Živimo u industrijskoj revoluciji u kojoj je automatizacija pokretačka snaga u mnogim sektorima. U prvim danima proizvodnje metala, vješti radnici su ručno koristili različite alate za oblikovanje i oblikovanje metala u složene dizajne. Ali za to je bilo potrebno mnogo vještine i iskustva. Osim toga, ishod nije uvijek bio standardan.
To je dovelo do revolucije koju je predvodila CNC obrada, koja je zahvatila industriju rezanja metala. U današnjem vodiču ćemo pogledati šta je CNC rezanje metala i sve što trebate znati o ovom procesu.
Šta je CNC rezanje metala?
Računarska numerička kontrola (CNC) se odnosi na upotrebu računara za automatizaciju kontrole, preciznosti i kretanja alatnih mašina. Stoga je CNC rezanje metala korištenje kompjuterizirane opreme za vođenje alata za obradu u transformaciji metala iz radnog komada u gotov proizvod.
CNC rezanje metala je omogućeno pomoću CNC softvera. CNC softver je jednostavno program napravljen od skupa kodova koji vode alat za obradu kako bi se osiguralo precizno, ponovljivo i precizno kretanje.
Prije nego što je CNC rezanje metala postalo stvar, radni komadi su se rezali ručno. Vješti tehničari su koristili ručne alate za rezanje i oblikovanje metala u različite složene oblike. Ali ovaj proces je imao nekoliko problema; bilo je krajnje neprecizno i gubilo je mnogo vremena. Osim toga, nije bilo ujednačenosti pri radu na više komada.
CNC obrada je revolucionirala industriju proizvodnje metala automatizacijom uključenih procesa. Mašine mogu raditi na različitim metalnim materijalima, kao što su bakar, aluminij i mesing. Mogu raditi i na drugim materijalima kao što su drvo i akrilne ploče.
Dakle, kako radi CNC mašina?
Kako radi CNC rezanje metala
Moderne CNC mašine za rezanje metala su potpuno automatizovane. Potreban im je samo CNC softver koji bi pomogao kompjuteru da uputi mašinu kako da pomeri držač alata i uputstva za sečenje.
Alatima za obradu također su potrebni različiti uređaji za postizanje potrebnih oblika i rezova. Inženjeri i tehničari kreiraju softverske programe koji komuniciraju sa fizičkom mašinom kako bi to omogućili.
CNC proces rezanja metala počinje kreiranjem a Kompjuterski dizajn (CAD) model. To znači korištenje CAD programa za kreiranje 3D modela koji definira kritična mjerenja i svojstva fizičkog dijela.
Neki od ovih programa dolaze u dizajnu potpomognutom računarom/proizvodnji potpomognutom računarom (CAD/CAM) kako bi pomogli da se kompletan tok posla završi u jednom programu. U takvim slučajevima, 3D model iz CAD programa se unosi u CAM program koji pomaže u kreiranju kontrolnih instrukcija za alate za obradu.
U nekim slučajevima, CAD datoteke moraju biti uvezene. Međutim, ako CAD i CAM pripadaju istoj porodici artikala, tehničar ne mora tumačiti datoteke. CAM program počinje provjeravanjem grešaka, a zatim kreira program za CNC mašinu za kreiranje fizičkog dijela.
Sljedeći korak je odabir parametara za CNC alat za obradu. Ovi parametri uključuju brzinu rezanja, obrtaje u minuti i napon. Ovi parametri zavise od nekoliko faktora, kao što su raspoložive mašine i alati, kao i geometrija dela.
Nakon toga, program određuje taloženje ili ugniježđenje, što uključuje ocrtavanje obrazaca rezanja kako bi se smanjilo utrošeno vrijeme i količina otpada.
U ovom trenutku, svi ovi podaci se sklapaju u skup kodova koje CNC mašina može razumjeti. Neki uobičajeni kodovi u CNC rezanju metala uključuju:
- G-kod- G-kod je najpopularniji jezik u proizvodnji CNC mašina. Odnosi se na geometrijski kod koji govori mašini kako da se kreće prilikom rezanja radnog komada. Također definira brzinu kojom bi se rezni alat trebao kretati. U suštini, G-kod govori mašini šta da radi i kako da to uradi.
