Nói một cách đơn giản, gia công CNC là một hệ thống hướng dẫn máy tính. Hệ thống này thực thi các lệnh chính xác mà không có bất kỳ lỗi của con người. Trước đây, trong gia công thủ công, có rất nhiều lỗi về độ chính xác và thiết kế. Các công ty gia công CNC kết hợp phần mềm nâng cao để điều khiển các công cụ và máy móc. Đây là máy tiện và nhà máy. Vì mọi chuyển động đều được điều khiển bằng máy tính, bạn sẽ nhận được kết quả hoàn hảo, tính toán và cao cấp.
CNC hoạt động như thế nào?
Một máy CNC là một máy cắt và định hình robot. Vì vậy, nó giống như một công cụ điện rất chính xác và được điều khiển bởi máy tính. Bước đầu tiên là thiết kế của một trong những máy tính. Với phần mềm đặc biệt, bạn thực hiện những gì bạn muốn làm.
Thiết kế sau đó được dịch sang máy tính và nó tạo ra một bộ hướng dẫn. Họ nói với máy ở đâu để cắt, và di chuyển ở đâu. Họ chỉ làm theo những hướng dẫn một cách hoàn hảo. Với phần của bạn, nó di chuyển các công cụ cắt lên, xuống, trái và phải.
Nhiều vật liệu có thể được làm việc vớiMáy CNC. Gỗ, kim loại, nhựa, và nhiều hơn nữa được cắt.
Nó rất chính xác - chính xác hơn rất nhiều so với việc cắt bằng một chiếc kéo bằng tay. Đó là lý do tại sao mọi thứ từ ô tô đến các bộ phận tự động được tạo ra từ chúng.
Máy CNC hoạt động như thế nào?
Giai đoạn thiết kế
Thiết kế kỹ thuật số tạo thành cơ sở của gia công CNC. Các công cụ học tập tích cực kết hợp phần mềm CAD để xây dựng các mô hình 3D chi tiết. Nói một cách đơn giản, bản thiết kế kỹ thuật số bảo tồn các chi tiết phức tạp của các phần tùy chỉnh.
Bạn khá dễ dàng để khám phá các hình học phức tạp kết hợp các công cụ thiết kế hiện đại. Các kỹ sư có thể xây dựng các tương tác giữa các bộ phận và kiểm tra các điểm ứng suất trước khi đưa bất cứ thứ gì vào sản xuất vật lý.
Các tính chất vật liệu được xem xét cẩn thận thông qua quá trình thiết kế. Hạn chế cơ học và nhu cầu hiệu suất là những động lực chính. Phần mềm nâng cao cho phép các nhà thiết kế tạo ra các mô hình các thành phần xuống cấp độ phân tử. Họ có thể thấy cách các bộ phận sẽ tương tác với nhau và thực hiện theo các kịch bản khác nhau.
Lập trình
Lập trình có chức năng như lớp giao tiếp thiết yếu giữa các máy CNC. Hai loại mã chính chạy quy trình sản xuất: G-Code và M-Code.
Mã g trong gia công CNC là ngôn ngữ hướng dẫn máy làm thế nào để di chuyển. Nó cung cấp tọa độ chính xác, cắt giảm tốc độ và hướng dẫn chuyển động chính xác. Mã này là một điệu nhảy được đặt hàng tốt cho máy. G-Code hướng dẫn máy nơi sẽ đi với tốc độ và độ sâu nào.
Mã M trong gia công CNC xử lý các chức năng phụ trợ. Nó xử lý các hoạt động hỗ trợ như hệ thống làm mát và thay đổi công cụ. Bạn có thể nghĩ về mã M là nguồn sống của máy. Nó làm mọi thứ khác ngoài các nét cắt cơ bản. Ví dụ về các lệnh mã M bao gồm kích hoạt chất làm mát, công cụ chuyển đổi và kiểm soát các hành động dành riêng cho máy.
Thiết lập máy
Chuẩn bị máy CNC kêu gọi tính chính xác đáng kinh ngạc. Phôi được chuẩn bị cẩn thận bởi các kỹ thuật viên. Họ chọn vật liệu phù hợp và sử dụng đồ đạc đặc biệt để bảo đảm các thành phần. Mỗi phôi cần được định vị với độ chính xác bằng kính hiển vi.
Các phương pháp giữ khác nhau là cần thiết cho các quy trình gia công khác nhau. Độ ổn định vật liệu được bảo đảm bằng nam châm Vice và đồ đạc tùy chỉnh. Kỹ thuật viên xác minh sự liên kết bằng các công cụ đo lường chính xác. Mỗi thiết lập phải đảm bảo chuyển động bằng không trong quá trình gia công.
