CNC-koneistuksen edut ja haitat

CNC-koneistus – mitä se on?

CNC-koneistus on automatisoitu valmistusprosessi, joka luo tarkkoja leikkauksia, jyrsintää, sorvausta ja kaiverrusta. Se on paljon nopeampaa, halvempaa ja luotettavampaa kuin manuaalinen koneistus. Tulet pian oppimaan, mitä kaikki tämä voi merkitä sinulle ja tuotantotarpeisiisi.

Koneistus

Ensinnäkin, koneistusprosessin ymmärtämisestä voi olla hyötyä. Kuvittele suunnittelevasi jotakin hakettamalla paloja suuremmasta kappaleesta. Ehkä veistät puutukkia kanoottia varten tai veistät kasvoja marmorista.

Yksinkertaisesti sanottuna koneistus on sitä, että jostakin tehdään haluttu muoto leikkaamalla, höyläämällä tai kaivertamalla sitä. Se on valmistustermi, ja sen yleisesti ajatellaan koskevan vain metallia. Todellisuudessa koneistukseen voidaan käyttää monenlaisia ​​materiaaleja, kuten muovia, puuta tai kiveä.

CNC-koneistus

CNC-koneistuksessa "CNC" tarkoittaa "tietokoneohjattua numeerista ohjausta". Tämä johtuu siitä, että prosessissa käytetään tietokoneohjattuja työkaluja. Toisin kuin manuaalisessa koneistuksessa, tämä tarjoaa monia etuja.

Kun koneistus tehdään manuaalisesti, tuotantovirheitä tapahtuu todennäköisemmin. CNC-koneistuksessa tietokoneistettu työkalu asetetaan vain kerran. Lopputuote voidaan sitten valmistaa murto-osalla nopeudesta. Voit jopa toistaa prosessin samalla nopeudella ja täsmälleen samalla tarkkuudella.

● Korkeampi laatu on CNC-koneistuksen paras tae.

● Voit valmistaa enemmän komponentteja tehokkaammin.

● Inhimillisen virheen riski on minimoitu.

● Manuaaliset säädöt eivät vaikuta lopullisen mallin yhdenmukaisuuteen.

Kuinka CNC-koneistus toimii?

Ymmärrät nyt, että CNC-koneistus on tarkka veistoprosessi valmistuksessa. Tiedät myös, että se muuntaa digitaaliset mallit lopputuotteiksi tai osiksi. Tässä vaiheessa saatat kuitenkin olla kiinnostunut tarkasta vaiheittaisesta prosessista. Miten se toimii?

1. Aloita CAD-ohjelmiston käyttö.

Aloitat CNC-koneistusprosessisi suunnittelemalla digitaalisen 3D malli. Tämän saavuttamiseksi käytä tietokoneella avustettua suunnitteluohjelmistoa (CAD). Fusion 360, SolidWorks ja AutoCAD ovat kaikki alan suosikkeja. CAD-ohjelmistojen avulla voit laatia virtuaalisia piirustuksia, jotka määrittelevät haluamasi esineen kaikki mitat.

"Grand View Research" on luotettava lähde ja auktoriteetti valmistusalalla. 2023 se raportoi CAD-ohjelmistomarkkinoiden kasvavan maailmanlaajuisesti 7.5 % edellisvuodesta. CNC-prosessien laajeneva käyttö on paljon osallisena tässä. Tämä on myös edistänyt kilpailua ja innovaatioita CAD-ohjelmistojen valmistajien keskuudessa.

2. Muunna CAD-ohjelmasi CAM-ohjelmaksi.

Nyt kun olet saanut lopullisen suunnitelmasi valmiiksi CAD-ohjelmistolla, käytettävissäsi on virtuaalinen luonnos kaikkine monimutkaisine mittoineen ja yksityiskohtineen. CAD-suunnitelmasi käsitellään sitten tietokoneella avusteisen valmistuksen (CAM) ohjelmistolla. CAM-ohjelmisto muuntaa CAD-suunnitelmasi G-koodiksi – CNC-koneiden käyttämäksi ohjelmointikieleksi.