- M-kod– M-kod se odnosi na mašinski kod. Ponekad se naziva i slučajnim kodom. Fokusira se na sve detalje koje G-kod zanemaruje, a to su razni detalji, kao što su početna i zaustavna tačka.
G-kodovi i M-kodovi u osnovi rade zajedno kako bi pozicionirali radni komad i kontrolirali radnje alata za obradu.
Postoje li različiti procesi CNC rezanja metala?
Postoje različiti procesi uključeni u CNC rezanje metala. Oni uključuju:
CNC lasersko rezanje
Dok tradicionalno rezanje metala uključuje zakrivljenje dizajna, CNC lasersko rezanje uključuje termalni laser koji reže radne metalne limove u gotove proizvode. Umjesto alata za rezanje, laserski snop visoke energije je visoko fokusiran na metalni lim, proizvodeći metalnu paru u procesu. Postoji strujanje vazduha pod visokim pritiskom koji pomaže u izbacivanju metalne pare.
Ovaj proces se uglavnom koristi za rezanje metalnih limova i drugih ravnih materijala, kao što je drvo. Ako ste vidjeli neka lijepa metalna slova ili kožne metalne umjetnine, vjerojatno su oblikovana pomoću CNC laserskog rezanja.
Ova metoda ne radi za svaku aplikaciju, ali njena glavna prednost je što je vrlo precizna. To se može pripisati činjenici da CNC mašina za lasersko rezanje ima ograničene širine. Na primjer, tehničar može postaviti radijus na samo 0.1 mm, postižući vrlo detaljne rezove s najvećom preciznošću.
Još jedna prednost je što daje čiste ivice koje su zapečaćene jer proces uključuje spaljivanje. Ovo poboljšava izgled gotovog proizvoda.
CNC probijanje
Kao što ime govori, ovaj proces uključuje bušenje rupa u radnom komadu. Alat za obradu koji izvodi ovaj proces naziva se CNC presa za bušenje.
Ovaj stroj pomiče metal u smjeru X i Y kako bi ga pozicionirao direktno ispod alata za probijanje. Probijač zatim probija rupu u metalu. Ovaj proces je brz, tačan i isplativ. Takođe proizvodi znatno manje otpada.
CNC plazma rezanje
Ovaj proces uključuje rezanje metala pomoću mlaza vruće jonizovane plazme. CNC softver sa kodom usmjerava vruću plazmu. Budući da materijal mora biti električni provodnik, uobičajeni materijali koji se režu ovim postupkom uključuju aluminij, bakar i mesing.
Strojevi za rezanje plazmom dolaze u različitim veličinama i za različite funkcionalnosti. Vrlo su precizni i rezultiraju visokokvalitetnim i efikasnim procesom. Mogu brzo rezati i tanki i debeli metal.
CNC glodanje
CNC glodanje se uglavnom koristi za izradu složenih rezova na metalu. CNC softverski kod vodi alat za obradu da reže mekane dijelove metalnog obratka i daje mu željeni oblik s visokom preciznošću.
Postoje različite CNC glodalice kao što su vertikalne, horizontalne i višeosne glodalice koje koriste različite ose za oblikovanje metala. Glodanje se može obaviti u tri različite ose; X, Y i Z. Međutim, napredne CNC mašine mogu glodati do pet različitih osa, A, B, X, Y i Z.
Troosno glodanje je za jednostavne oblike, dok pet osi omogućava proizvođačima i proizvođačima da režu i oblikuju složene dijelove.
Koje su prednosti CNC rezanja metala?
Proizvodnja metala je često složen proces sa mnogo zamršenih detalja. Tradicionalni način ručne izrade može biti dugotrajan i radno intenzivan, ali vam ne osigurava isti kvalitet kao CNC rezanje metala.
