Een raceauto in een wereld van tractoraanhangers

Waarom machines bouwen voor snelheid en efficiëntie betekent dat we dingen anders moeten doen.

Ik heb het honderden keren gehoord. Op beurzen, tijdens demonstraties, op online fora, op sociale media... Meestal gaat het als volgt:

Persoon vraagt:"Hoeveel weegt deze machine?"

Ik antwoord:"Deze DATRON weegt (____) duizend pond"

Persoon antwoordt:“Dat is het?! Mijn (CNC Brand Here) weegt twee keer zoveel!” Of iets in die zin.

Eerlijk gezegd is het geen oneerlijke vraag om te stellen. Een van de belangrijkste principes van een nauwkeurige CNC-machine is dat er veel massa in de assemblage zit. De redenering hierachter is vrij eenvoudig:hoe zwaarder de machine, hoe stabieler hij is. Bovendien dient de extra massa om eventuele trillingen die bij het frezen ontstaan, op te vangen. Daarom is het niet ongewoon om grote CNC-machines te zien met gietijzeren frames, met een zo groot gewicht dat het nodig is om een ​​speciale fundering te gieten om het gewicht te ondersteunen.

Er wordt ook veel aandacht besteed aan het feit dat DATRON-machines machines in portaal-/brugstijl zijn, in tegenstelling tot de typische "C-frame" -stijl die zo vaak wordt gebruikt op Vertical Machining Centers (VMC). Dit trekt vergelijkingen met CNC-routers, die doorgaans lichtgewicht en enigszins dunne machines zijn die zijn gebouwd voor het bewerken van basishout en zacht materiaal. Dus hoe kan een machine die op een router lijkt, de concurrentie aan? Het antwoord is simpel:een DATRON is ontworpen met een doel.

Verward? Staat u mij toe het uit te leggen. Uw typische VMC is ontworpen om een ​​beetje van alles te doen, van het snijden van kleine plastic onderdelen tot het frezen van legeringen voor de ruimtevaart zoals Inconel, tot het bewerken van grote mallen gemaakt van gereedschapsstaal. Hoewel dit geweldig is in termen van brede mogelijkheden, is het niet erg efficiënt. Een werktuigmachine die alles kan snijden, klein of groot, zacht of hard, zal meestal nergens de beste in zijn. Dat is waar DATRON anders is:wij ontwerpen machines die bedoeld zijn om DATRON Onderdelen te maken (voor voorbeelden van goede DATRON onderdelen, bekijk onze CNC Frezen Toepassingen pagina).

Het gaat om het hebben van de juiste tools voor de klus. Ik maak altijd graag analogieën om dit punt duidelijk te maken:als je een hersenchirurg bent, heb je een scalpel nodig, geen machete. Een timmerman heeft een klauwhamer nodig, geen voorhamer. Als je een coureur bent, heb je een Porsche nodig, geen Peterbilt. Die laatste is persoonlijk mijn favoriet. Een semi-vrachtwagen is fantastisch in het vervoeren van zware lasten, maar ellendig in haarspeldbochten. Als je de juiste onderdelen hebt, is het gebruik van een normale VMC in plaats van een DATRON als het besturen van een trekker met oplegger op een racebaan:je kunt de race uitrijden, maar je neemt het goud niet mee naar huis.

Laten we eens kijken wat de DATRON tot een raceauto in de CNC-wereld maakt.

Het is zo zwaar als het moet zijn

Eerst en vooral is het de moeite waard om te vermelden dat een DATRON geen lichtgewicht machine is, het is gewoon niet zo zwaar als een vergelijkbare machine van uw typische VMC-fabrikant. Ondanks zijn kleine formaat weegt een neo bijvoorbeeld meer dan 1.500 lbs. Een M8Cube weegt ongeveer 3.000 lbs, een MLCube is bijna 3 ton en een MXCube weegt net zoveel als beide gecombineerd. Weinigen kunnen beweren dat een machine van 4 ton "lichtgewicht" is. Het grootste deel van het gewicht van de machine zit in het primaire gietstuk. Bij de Cube serie is dat de machinetafel, bij de neo het portaal. Ondersteuning van een zeer sterk, stijf stalen frame.

Op Cubes is het portaal kritisch ontworpen om zo licht mogelijk te zijn, met behoud van een hoge torsiestijfheid en stijfheid. Deze nadruk op het zo zwaar houden van componenten als nodig loont als het gaat om de machine.