G-koodi voi sisältää tarkkoja komentokehotteita aina karan tarkkaan nopeuteen asti koneistusprosessin tietyissä vaiheissa. MIT:n Machine Shop raportoi, että 30% Kokonaistuotantoaikaa voidaan lyhentää hyvin optimoidulla CAM-ohjelmistolla.

CAM-alan johtavia tuotemerkkejä ovat tällä hetkellä HSMWorks ja MasterCAM.

3. Aseta CNC-koneesi ja prosessi

Kun olet onnistuneesti ladannut G-koodisi CNC-kone, koneen tietokone lukee ohjeet. Se voi nyt ohjata terää tai reunatyökalua tarkasti ennalta määrättyä rataa pitkin. Parhaat koneet takaavat jopa 0.001 tuuman tarkkuudella varustetut toleranssit – ohuempia kuin hiukset.

4. Automatisoi tarkkuutta varten.

On uskomatonta, miten tehokkuutta voidaan saavuttaa automaation avulla. NASAn mukaan sen CNC-koneistetut osat saapuvat 99.8 % virheettömämpinä. Tämä johtuu siitä, että kun inhimillisen virheen mahdollisuus poistetaan, manuaalinen koneistus ei voi kilpailla CNC-koneistuksen kanssa.

CNC-koneistus on automatisoitu prosessi. Tämä tarkoittaa, että haluamasi komponentit valmistetaan tarkasti, saapuvat nopeammin ja ne voidaan tehdä uudelleen ja uudelleen. CNC-koneistuksen avulla voit skaalata tuotantoa nopeasti tai hidastaa sitä. Se on auto-, lääketieteen, konepaja- ja ilmailuteollisuuden selkäranka.

Nyt tiedät, miten CNC-koneistus toimii. Tarkastellaan sen tärkeimpiä etuja ja miksi niin monet teollisuudenalat luottavat siihen.

CNC-koneistuksen edut

Tiedät jo tässä vaiheessa, että CNC-prosessit tuottavat tasalaatuisia ja korkealaatuisia osia. Tutustu seuraaviin viiteen faktoihin perustuvaan etuun, joita CNC-koneistuksen käyttämisestä omassa tuotantoprosessissasi saat.

1. Varmistat tarkkuuden

CNC-koneistuksella saavutettava tarkkuus voi olla jopa 0.001 tuumaa. Se on niin luotettava luku, että jopa NASA käyttää CNC-prosesseja. Ilmailujätti valmistaa monia rakettiosiaan ja viimeistelee ne tällä tavalla.

Monet yleisimmistä lääketieteellisistä työkaluista, joita voit kuvitella, on valmistettu CNC-koneistamalla. Ajattele vaikkapa skalpellia tai proteesia tai jopa stetoskooppia. Kaikkia näitä työstetään jonkinlaisella tavalla valmistuksen aikana, ja se tehdään harvoin käsin.

On myös autonvalmistajia, insinöörejä, lentokonevalmistajia ja muita. Nämä ovat suuria ja tärkeitä teollisuudenaloja, jotka ovat riippuvaisia ​​​​johdonmukaisesta tarkkuudesta asioiden tekemisessä. Sinun on vaikea löytää teollisuudenaloja, joilla CNC-koneistusta ei käytetä.

2. Säästät aikaasi

CNC-prosessien käyttöönotto mahdollistaa tuotantonopeuden lisäämisen. 2022Journal of Manufacturing Systems -lehdessä raportoitiin, että CNC-työstö voi puolittaa odotusajat. Koneet voivat toimia kaikkina vuorokauden aikoina pysähtymättä. Tämä tarkoittaa, että osat valmistetaan nopeammin ilman manuaaliseen työhön liittyviä taukoja.

Voit muuttaa viikon tai kuukauden mittaisen tilauksen sellaiseksi, joka kestää vain tunteja tai päiviä. Näin saat tuotteesi markkinoille nopeammin kuin kilpailijasi.

3. Säästät kustannuksia

CNC-koneistus auttaa säästämään tuotantokustannuksissa. Se voi jopa johtaa myynnin kasvuun.