Việc lựa chọn các công cụ cũng quan trọng không kém. Người thợ máy chọn một số công cụ nhất định bởi nhiều yếu tố:
Loại vật chất
Thiết kế sự phức tạp
Bề mặt mong muốn kết thúc
Cắt yêu cầu
Hoạt động
Sau khi chuẩn bị xong, máy CNC bắt đầu quá trình tự động hóa. Nó thực hiện các hướng dẫn được lập trình với độ chính xác siêu phàm. Máy có thể xóa vật liệu trong quy trình từng lớp hoặc xây dựng các bộ phận thông qua sản xuất phụ gia.
Các máy CNC hiện đại có thể đồng thời sử dụng nhiều trục. Họ đối phó trong một loạt các vật liệu, từ nhựa mềm đến kim loại cứng. Quá trình cắt liên quan đến:
Loại bỏ vật liệu chính xác
Hình dạng hình học phức tạp
Kiểm soát độ sâu nhất quán
Điều chỉnh tham số trong thời gian thực
Các máy có thể thay đổi chiến lược để cắt ngay lập tức. Chúng có khả năng chống lại các biến thể vật chất và giữ lại độ chính xác đáng chú ý. Mỗi chuyển động đều có chủ ý, và mỗi người trong số họ được thực hiện với sự đều đặn tuyệt đẹp.
Các loại máy CNC
Máy phay CNC
Máy phay CNClà một trong những nền tảng của sản xuất hiện đại. Cắt quay được thực hiện bởi các máy mạnh mẽ như vậy ở độ chính xác đặc biệt. Cái trước đặc biệt lão luyện trong việc tạo ra các dạng hình học phức tạp trong một loạt các vật liệu. Các công cụ cắt quay ở tốc độ cao, khắc từng lớp vật liệu.
Máy phay thực hiện một loạt các chức năng sản xuất. Họ có thể tạo ra:
Khe chính xác
Túi phức tạp
Hình dạng bề mặt phức tạp
Các yếu tố cơ học được xác định rõ
Sao chép các công cụ đưa đón trong một số trục. Bệnh viện có thể được xem từ nhiều góc độ khác nhau. Tính linh hoạt này dẫn đến những thay đổi cực kỳ phức tạp trong hình học. "Từ các nguyên mẫu phát triển đến các bộ phận sản xuất cuối cùng, các nhà sản xuất sử dụng máy phay.
Máy tiện CNC
Máy tiện CNCCó một sự thèm ăn lớn cho các thành phần hình trụ. Những máy này quay phôi như các công cụ cắt thay đổi hình dạng bên ngoài và bên trong của nó. Công nghệ máy tiện CNC này được biết đến với độ chính xác.
Các ứng dụng điển hình bao gồm:
Trục cơ học
Hình dạng mới cho các thành phần hàng không vũ trụ hình trụ
Các bộ phận kỹ thuật chính xác
Thành phần ô tô
Lathes tạo ra các phần đối xứng chịu độ chính xác đáng kinh ngạc.
Máy cắt plasma và laser
Một loại chính thứ hai của máy CNC là các công nghệ cắt nhiệt. Với nồng độ năng lượng, máy cắt huyết tương và laser có thể cắt qua các vật liệu với độ chính xác vượt trội.
Máy cắt plasma hoạt động tốt nhất trên vật liệu dẫn điện:
Kim loại
Tấm thép
Thành phần nhôm
Vỏ điện
Máy cắt laser thậm chí còn linh hoạt hơn:
Cắt kim loại
Xử lý gỗ
Thao tác vải
Chính xác, thiết kế phức tạp
Những máy này có thể khắc các hình dạng phức tạp trong khi để lại một lượng vật liệu tối thiểu phía sau. Họ cung cấp các chi chi tiết, chi tiết mà thực hành chặt tiêu chuẩn không thể đáp ứng.
Máy mài CNC
Máy nghiền ổn định trên đường để hoàn thiện bề mặt thành công và dung sai gần. Bánh xe mài mòn được sử dụng để loại bỏ một số lớp vật liệu siêu nhỏ. Những máy này tập trung vào độ chính xác.
Các ứng dụng bao gồm:
Kết thúc phần cuối cùng
Khả năng bề mặt siêu mịn
Xây dựng dung sai chiều chính xác
Xử lý vật liệu cứng
Hoàn thiện bề mặt được đo bằng micromet trên máy mài.
Máy in 3D
Thuật ngữ sản xuất phụ gia xác định một cách tiếp cận thay đổi trò chơi để sản xuất. Kết quả là, máy in 3D tạo ra các thành phần từng lớp. Họ biến các thiết kế kỹ thuật số thành các vật thể vật lý với vận tốc đáng kinh ngạc.
