácie medzi tvorcami CAD softvéru.

2. Premeňte svoj CAD na CAM.

Teraz, keď ste dokončili svoj finálny návrh pomocou CADu, máte k dispozícii virtuálny návrh so všetkými jeho zložitými meraniami a detailmi. Váš CAD návrh sa potom spracuje pomocou softvéru pre počítačom podporovanú výrobu (CAM). Softvér CAM prevedie váš CAD návrh do G-kódu – programovacieho jazyka používaného CNC strojmi.

G-kód dokáže obsahovať presné príkazy až po presnú rýchlosť vretena počas určitých častí procesu obrábania. Strojáreň MIT uvádza, že 30% Celkový výrobný čas sa dá skrátiť pomocou dobre optimalizovaného CAM softvéru.

V súčasnosti sú na čele odvetvia CAM značky ako HSMWorks a MasterCAM.

3. Nastavte si CNC stroj a proces

Po úspešnom načítaní G-kódu do CNC strojPočítač stroja prečíta pokyny. Teraz dokáže presne ovládať čepeľ alebo nástroj na orezávanie okrajov po prednastavenej dráhe. Najlepšie stroje zabezpečujú tolerancie s presnosťou až 0.001 palca – tenšie ako vlas.

4. Automatizácia pre presnosť.

Je neuveriteľné, ako sa dá automatizáciou dosiahnuť efektivita. NASA tvrdí, že jej CNC obrábané diely majú o 99.8 % menej chýb. Je to preto, že keď sa vylúči riziko ľudskej chyby, manuálne obrábanie nemôže konkurovať CNC obrábaniu.

CNC obrábanie je automatizovaný proces. To znamená, že požadované komponenty sú vyrobené presne, dorazia rýchlejšie a dajú sa opakovane prerábať. Pomocou CNC obrábania môžete rýchlo zvýšiť alebo spomaliť výrobu. Je chrbticou automobilového, lekárskeho, strojárskeho a leteckého priemyslu.

Teraz viete, ako funguje CNC obrábanie. Pozrime sa na jeho kľúčové výhody a prečo sa naň spolieha toľko odvetví.

Výhody CNC obrábania

V tomto bode už viete, že CNC procesy produkujú konzistentné, vysoko kvalitné diely. Pozrite sa na nasledujúcich 5 faktických výhod použitia CNC obrábania vo vašom vlastnom výrobnom procese.

1. Zabezpečíte si presnosť

Úroveň presnosti, ktorú môžete dosiahnuť CNC obrábaním, sa môže blížiť k 0.001 palca. Toto číslo je také dôveryhodné, že dokonca aj NASA používa CNC procesy. Tento letecký gigant vyrába mnoho svojich raketových dielov a dokončuje ich týmto spôsobom.

Mnohé bežné lekárske nástroje, ktoré si len viete predstaviť, sa vyrábajú pomocou CNC obrábania. Predstavte si skalpel, protézu alebo dokonca stetoskop. Všetky tieto nástroje prechádzajú pri výrobe nejakou formou obrábania a zriedka sa to robí ručne.

Sú tu aj výrobcovia automobilov, inžinieri, výrobcovia lietadiel a ďalší. Sú to veľké a dôležité odvetvia, ktoré sa pri dosahovaní cieľov spoliehajú na konzistentnú presnosť. Budete mať problém nájsť odvetvia, kde sa nepoužíva CNC obrábanie.

2. Ušetríte si čas

Zavedenie CNC procesov vám umožňuje zvýšiť tempo výroby. V roku 2022 časopis Journal of Manufacturing Systems uviedol, že CNC obrábanie môže skrátiť čakacie doby o polovicu. Stroje môžu pracovať kedykoľvek počas dňa bez zastavenia. To znamená, že vaše diely sa vyrobia rýchlejšie bez prestávok spojených s manuálnou prácou.