CNC-prosessien avulla voit säästää manuaalisissa työvoimakustannuksissa. Tämän lisäksi voit jakaa käyttöönottokustannukset lukemattomille komponenteille. Tämä johtuu siitä, että CNC-koneistuksella voidaan tuottaa laaja valikoima komponentteja ja lopputuotteita. Vaikka se on mahdollista, on harvinaista, että CNC-koneita tilataan vain yhteen käyttötarkoitukseen.

4. Voit työstää monia materiaaleja

Voisi luulla, että koneistus on vain metallien työstöprosessi. Vaikka onkin totta, että metalleja alumiinista titaaniin voi työstää CNC-koneistuksella, muovia, puuta ja kiveä voidaan työstää.

Eikä sinua todellakaan rajoita tuotettavien tuotteiden määrä. Vielä parempaa on, että materiaalivalintojasi voidaan muuttaa mahdollisimman vähäisin häiriöin valmistusprosessissa.

5. Voit skaalata liiketoimintaasi

Aluksi saatat huomata työskenteleväsi noin 20 osan kanssa. Tilauksen ja toimituksen välillä voi olla pitkiä odotusaikoja. CNC-koneistuksen avulla tuotantosi voi skaalautua eksponentiaalisesti muutamassa kuukaudessa.

Läpimenoajat eivät ainoastaan ​​lyhene, vaan myös suunnittelumuutokset voidaan toteuttaa nopeasti. Tämä voidaan tehdä ilman, että henkilöstöä tarvitsee kouluttaa uusiin malleihin. Päivität vain digitaalisen suunnittelun, ja olet valmis. Kaikki tämä tarkoittaa minimaalisia työvoimakustannuksia ja lisääntynyttä tuotantoa.

CNC-koneistus tarjoaa selkeitä etuja tuotannon kasvattamiseen. Saatat kokeilla uutta prototyyppiä. Saatat olla tarpeeksi itsevarma, että haluat lisätä nykyistä tuotantoasi. Joka tapauksessa liiketoimintasi skaalaaminen CNC-koneistuksen avulla varmistaa tarkkuuden, hallinnan ja kustannussäästöt.

Olet nyt oppinut tarkalleen, miten CNC-työstö tarjoaa tarkkuutta, nopeutta ja kustannussäästöjä. Tiedät myös, että se toimii useiden materiaalien ja mittakaavojen kanssa yrityksessäsi. Nämä edut tekevät CNC:stä välttämättömän nykyaikaisessa valmistuksessa.

Yleisimmät CNC-prosessit

Joskus tarvitset komponentin, mutta et osaa päättää, mitä CNC-prosessia käyttää. Voit huoletta – alla on tahdikas opas viidestä yleisimmästä CNC-työstömenetelmästä.

1. CNC-jyrsintä

Monimutkaisille muodoille on olemassa CNC-jyrsintä. Jyrsintäprosessissa voidaan käyttää pyöriviä leikkureita. Nämä leikkurit voivat liikkua useisiin suuntiin, samalla kun työstettävä kappale pysyy paikallaan.

CNC-jyrsinnän edut

● Jyrsintäprosessilla voit kaivertaa monimutkaisia ​​taskuja.

● Se voi kaivertaa hienosti 3D ääriviivat ja herkimmätkin urat.

● Voit jyrsiä kovimpia materiaaleja, kuten titaania, ja vähemmän kovia kappaleita, kuten muovia.

● Jopa 0.001:n toleranssit voidaan saavuttaa (SME Journal, 2023).

CNC-jyrsintä on valintasi, kun tarvitset monimutkaisesti valmistettuja osia, joissa on hienoimmat yksityiskohdat.

2. CNC-sorvaus

CNC-sorvaus on paras vaihtoehto kaikille pyöreille ja käyrille osille. Tämän prosessin avulla materiaalia voidaan liikuttaa ympäriinsä, samalla kun työstötyökalu pysyy täysin paikallaan.