Uz to, CNC rezanje metala nudi brojne prednosti i prednosti u odnosu na ručnu izradu metala. Neke od ovih prednosti uključuju:
Isplativost
CNC proizvodnja metala smanjuje troškove jer vam nije potrebno mnogo fizičkih radnika da biste završili proizvodnju. Na primjer, potreban vam je samo jedan kvalifikovan tehničar da upravlja mašinom za glodanje ili struganje. Povrh toga, jedan tehničar može nadgledati rad nekoliko mašina odjednom.
Pošto su CNC mašine tačne i precizne, nećete morati da trošite mnogo vremena na ispravljanje grešaka ili nedoslednosti u gotovim proizvodima.
CNC mašine takođe smanjuju troškove izrade metala jer smanjuju gubitak materijala. Ručna proizvodnja ima visok stepen ljudske greške što često dovodi do velikog otpada, što zauzvrat povećava troškove. Ali CNC rezanje metala optimizira materijal i pomaže u uštedi troškova.
Visok nivo preciznosti i tačnosti
Jedna od najistaknutijih prednosti CNC izrade metala je visok nivo preciznosti i tačnosti u kojima uživate. CNC mašine mogu isporučiti tačne rezove prema kodu sa nivoom tačnosti koji bi bilo nemoguće ručno replicirati. Ova karakteristika osigurava da je konačni proizvod visokog kvaliteta i da ispunjava očekivanja kupaca.
Ovo je posebno važno kada uzmete u obzir primjenu CNC metalnih proizvoda u različitim industrijama. Na primjer, komponente motora koje se koriste u automobilskoj i svemirskoj industriji zahtijevaju visoku preciznost jer su kritične. Mala greška bi značila da bi motor bio neupotrebljiv ili bi imao katastrofalne efekte.
Poboljšana efikasnost
CNC alatne mašine mogu raditi 24/7 bez potrebe za pauzom ili odmorom. Pošto su potpuno automatizovani, ne treba im nikakav nadzor ili ljudska intervencija. Jedina stvar koju tehničar treba da uradi je da unese CNC kod u računar i izvrši funkciju. Ove karakteristike rezultiraju povećanom efikasnošću i bržim vremenom proizvodnje.
Povećana sigurnost na radnom mjestu
Jedna od prednosti CNC rezanja metala koja se često zaboravlja je nivo sigurnosti koji donosi na radno mjesto. Tradicionalna ručna proizvodnja uključuje korištenje teških strojeva i oštrih alata za oblikovanje metala u željeni proizvod. Ova metoda nije najsigurnija jer izlaže zanatlije raznim rizicima.
S druge strane, CNC izrada u potpunosti automatizira proces i smanjuje mogućnost ozljeda i nezgoda na radnom mjestu.
Masovna identična proizvodnja
Prednosti CNC rezanja metala su najistaknutije kada se radi o masovnoj proizvodnji. CNC obrada vam osigurava konzistentnost i ponovljivost što je važno za proizvodnju velikih dijelova. U tradicionalnoj proizvodnji metala, svaki zanatlija ima svoj način rada i rezanja metala. To znači da će mnogi proizvodi imati male varijacije, čak i ako je dizajn isti.
CNC obrada to rješava tako što svaki put proizvodi identične proizvode. Zapamtite, CNC alatne mašine se oslanjaju na unose i komande, a ne na ljudske vještine. Ulazi usmjeravaju kretanje i osiguravaju da se radnje ponavljaju u petlji i pri velikim brzinama.
Postoje li potencijalni nedostaci CNC rezanja metala?
CNC obrada također ima svoj dio potencijalnih nedostataka kojih morate biti svjesni. Oni uključuju:
Visoka početna cijena
Dok CNC alatni strojevi imaju niže operativne troškove u usporedbi s tradicionalnom ručnom proizvodnjom, početni trošak može biti prilično visok u zavisnosti od vrste mašine koju dobijate.
Međutim, ovaj trošak se može smatrati investicijom kada razmislite o visokom kvalitetu, brzom vremenu obrade i ponovljivosti u kojima ćete uživati nakon ulaganja u njega.