Z týždennej alebo mesačnej objednávky môžete urobiť objednávku, ktorá trvá len hodiny alebo dni. Vďaka tomu dostanete svoje produkty na trh rýchlejšie ako vaša konkurencia.

3. Ušetríte náklady

CNC obrábanie vám umožňuje ušetriť na výrobných nákladoch. Môže dokonca viesť k zvýšeniu vášho predaja.

Používanie CNC procesov vám umožňuje ušetriť náklady na manuálnu prácu. Okrem toho môžete náklady na zavedenie rozložiť na nespočetné množstvo komponentov. Je to preto, že CNC obrábanie dokáže vyrobiť širokú škálu komponentov a konečných produktov. Aj keď je to možné, je zriedkavé nájsť CNC objednané na jednorazové použitie.

4. Môžete obrábať mnoho materiálov

Boli by ste mylní, keby ste si mysleli, že obrábanie je len proces spracovania kovov. Hoci je pravda, že sa dajú obrábať kovy od hliníka po titán, plast, drevo a kameň sa dajú obrábať na CNC strojoch.

A určite nebudete obmedzení počtom položiek, ktoré môžete vyrobiť. A čo je ešte lepšie, váš výber materiálov sa dá zmeniť s minimálnym narušením výrobného procesu.

5. Môžete škálovať svoje podnikanie

Spočiatku môžete pracovať s približne 20 dielmi. Medzi ich objednaním a doručením môžu byť dlhé čakacie doby. Vďaka CNC obrábaniu sa vaša výroba môže exponenciálne zvýšiť v priebehu niekoľkých mesiacov.

Nielenže sa skrátia dodacie lehoty, ale aj zmeny dizajnu sa dajú rýchlo implementovať. To sa dá urobiť bez nutnosti školenia zamestnancov na nové návrhy. Jednoducho aktualizujete digitálny návrh a môžete začať. To všetko sa rovná minimálnym nákladom na pracovnú silu a zvýšenej produkcii.

CNC obrábanie ponúka jasné výhody pre rastúcu produkciu. Možno experimentujete s novým prototypom. Možno ste dostatočne sebavedomí na to, aby ste zvýšili svoju existujúcu produkciu. V každom prípade, rozširovanie vášho podnikania prostredníctvom CNC obrábania zabezpečuje presnosť, kontrolu a úsporu nákladov.

Teraz ste sa presne dozvedeli, ako vám CNC obrábanie prináša presnosť, rýchlosť a úsporu nákladov. Viete tiež, že funguje s rôznymi materiálmi a mierkami vo vašom podnikaní. Vďaka týmto výhodám je CNC nevyhnutné pre modernú výrobu.

Najbežnejšie CNC procesy

Niekedy potrebujete vyrobiť súčiastku, ale neviete sa rozhodnúť, ktorý CNC proces použiť. Uisťujeme vás, že nižšie nájdete taktný návod na 5 najbežnejších metód CNC obrábania.

1. CNC frézovanie

Pre zložité tvary je k dispozícii CNC frézovanie. Pri frézovaní sa môžu použiť rotačné frézy. Tieto frézy sa môžu pohybovať vo viacerých smeroch, zatiaľ čo obrábaný predmet zostáva pevný na mieste.

Výhody CNC frézovania

● Proces frézovania umožňuje vyrezať zložité vrecká.

● Môže sa dobre vyrezať 3D kontúry a najjemnejšie drážky.

● Môžete frézovať najtvrdšie materiály ako titán a menej tvrdé predmety ako plast.

● Je možné dosiahnuť tolerancie až do 0.001 (SME Journal, 2023).

CNC frézovanie si vyberiete, keď potrebujete zložito vyrobené diely s najjemnejšími detailmi.

2. CNC sústruženie

Pre všetky tie okrúhle diely a krivky je najlepšie CNC sústruženie. Pomocou tohto procesu môžete pohybovať materiálom. To sa deje, zatiaľ čo obrábací nástroj zostáva dokonale na svojom mieste.