CNC-sorvaus on tarkoitettu toistensa sisällä liikkuvien kappaleiden valmistukseen. Ajattele esimerkiksi hydrauliikkaosaa tai moottorien akseleita. Tällaisten käyrien tekeminen vaatii liikkuvaa tarkkuutta ja ilmatiiviitä tiivisteitä.

CNC-sorvauksen edut

● Prosessin on todistettu olevan 30% nopeampi kuin käsin sorvaus.

● Se johtaa huomattavasti parempaan viimeistelyyn kaarevien komponenttien pinnoilla

● Prosessi osoittautuu nopeammaksi pyöreiden kappaleiden massatuotannon korkean läpimenon aikana

CNC-sorvaus on prosessi, johon luotat, kun tarvitset pyöriviä komponentteja ja symmetriaa.

3. CNC-poraus

Poraustoiminto on tärkeä. CNC-koneella automatisoituna se mahdollistaa tarkkojen ja ilmatiiviiden reikien tekemisen. Tarkkuus on ihmistyön kiistatonta. Kuvittele, että luot jotain niin yksityiskohtaista kuin piirilevyn tai auton moottorin. Näiden esineiden reiät on porattava erittäin tarkasti ja nopeasti.

CNC-porauksen edut

● CNC-porauksella voidaan tuottaa keskimäärin noin 50 reikää minuutissa. Tämä riippumatta työstettävästä materiaalista.

● Voit työskennellä monimutkaisten mallien parissa.

● Sen avulla voidaan automatisoida poraustoiminto, jonka suorittaminen muuten voisi kestää tuntikausia.

Jos työskentelet sellaisen parissa, jossa on porattava useita tarkkoja reikiä nopeasti peräkkäin, CNC-poraus on ratkaisu sinulle.

4. CNC-hionta

Täydellisen viimeistelyn saavuttamiseksi ihanteellinen CNC-menetelmä on CNC-hionta. Joskus tilaamiesi osien pinnan on oltava peilinsileä. Osa voi vaatia erilaisia ​​tekstuureja eri puolille.

Hiomalaikkoja käytetään koneellisessa hiomaprosessissa. Juuri tämä prosessi mahdollistaa tietyn viimeistelyn koneistetuille pinnoille. Prosessia voidaan käyttää jopa esineiden teroitukseen ja tylppäykseen.

CNC-hionnan edut

● Sitä voidaan käyttää niin suuriin esineisiin kuin lentokoneiden potkurit ja niin pieniin työkaluihin kuin kirurgisiin skalpelleihin.

● Prosessia voidaan käyttää mikroskooppisten epätäydellisyyksien poistamiseen.

● Se sopii täydellisesti alan standardien ylläpitämiseen.

● CNC-hiontaa voidaan käyttää myös liikkuvien osien välisen kitkan vähentämiseen.

Käytät CNC-hiontaa, kun tarvitsemasi kappaleen pinnan on oltava erittäin laadukas.

5. Yhdistetyt CNC-prosessit

Olet ehkä ajatellut eri CNC-prosessien yhdistämistä. Tämä on yleinen käytäntö kaikilla toimialoilla. Komponentti tai työkalu voi vaatia jyrsintää ja porata tai hiomista ja sorvausta. Tästä syystä ei ole epätavallista yhdistää eri menetelmiä CNC-työstöprosessissa.

Tässä on rauhoittava tilasto. Yli 67 % valmistajista yhdistää kaksi tai useampaa CNC-prosessia. Tämä käy ilmi IMIS:n raportista, joka julkaistiin vuonna 2024.

CNC-koneistuksen haitat

CNC-koneistuksen edut ovat sanomattakin selvää, mutta sen haittoja ei voi ummistaa silmiään. Alla STYLECNC selittää yksityiskohtaisesti sen tärkeimmät haitat.

1. Korkeat alkukustannukset

CNC-koneet (kuten CNC-jyrsinkoneet, CNC-sorvit, CNC-jyrsimet, 5-akseliset CNC-koneet) vaativat suuren alkuinvestoinnin.

Asennus- ja työkalukustannukset: Mukautetut kiinnikkeet, leikkaustyökalut ja ohjelmointi voivat lisätä kustannuksia, erityisesti pienten erien tapauksessa.