Potrebna je obuka tehničara
CNC alati za obradu nisu plug-and-play, posebno ako prelazite s tradicionalne ručne metode izrade. Vašim tehničarima će biti potrebna CAD obuka i sertifikat za efikasno upravljanje računarima i mašinama. Takođe će morati da se obuče i steknu veštine o upravljanju CNC mašinama.
U većini slučajeva će vam trebati najmanje dva kvalifikovana radnika za rad sa računarima i mašinama; jedan CNC programator da unese kod u kompjuter i drugog operatera mašine da nadgleda procese alata.
Ako ste mala firma za proizvodnju, možda će vam trebati samo jedan vješt majstor za oba zadatka.
Materijal izratka i ograničenja veličine
Svaka CNC mašina i alat ima ograničenja kada su u pitanju materijali koje može rezati i operacije koje može izvršiti. Na primjer, CNC plazma mašina je ograničena na proizvodnju metala. Ne možete ga koristiti kada želite raditi na drugim materijalima kao što su plastika ili drvo.
Drugo ograničenje je veličina izlaza. Dizajn vašeg modela može biti što je moguće složeniji, ali će veličine biti ograničene na ono što mašina i alat za rezanje mogu podnijeti. Čak i veće CNC mašine imaju svoja ograničenja.
Ovo je jedan važan faktor koji treba imati na umu jer ne želite da investirate u mašinu koja ne može da radi na željenom materijalu i da vam pruži željeni učinak.
Pitanja kompatibilnosti
Možda ćete imati problema s kompatibilnošću između vaših CNC alata za rezanje metala i vaše trenutne postavke. Ako koristite dva različita CNC modela, možda ćete ih smatrati nekompatibilnima. Ukratko, postoji mnogo faktora koji mogu dovesti do problema nekompatibilnosti.
Zbog toga je važno konsultovati se sa CNC stručnjakom. Ovdje dolazi hmaking. Pomoći ćemo vam da procijenite situaciju i dati vam rješenja o tome šta možete učiniti.
Gdje se primjenjuje CNC rezanje metala?
CNC aplikacije za rezanje metala obuhvataju različite industrije.
Automobilska i transportna industrija
CNC mašine se koriste za proizvodnju automobilskih delova koji moraju biti najvišeg kvaliteta. To je zato što većina automobilskih dijelova mora odgovarati specifičnim zahtjevima i biti čvrsta. Ovi dijelovi uključuju mjenjač i komponente motora, kao što su blokovi motora, kućište kućišta mjenjača i komponente ovjesa.
Proizvođači automobila takođe preferiraju CNC mašine za proizvodnju komponenti jer mogu kreirati delove po meri koji su jedinstveni za određene marke automobila. CNC mašine su takođe važne pri izgradnji električnih motornih vozila jer omogućavaju proizvođačima da proizvode lagane i složene delove.
Isto se ponavlja kada se proizvode komponente i dijelovi za vozove, autobuse, kamione i brodove.
Medicinska i zdravstvena industrija
Medicinska industrija se u velikoj mjeri oslanja na tačnost i preciznost. Potražnja za visokom kvalitetom u medicinskoj industriji je ogromna. Neka od medicinske opreme proizvedene rezanjem metala uključuju implantate, elektronske uređaje, hirurške instrumente, stomatološke uređaje i mnoge druge medicinske instrumente.
Vazdušna i vazduhoplovna industrija
Vazdušna industrija ima izuzetno stroge uslove. Komponente i dijelovi moraju biti najvišeg kvaliteta kako bi izdržali ekstremni pritisak pri velikim brzinama. Osim komponenti motora, CNC sečenje metala koristi se i za izradu komponenti stajnog trapa, kao i čaura i aeroprofila.
Osim toga, profesionalci u zrakoplovnoj industriji koriste CNC strojeve za izradu prototipnih dijelova za testiranje. Ako prototipovi prođu testiranje i ispune propise, CNC mašine će takođe pomoći u masovnoj proizvodnji.
Elektronska industrija
Elektronička industrija se također u velikoj mjeri oslanja na CNC proizvodnju za proizvodnju električnih komponenti, kao što su ploče. Proces se koristi za rezanje i bušenje rupa u pločama, proizvodnju hladnjaka, oblikovanje konektora i stvaranje prototipova.