CNC sústruženie je určené na výrobu predmetov, ktoré sa navzájom pohybujú. Predstavte si hydraulickú súčiastku alebo hriadele motorov. Vytváranie takýchto kriviek si vyžaduje presnosť pohybu s vzduchotesnými tesneniami.

Výhody CNC sústruženia

● Je dokázané, že proces je 30% rýchlejšie ako ručné sústruženie.

● Výsledkom sú oveľa lepšie povrchové úpravy zakrivených súčiastok

● Proces sa ukazuje ako rýchlejší pri vysokej obrátkovosti okrúhlych predmetov v hromadnej výrobe

CNC sústruženie je proces, na ktorý sa spoliehate, keď potrebujete rotujúce komponenty a symetriu.

3. CNC vŕtanie

Funkcia vŕtania je dôležitá. Automatizované pomocou CNC vám umožňuje vytvárať presné a vzduchotesné drážkované otvory. Ponúkaná presnosť je na úrovni, ktorú ľudská úsilie nedokáže prekonať. Predstavte si vytvorenie niečoho tak detailného, ​​ako je doska plošných spojov alebo motor auta. Tieto položky potrebujú vŕtať otvory s mimoriadnou presnosťou a rýchlym tempom.

Výhody CNC vŕtania

● V priemere môžete pomocou CNC vŕtania vyrobiť približne 50 otvorov za minútu. A to bez ohľadu na obrábaný materiál.

● Môžete pracovať na zložitých návrhoch.

● Umožňuje automatizovať vŕtaciu funkciu, ktorej dokončenie by inak mohlo trvať hodiny.

Ak pracujete na niečom, čo vyžaduje vyvŕtanie viacerých presných otvorov v rýchlom slede, potom je pre vás CNC vŕtanie riešením.

4. CNC brúsenie

CNC metóda ideálna pre dokonalé povrchové úpravy je CNC brúsenie. Niekedy musia byť povrchové úpravy objednaných dielov hladké ako zrkadlo. Diel môže vyžadovať rôzne textúry na rôznych stranách.

Brúsne kotúče sa používajú počas procesu strojového brúsenia. Práve tento proces umožňuje dosiahnutie špecifickej povrchovej úpravy obrobených povrchov. Tento proces sa dá použiť aj na ostrenie a otupenie predmetov.

Výhody CNC brúsenia

● Môže sa použiť na predmety veľké ako vrtule lietadla až po nástroje malé ako chirurgické skalpely.

● Tento proces sa dá použiť na odstránenie mikroskopických nedokonalostí.

● Je perfektný na dodržiavanie priemyselných štandardov.

● CNC brúsenie sa dá použiť aj na zníženie trenia medzi pohyblivými časťami.

CNC brúsenie použijete vtedy, keď je potrebné dosiahnuť najvyššiu kvalitu povrchu obrobku.

5. Kombinované CNC procesy

Možno ste uvažovali o kombinácii rôznych CNC procesov. Toto je bežná prax vo všetkých odvetviach. Súčiastku alebo nástroj je možné frézovať a vŕtať, alebo brúsiť a sústružiť. Z tohto dôvodu nie je nezvyčajné kombinovať rôzne metódy v procese CNC obrábania.

Tu je upokojujúca štatistika. Viac ako 67 % výrobcov kombinuje 2 alebo viac CNC procesov. Vyplýva to zo správy IMIS publikovanej v roku 2024.

Nevýhody CNC obrábania

Výhody CNC obrábania sú samozrejmosťou, ale nemožno zatvárať oči pred jeho nevýhodami. Nižšie STYLECNC podrobne vysvetlí jeho hlavné nevýhody.

1. Vysoké počiatočné náklady

CNC stroje (ako sú CNC frézky, CNC sústruhy, CNC frézky, 5-osové CNC stroje) vyžadujú veľkú počiatočnú investíciu.