Ưu điểm chính bao gồm:
Tạo mẫu nhanh
Tiềm năng hình học đa diện
Chất thải vật liệu tối thiểu
Lặp lại thiết kế nhanh
Có một số loại công nghệ in 3D khác nhau:
Nhựa đùn
Thiêu kết kim loại
In dựa trên nhựa
Fusion giường bột
Máy CNC chuyên dụng
Các hệ thống CNC mở rộng nhiều hơn giới hạn sản xuất: Multi-Axi, 5- Máy trục: Tính linh hoạt của gia công. Họ có thể nắm bắt phôi làm việc từ nhiều phía cùng một lúc.
Các hệ thống tinh vi này cho phép:
Hình học cực kỳ phức tạp
Giảm thời gian thiết lập
Cải thiện độ chính xác
Sản xuất thành phần y tế và hàng không vũ trụ cao hơn
Vật liệu gia công CNC: Mọi thứ bạn cần biết
Nhôm
Gia công CNC hoạt động rất nhiều với kim loại. Họ có một số tài sản độc đáo cần thiết cho nhiều ứng dụng sản xuất. Nhôm là một nhà vô địch hạng nhẹ của thế giới kim loại. Nó có khả năng chống ăn mòn rất tốt và khả năng gia công. Điều này làm cho nó một lựa chọn phổ biến cho các nhà sản xuất.
Nhôm được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, ô tô và điện tử. Điều này được sử dụng cho các phần cần sức mạnh mà không có trọng lượng đáng kể. Nhôm rất dễ hình thành, góp phần vào tính linh hoạt của nó.
Thực tế là nó tự nhiên chống gỉ làm cho nó trở nên hấp dẫn hơn. Nhôm là một yêu thích trong số các kỹ sư vì nó cung cấp mật độ thấp với sức mạnh cấu trúc tuyệt vời.
Thép
Thép đã là xương sống của sản xuất công nghiệp. Nó chắc chắn là một kim loại mạnh không thể phù hợp khi nói đến độ bền và sức mạnh. Vì vậy, nó là một lựa chọn tuyệt vời cho việc sử dụng cấu trúc và các thành phần hạng nặng.
Các tính chất cơ học khác nhau có thể được cung cấp bởi các loại thép khác nhau. Một số thép rất khó, trong khi những người khác cho phép linh hoạt hơn. Các tính chất của thép có thể được cải thiện vẫn còn hơn bằng các quá trình xử lý nhiệt.
Hiệu suất của nó có thể tùy chỉnh cho các ứng dụng cụ thể của các kỹ sư. Thép vẫn là một vật liệu chính trong sản xuất, từ thiết bị xây dựng đến các bộ phận xe hơi.
Titan
Titanium gặt hái phần thưởng là một kim loại thời đại không gian với khả năng nhiệt động lực học. Trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và y tế, nó là vô giá do tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng hiện tượng của nó.
Titanium có khả năng chống nhiệt độ và ăn mòn khắc nghiệt. Lý tưởng để sử dụng trong các bác sĩ phẫu thuật môi trường khó khăn và nha sĩ sử dụng titan cho cấy ghép, vì vật liệu tương thích với các hệ thống sinh học. Titanium cũng rất cần thiết cho các kỹ sư hàng không vũ trụ trong các bộ phận chính. Những thành phần này cần phải thực hiện tốt nhất trong điều kiện khắc nghiệt.
Polycarbonate
Nhựa đại diện cho một con đường sản xuất thay thế. Họ có những lợi thế của việc thực hiện cả gia công và gia công CNC. Polycarbonate có sức đề kháng tác động tốt và trong suốt.
Nó được sử dụng để làm thiết bị an toàn, khiên bảo vệ và thiết bị điện tử tiêu dùng. Chịu được tác động chưa có quang học rõ ràng. Những tính năng kết hợp này làm cho nó phù hợp cho các sản phẩm cần cả bảo vệ và khả năng hiển thị.
Nhìn trộm
Peek (polyether ether ketone) là nhựa hiệu suất cao tiên tiến nhất. Đó là một vật liệu phi thường có thể chịu được nhiệt độ rất cao. Nó cũng có khả năng chống lại sự tương tác hóa học.
Những tài sản này làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp và y tế. Các vật liệu vẫn có cấu trúc âm thanh trong điều kiện khắc nghiệt. Điều đó sẽ làm thất bại nhựa truyền thống trong điều kiện tương tự.
Sợi carbon
Sản xuất xe thể thao đã được chuyển đổi với các vật liệu composite như sợi carbon. Chúng kết hợp trọng lượng thấp với cường độ cực kỳ cao.
Điều đó có nghĩa là sợi carbon được làm từ các sợi carbon cực kỳ mịn được kết hợp với nhau. Nó làm cho một vật liệu mạnh hơn nhiều so với thép nhưng nhẹ hơn nhiều. Sợi carbon cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp như đua xe ô tô, hàng không vũ trụ và thiết bị thể thao hiệu suất cao.