Zbog svoje sposobnosti rada sa složenim i preciznim rezovima, CNC obrada pomaže u proizvodnji malih i osjetljivih električnih komponenti.
Pomorska industrija
Komponente koje se koriste u pomorskoj industriji moraju biti pouzdane. Trebali bi biti otporni na vremenske prilike i vodu, kao i dovoljno čvrsti da izdrže habanje. CNC proizvodnja metala koristi se za izradu motora i elektronskih komponenti, propelera, izolacijskih kućišta i mnogih drugih.
Energetska industrija
CNC rezanje metala ima široku primjenu u naftnom plinu i energetskom sektoru. Dijelovi koji se koriste u ovim industrijama koriste se u ekstremnim uvjetima i moraju biti dovoljno čvrsti da izdrže habanje. Komponente stvorene uz pomoć CNC mašina uključuju podizne i hidraulične dijelove, sisteme ventila, okvire za solarne panele, prstenove za bušenje, cjevovode, potopne sisteme i turbine.
Povrh toga, CNC izrada metala se koristi za stvaranje offshore struktura
Vojna i odbrambena industrija
CNC proizvodnja se koristi u vojnoj i odbrambenoj industriji za proizvodnju visoko precizne opreme koja može izdržati tešku upotrebu i ekstremna okruženja. To uključuje oklop, komponente borbenih vozila i komunikacijsku opremu. Baš kao i avijacija, odbrambena industrija može koristiti CNC proizvodnju za kreiranje prototipova za testiranje.
Kako rezati metal pomoću CNC alata za obradu
Evo kako možete osigurati da dobijete vrhunski proizvod kada radite s metalnim obradacima:
Koristite snažan CNC alat za obradu
Prvi korak za postizanje čistog reza pri radu s metalom počinje nabavkom prave mašine. Mašine za početnike su najprikladnije za rezanje i bušenje mekših obradaka, kao što je drvo.
Ako namjeravate raditi na metalu, trebate odabrati kruti CNC mlin. Bilo da kupujete ili pravite „uradi sam“, morate se pobrinuti da je šasija čvrsta jer sadrži druge komponente i omogućava snažno sečenje bez lomljenja ili savijanja.
Čvrsto pričvrstite radni komad
Alat za rezanje je moćan i vrši veliki pritisak. Lagani pokret na radnom komadu može promijeniti cijeli rezultat. Kao takav, važno je čvrsto stegnuti radni predmet kako bi se izbjeglo pomicanje reznog alata. Neki uobičajeni pristupi stezanju obratka uključuju korištenje L-stezaljki, T-stezaljki, Cam stezaljki i dvostrane trake.
Obujmice su pogodnije za metal i dvostranu traku za lagane izratke. Za stezanje metala možete koristiti i snažan vakuumski ležaj, ovisno o veličini i težini radnog komada.
Imajte na umu da većina CNC mašina ne dolazi sa vakuumskim stolovima. Možda ćete ga morati kupiti kao dodatnu opremu.
Odaberite odgovarajući alat za rezanje
Alat za rezanje koji se koristi za proizvodnju metala je važan jer određuje brzinu rezanja i završnu obradu reza. Takođe utiče na druge CNC parametre proizvodnje, kao što su brzina, opterećenje strugotine, pomaci i dubina rezanja.
Alat za rezanje mora biti dovoljno jak da se ne slomi prilikom rezanja metala. Također, zapamtite da broj žljebova također utiče na proces rezanja. Manje žljebova bolje čisti strugotine. Alat s manje žljebova idealan je za metale.
Koristite Adaptive Toolpath
Zbog velike brzine i pritiska uključenih u CNC rezanje metala, radni komad i alat za obradu mogu se oštetiti velikim udarom. Zbog toga morate koristiti prilagodljivu putanju alata.
Toolpath je skup instrukcija koje definiraju kretanje reznog alata CNC mašine. Prilagodljiva ili dinamička putanja alata automatski prilagođava parametre rezanja ili bušenja na osnovu zahvata alata i geometrije radnog komada.