Weinigen verwoorden het beter dan Tim Paul, Product Manager voor Fusion 360 CAM bij Autodesk (@oneeartim op Instagram),

Dankzij het gewicht en de stijfheid van de componenten heeft een DATRON uitstekende acceleratiemogelijkheden die de concurrentie vaak overtreffen. Hoewel het niet onmogelijk is voor een grote, zware VMC om vergelijkbare snelheden te bereiken, vereist het vervolgens veel grotere motoren, frequenter onderhoud en veel grotere hoeveelheden elektrische energie. Uiteindelijk is een DATRON ontworpen rond het soort onderdelen dat hij het beste freest, en hoeft hij dus niet zo uitgebreid te worden gebouwd.

Het is gemaakt van de juiste materialen

Een andere belangrijke ontwerpbeslissing die helpt om onze machines zo stijf mogelijk te maken, is het gebruik van polymeerbeton voor het gieten van tafel/portaal. In de VMC-industrie is het gebruik van gietijzer voor het framemateriaal gebruikelijk. Logisch, want gietijzer is zwaar en relatief thermisch stabiel. Gietijzer heeft echter een klein nadeel als het gaat om trillingsdemping. Trillingsdemping is in wezen het vermogen van het materiaal om trillingsenergie te absorberen in plaats van de trilling door de structuur over te dragen. Polymeerbeton (ook wel epoxygraniet genoemd) is veel beter in het absorberen van trillingen dan gietijzer of andere veel voorkomende basismaterialen.

Een goede analogie hiervoor is om te denken aan een bekken op een drumstel. De reden dat het is gemaakt van bronslegeringen is vanwege hun slechte vermogen om trillingen te absorberen - ze resoneren dus wanneer je ze raakt. Op een drumstel is dat geweldig, maar op een CNC-machine is het verschrikkelijk. Overmatige trillingen kunnen leiden tot een slechte oppervlakteafwerking, onnauwkeurigheid van het onderdeel en een kortere levensduur van machinecomponenten. Om dit probleem op een traditionele VMC met een gietijzeren frame op te lossen, moet u erop vertrouwen dat er meer massa wordt toegevoegd om de trillingen tegen te gaan. Met DATRON is de kernstructuur echter versterkt met polymeerbeton, wat een aanzienlijk gewicht toevoegt en tegelijkertijd superieure trillingsdempende eigenschappen heeft.

Hoge snelheid bewerkingsstrategieën gebruiken

Een van de belangrijke redenen waarom een ​​DATRON op deze manier gebouwd kan worden, is de manier waarop je hem gebruikt. Op een traditionele machine zijn spindels met een laag toerental en een hoog koppel gebruikelijk, en de enorme snijkrachten die worden gecreëerd, vereisen een forse machine om de trillingen en spanningen aan te kunnen. DATRON is vanaf het begin inherent anders - aangezien de machines zijn gericht op specifieke onderdelen en materialen, kan de spindelkeuze veel geschikter worden aangepast, en dat verandert alles.

De langzaamste DATRON-spil heeft een maximale snelheid van 30.000 RPM, terwijl andere tot 60.000 RPM gaan. De redenering hierachter is duidelijk:een focus op kleine snijgereedschappen. Omdat gereedschappen nooit groter zijn dan 1 inch in diameter, is de noodzaak van een lage snelheid en een hoog koppel gewoon niet nodig. Hoe kleiner een snijgereedschap wordt, hoe sneller u het moet draaien om efficiënt te zijn. Dit is een andere plaats waar een DATRON aanzienlijke vooruitgang zal boeken ten opzichte van een traditionele VMC:wanneer gereedschappen minder dan 1/4” zijn, begint de efficiëntie snel af te nemen. Dat is ook de reden waarom DATRON onze eigen lijn snijgereedschappen ontwikkelt - om nog efficiënter en productiever te zijn met een hogesnelheidsspil.

Naast efficiëntie bij het gebruik van kleine gereedschappen, kan een DATRON zijn snelle acceleratie benutten om strategieën voor hogesnelheidsbewerking (HSM) te gebruiken die behoorlijk populair zijn geworden bij moderne CAM-software (bijvoorbeeld – Dynamic Motion van MasterCAM, Adaptive Milling van Autodesk). Deze freesstrategieën doen uitstekend werk bij het verminderen van de snijkrachten die worden gegenereerd door kamerfrezen (vooral in krappe hoeken), wat vooral handig kan zijn voor het behouden van de standtijd van kleine frezen. Alle machines kunnen profiteren van deze strategieën, maar de voordelen zijn nog groter op een machine die speciaal is gebouwd voor bewerking op hoge snelheid.

Dus, om een ​​lang verhaal kort te maken, er zijn veel typische VMC's op de markt, maar een DATRON hoort daar niet bij. Dit is zeer opzettelijk, aangezien we ze vanaf hun oorspronkelijke concept ontwerpen voor een beperkter werkgebied, zodat ze echt kunnen uitblinken in de juiste toepassingen. Zoals ik al zei, het is alsof je een raceauto hebt in een wereld van semi-vrachtwagens. Ben je klaar om te racen?