Náklady na nastavenie a nástroje: Vlastné upínacie prípravky, rezné nástroje a programovanie môžu zvýšiť náklady, najmä v prípade malých sérií.

2. Vyžaduje sa kvalifikovaná obsluha

Hoci CNC znižuje manuálnu prácu, stále si vyžaduje kvalifikovaných technikov (operátorov a programátorov) na programovanie, nastavovanie a údržbu.

Náklady na školenie: Operátori potrebujú špeciálne školenie predtým, ako môžu nastúpiť na svoje pozície, čo zvyšuje náklady na pracovnú silu.

3. Materiálový odpad

Subtraktívna výroba: CNC obrábanie odoberá materiál, čo vedie k väčšiemu odpadu v porovnaní s aditívnou výrobou (ako napr. 3D tlač).

Vyššie náklady na drahé materiály: Plytvanie materiálmi, ako je titán alebo Inconel, môže byť nákladné.

4. Špeciálne konštrukčné obmedzenia

Hoci CNC dokáže vyrábať zložité súčiastky, niektoré špeciálne návrhy (ako sú vnútorné mriežky, skosenia) je ťažké dosiahnuť, pokiaľ nie je k dispozícii viacosový CNC stroj.

Zložité tvary sú drahšie: 5-osové CNC obrábanie môže znížiť obmedzenia, ale zároveň zvýši investičné náklady.

5. Obmedzenia obrábania veľkých dielov

Obmedzená veľkosť CNC obrábacieho stola im bráni v účasti na niektorých veľkých projektoch, ktoré si vyžadujú alternatívne metódy obrábania.

6. Údržba a prestoje

CNC obrábacie stroje vyžadujú pravidelnú údržbu vrátane mazania, kalibrácie a výmeny dielov (napr. vretien, guľôčkových skrutiek).

Prestoje môžu spôsobiť prerušenie alebo zastavenie výrobnej linky.

7. Pomalá hromadná výroba

Pokiaľ ide o veľmi veľké série (napr. milióny dielov), sú procesy ako vstrekovanie plastov, lisovanie alebo tlakové liatie nákladovo efektívnejšie.

8. Obmedzenia povrchovej úpravy

Dosiahnutie ultra hladkého povrchu si zvyčajne vyžaduje ďalšie sekundárne operácie, ako je leštenie a brúsenie.

záver

Výhody CNC obrábania ho robia nevyhnutným v modernej priemyselnej výrobe, ale jeho vysoké počiatočné náklady odrádzajú majiteľov malých podnikov a CNC programovanie si vyžaduje skúsenosti, čo začiatočníkov necháva bez sebavedomia. Stručne povedané, CNC obrábanie má svoje výhody aj nevýhody. Či už je to začiatočník alebo profesionál, každý využije svoje silné stránky a vyhne sa svojim slabým stránkam, aby získal to, čo potrebuje.

Záverečný pohľad na CNC obrábanie

Úspešne ste preskúmali plný potenciál CNC obrábania. Od jeho presnosti a rýchlosti až po 5 kľúčových procesov, máte všetko pod kontrolou. Tiež chápete, prečo je chrbticou modernej výroby.

S týmto všetkým na pamäti by mohlo byť skvelé mať po svojom boku dôveryhodného partnera pre CNC obrábanie.

Využite CNC obrábanie pre svoje podnikanie

Ste plne vybavení na to, aby ste videli, ako CNC obrábanie prináša presnosť, rýchlosť a škálovateľnosť. Teraz už len stačí konať. CNC obrábanie vám dáva konkurenčnú výhodu a za... STYLECNC, špecializujeme sa na CNC obrábacie služby, ktoré presne zodpovedajú vašim potrebám.

Ak potrebujete skutočne porozumieť CNC obrábaniu, našli ste svojho partnera a sprievodcu. Neváhajte nás kontaktovať.