2. Vaaditaan ammattitaitoista toimintaa

Vaikka CNC vähentää manuaalista työtä, se vaatii silti ammattitaitoisia teknikkoja (operaattoreita ja ohjelmoijia) ohjelmointiin, asennukseen ja huoltoon.

Koulutuskustannukset: Operaattorit tarvitsevat erityiskoulutusta ennen kuin he voivat aloittaa työssään, mikä lisää työvoimakustannuksia.

3. Materiaalijätteet

Subtraktiivinen valmistus: CNC-työstö poistaa materiaalia, mikä johtaa suurempaan hukkaan verrattuna lisäainevalmistukseen (kuten 3D tulostus).

Kalliiden materiaalien korkeammat kustannukset: Titaanin tai Inconelin kaltaisten materiaalien hukka voi olla kallista.

4. Erityiset suunnittelurajoitukset

Vaikka CNC-koneella voidaan tuottaa monimutkaisia ​​osia, joitakin erikoisrakenteita (kuten sisäisiä ristikoita, viisteitä) on vaikea saavuttaa, ellei käytössä ole moniakselista CNC-konetta.

Monimutkaiset muodot ovat kalliimpia: 5-akselinen CNC-työstö voi vähentää rajoituksia, mutta se myös lisää investointikustannuksia.

5. Suurten osien koneistuksen rajoitukset

CNC-työstöpöydän rajallinen koko estää heitä osallistumasta tiettyihin suuriin projekteihin, jotka vaativat vaihtoehtoisia työstömenetelmiä.

6. Huolto ja seisokit

CNC-työstökoneet vaativat säännöllistä huoltoa, mukaan lukien voitelu, kalibrointi ja osien (esim. karat, kuularuuvit) vaihto.

Seisokkien aiheuttamat viat voivat aiheuttaa tuotantolinjan toiminnan keskeytymisen tai pysähtymisen.

7. Hidas massatuotanto

Hyvin suurten erien (esim. miljoonien osien) kohdalla menetelmät, kuten ruiskuvalu, leimaus tai painevalu, ovat kustannustehokkaampia.

8. Pinnan viimeistelyn rajoitukset

Erittäin sileän pinnan saavuttaminen vaatii tyypillisesti lisätoimenpiteitä, kuten kiillotusta ja hiontaa.

Yhteenveto

CNC-koneistuksen edut tekevät siitä välttämättömän nykyaikaisessa teollisessa valmistuksessa, mutta sen korkeat alkukustannukset lannistuvat pienyritysten omistajista, ja CNC-ohjelmointi vaatii kokemusta, mikä tekee aloittelijoista epävarmoja. Lyhyesti sanottuna CNC-koneistuksella on hyvät ja huonot puolensa. Olipa kyseessä aloittelija tai ammattilainen, jokainen pelaa vahvuuksiensa parissa ja välttää heikkouksiaan saadakseen tarvitsemansa.

Loppuarviointi CNC-koneistuksesta

Olet onnistuneesti tutkinut CNC-koneistuksen täyden potentiaalin. Tarkkuudesta ja nopeudesta viiteen keskeiseen prosessiin, olet kaiken hallinnassa. Ymmärrät myös, miksi se on modernin valmistuksen selkäranka.

Kaiken tämän huomioon ottaen voi olla hienoa, että luotettava CNC-koneistuskumppani on tukenasi.

Hyödynnä CNC-koneistusta yrityksesi hyväksi

Olet täysin varustautunut näkemään, miten CNC-koneistus tarjoaa tarkkuutta, nopeutta ja skaalautuvuutta. Sinun tarvitsee vain toimia. CNC-koneistus antaa sinulle kilpailuedun, ja… STYLECNC, olemme erikoistuneet CNC-koneistuspalveluihin, jotka vastaavat juuri sinun tarpeitasi.

Jos haluat todella ymmärtää CNC-koneistusta, olet löytänyt kumppanisi ja oppaasi. Ota rohkeasti yhteyttä.