Prilagodljiva putanja alata smanjuje habanje alata uz održavanje točnosti i kvalitete. Ovo produžava vijek trajanja alata i održava završnu obradu površine.
Nanesite CNC Cutting Fluid
CNC proizvodnja metala uključuje trenje koje proizvodi prekomjernu toplinu. Da biste izbjegli oštećenje reznog alata i metala, koristite CNC tekućinu za rezanje. Djeluje kao rashladno sredstvo i mazivo za regulaciju temperature i poboljšanje kvalitete rezanja.
Na šta treba obratiti pažnju kada kupujete CNC mašinu za rezanje metala?
Evo nekoliko faktora koje treba uzeti u obzir prije kupovine CNC mašine za rezanje metala.
Trošak mašine
Ovo je možda najvažniji faktor jer vaš budžet određuje vaše opcije. Važno je znati da su CNC mašine za rezanje metala skuplje od mašina za drvo ili plastiku. To je zato što im je potrebno više snage i snage za rezanje metala. Takođe, više radnog prostora znači i višu cenu.
Iz tog razloga, važno je da prije kupovine CNC alata za rezanje metala odredite svoje potrebe. Ako ustanovite da ćete alat koristiti samo povremeno, možda bi bilo logičnije da prepustite proizvodnju metala profesionalnoj CNC službi, umjesto da kupujete skupu mašinu.
Snaga šasije
Šasije CNC mašina su izrađene od različitih materijala. Šasije napravljene od metala obično su čvršće od onih napravljenih od drveta. Također, početne mašine s aluminijskom šasijom mogu biti jake, ali će se savijati kada rade na tvrdim metalima, kao što je čelik.
Zbog toga je važno da odredite svoje potrebe prije kupovine ove mašine. Generalno, CNC mašina sa čeličnom šasijom nudi veću krutost.
Osim toga, također možete povećati sposobnost stroja za rezanje metala korištenjem termički obrađenih radnih komada, kao što je žareni čelik.
Snaga rutera
Ruteri imaju brojne karakteristike. Ono što treba uzeti u obzir su snaga i broj okretaja u minuti (RPM). Vretena sa visokim brojem obrtaja imaju brzo vreme rezanja. To ih čini pogodnim za obradu mekih materijala kao što su drvo i plastika.
S druge strane, alatima za rezanje metala potreban je veći obrtni moment od broja obrtaja u minuti. Kao takav, ako tražite alat za mašinsku obradu za rezanje metala, izaberite onaj sa većom snagom od broja obrtaja u minuti.
Korištenje alata s većim brojem okretaja za izradu metala može dovesti do pregrijavanja i nakupljanja rubova. Ovi problemi mogu značajno smanjiti vijek trajanja alata.
Radno područje mašina
CNC mašina čija je radna površina mala može imati smisla posebno ako nemate velike poslovne potrebe. Međutim, važno je imati na umu budućnost. Kupovina uređaja sa velikim radnim prostorom pomoći će vam da se neprimetno proširite bez kupovine veće mašine.
zaključak
CNC rezanje metala prešlo je dug put od dana tradicionalne proizvodnje koja je uključivala ručno udaranje metalnog obradaka pomoću oštrih alata. Ovaj proces je bio zamoran, oduzimao je mnogo vremena i nije garantovao visok kvalitet krajnjeg proizvoda. Ali CNC mašine su automatizovale proces.
CNC alati za obradu su brzi, precizni i precizni. Oni osiguravaju da je gotov proizvod visokog kvaliteta i smanjuju poslovne troškove jer su im za rad potrebna samo dva tehničara. Osim toga, oni također podržavaju ponovljivost što je važno kada se proizvodi od metala u rasutom stanju.
Pogledali smo faktore koje treba uzeti u obzir prilikom kupovine CNC mašine za rezanje metala. Međutim, važno je raditi sa stručnjacima kako biste bili sigurni da ćete to učiniti kako treba. Razgovarajte sa Hmakingom danas.