Gốm Alumina
Gốm alumina thể hiện khả năng của các vật liệu gốm mới nổi. Những gốm sứ này được sử dụng trong các ứng dụng chống hao mòn. Họ giữ lại hình thức và hiệu suất của họ ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.
Gốm Alumina được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và y tế để sản xuất các bộ phận đòi hỏi phải kháng xói mòn phi thường. Phần này cũng đòi hỏi độ chính xác cao.
Cân nhắc lựa chọn tài liệu
Các yếu tố để đánh giá
Việc tìm kiếm vật liệu phù hợp không đến mà không gặp khó khăn. Các nhà sản xuất cần chú ý đến một số điều. Tính chất nhiệt, độ cứng, khả năng gia công, cũng như chi phí tổng thể chỉ là một số lý do.
Mỗi người có những lợi ích và nhược điểm của nó. Tính chất nhiệt mô tả cách một vật liệu hoạt động dưới nhiệt độ khác nhau. Độ cứng xác định điện trở hao mòn của vật liệu. Nó cũng ảnh hưởng đến khả năng của vật liệu để giữ sự ổn định chiều của nó.
Nhu cầu và ràng buộc: Cân bằng chúng
Như vậy, quá trình lựa chọn phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết sâu rộng về khoa học vật liệu. Và nó cần kiến thức về nhu cầu ứng dụng cụ thể. Các kỹ sư đánh giá một cách thận trọng nhu cầu của mỗi dự án. Họ đạt được sự cân bằng giữa các yêu cầu hiệu suất và các ràng buộc kinh tế.
Lợi ích của gia công CNC
Độ chính xác
Phương pháp xử lý này là một bước nhảy vọt về phía trước trong chính xác trong sản xuất - gia công CNC. Nó có khả năng tạo ra các bộ phận với dung sai xuống 0. 001 mm. Để đưa ra một số bối cảnh đó, nó mỏng hơn tóc người.
Độ chính xác như vậy đảm bảo rằng mỗi phần được tạo ra đều ở trong khóa với thiết kế ở một mức độ đáng kinh ngạc. Các quy trình sản xuất thông thường không có khả năng chính xác như vậy.
Hiệu quả sản xuất
Máy CNC rất nhanh và cho phép hiệu quả sản xuất tuyệt vời. Các máy có thể hoạt động trong các chu kỳ sản xuất liên tục. Điều này làm giảm lao động của con người, giảm thiểu lỗi và tăng sản lượng. Nhiều phần có thể được sản xuất đồng thời.
Các công nghệ gia công tốc độ cao hiện cho phép sản xuất các thành phần phức tạp có thông lượng cao hơn. Điều chỉnh tối thiểu cũng là cần thiết trong toàn bộ quá trình.
Với CNC, những gì từng yêu cầu nhiều thiết lập hiện đã đạt được trong một quy trình liên tục.
Hình học phức tạp
Các máy CNC cung cấp khả năng vô song để tạo hình học và tính năng phức tạp. Trong khi các phương pháp sản xuất thủ công đòi hỏi nỗ lực và kỹ năng lớn, máy CNC có thể biến bất kỳ thiết kế phức tạp nào thành hiện thực.
Máy CNC đa trục có thể xử lý các bộ phận với hình học cực kỳ phức tạp. Điều này bao gồm các bộ phận chuyển động yêu cầu cắt góc, bề mặt cong và lỗ bên trong. Họ có thể đạt được điều này mà không phải hy sinh tốc độ hoặc độ chính xác.
Sản xuất hiệu quả chi phí
Nhờ tự động hóa, gia công CNC cũng là một quy trình sản xuất hiệu quả về chi phí cho nhiều bộ phận. Trong khi chi phí trả trước cao hơn, tiết kiệm dài hạn đến từ việc giảm chi phí lao động. Không cần sự tham gia thủ công một khi máy được thiết lập.
Ngoài ra, tỷ lệ lỗi giảm và độ chính xác cao dẫn đến tỷ lệ phế liệu thấp hơn. Cuối cùng, nền kinh tế quy mô làm cho CNC gia công lý tưởng cho cả hoạt động sản xuất lớn và nhỏ.
Bản tóm tắt
Sản xuất CNC đã cách mạng hóa ngành công nghiệp. Nó đã đảm bảo độ chính xác, tốc độ và sự an toàn trong hoạt động với lỗi ít nhất và chất lượng nhất quán. Các máy CNC có khả năng sản xuất hàng loạt các sản phẩm nhỏ cũng như khổng lồ. Chúng đang được sử dụng trong các dòng sản xuất trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, ô tô và điện tử, trong số những người khác, và đóng một vai trò quan trọng trong đổi mới hiện đại.