Nauwkeurige metaalbewerking:wat u moet weten

Voor prototypes en eindgebruiksonderdelen is nauwkeurigheid een enorm belangrijk aspect van metaalbewerking. Nauwkeurigheid betekent dat u een onderdeel krijgt dat er precies zo uitziet en aanvoelt als het onderdeel dat u heeft ontworpen, zonder fouten die de mechanische functie kunnen beïnvloeden.

Dankzij de opkomst van numerieke computerbesturing of CNC machines, is het subtractieve fabricageproces van metaalbewerking nu nauwkeuriger dan ooit, waardoor het geschikt is voor tolerantiekritische industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart. Machinisten kunnen computers gebruiken om het traject van het snijgereedschap tot aan de micrometer te programmeren, waardoor onnauwkeurigheden veroorzaakt door menselijke fouten vrijwel worden geëlimineerd. Zolang de CNC-machine correct is ingesteld, moet deze metalen onderdelen met een hoge mate van nauwkeurigheid snijden.

Maar er zijn veel fundamentele factoren die bijdragen aan de nauwkeurigheid van metaalbewerking. Machinekwaliteit, materiaalkeuze en zelfs kamertemperatuur in de machinewerkplaats kunnen een rol spelen, en sommige klanten kunnen heel andere nauwkeurigheidseisen hebben dan andere.

Dit artikel bespreekt de ins en outs van nauwkeurige metaalbewerking en legt concepten als nauwkeurigheid, precisie en tolerantie uit.

Nauwkeurige metalen bewerkingsonderdelen 

Nauwkeurige metalen bewerkingsonderdelen

Wat is bewerkingsnauwkeurigheid?

Hoewel nauwkeurigheid en precisie synoniem lijken, hebben ze verschillende betekenissen als het gaat om bewerkingen. Het is daarom belangrijk om te weten wat we bedoelen met de verschillende termen.

In de context van metaalbewerkingsprocessen, nauwkeurigheid is de mate waarin een machine kan voldoen aan de afmetingen die in het ontwerp zijn gespecificeerd.

Als een draaibank of freesmachine een exacte locatie kan snijden die in het ontwerp is gespecificeerd, dan heeft deze een hoge mate van nauwkeurigheid.

Als het af en toe het doel mist, maar gemiddeld de juiste locatie raakt, dan kunnen we zeggen dat het nog steeds een hoge mate van nauwkeurigheid heeft en in staat is om nauwkeurig de gewenste vorm uit het werkstuk te vormen.

Belangrijk is echter dat een goede CNC-machine meer kan dan alleen gemiddeld scoren... 

Wat is herhaalbaarheid van bewerkingen of bewerkingsprecisie?

Bewerking precisie verwijst naar de gelijkenis van metingen na meerdere pogingen, of tussen meerdere kopieën van een onderdeel.

Met andere woorden, als een machine precies dezelfde plek raakt over 100 exemplaren van een onderdeel, dan heeft deze een hoge mate van precisie.

Dit is iets anders dan nauwkeurigheid, omdat het bij precisie niet specifiek gaat om de vraag of de "spot" dezelfde plek is die op het ontwerp is aangegeven! Een machine kan heel precies zijn, zelfs als deze consequent 3 mm links van de beoogde markering snijdt.

Het is dan duidelijk dat het belangrijk is om zowel de nauwkeurigheid en precisie.

Nauwkeurigheid betekent dat je de coördinaten raakt die in het ontwerp zijn gespecificeerd, en precisie betekent dat je ze consistent over meerdere eenheden raakt.

Wat is bewerkingstolerantie?

Bij machinale bewerking verwijst tolerantie naar de afwijking van een waarde tussen sneden. Het is daarom gerelateerd aan precisie, maar het is een door de klant gespecificeerde waarde in plaats van een attribuut van de machine zelf.

Als een klant vereist dat één kenmerk van een onderdeel zeer consistent is tussen eenheden, zal hij nauwe toleranties voor dat kenmerk specificeren, waardoor minimale afwijking mogelijk is. In de praktijk betekent dit dat de machine langzamer en voorzichtiger moet worden bediend.

Als er een lossere tolerantie wordt gespecificeerd, bijvoorbeeld op een niet-mechanisch kenmerk, dan kan de bewerking sneller worden uitgevoerd.

Hoewel tolerantie door de klant wordt bepaald, specificeren machines vaak hun standaardtolerantie en minimaal mogelijke tolerantie.

Wat draagt ​​bij aan de nauwkeurigheid van een CNC-machine?

De nauwkeurigheid van een CNC-machine is afhankelijk van verschillende factoren, waarvan sommige worden bepaald door de fabrikant van de CNC-machine en sommige kunnen worden gecontroleerd door de machinist.

Om een ​​nauwkeurige metaalbewerking te bereiken, moeten de volgende factoren in overweging worden genomen: 

Machine kwaliteit :Of het nu gaat om een ​​freesmachine, een draaimachine, of een alternatieve oplossing (elektrische ontladingsbewerking (EDM), plasmasnijden, lasersnijden, waterstraal, etc.) een goed gebouwde machine met hoogwaardige componenten zal produceren doorgaans nauwkeuriger onderdelen dan een machine van lage kwaliteit.

Machine voorwaarde :Alle soorten machines bevatten talloze componenten, dus goed onderhoud is essentieel om ze nauwkeurig te houden.

Conditie van gereedschap :Botte en versleten snijgereedschappen die tekenen van flankslijtage, kraterslijtage, enz. vertonen, zullen de nauwkeurigheid van een CNC-machine verminderen, dus het is essentieel om ze in goede staat te houden. Saai gereedschap zal ook de snijtemperatuur verhogen, wat een andere factor is die de nauwkeurigheid vermindert. Snijgereedschappen moeten worden vervangen als ze versleten zijn, hoewel slijpmachines kunnen worden gebruikt om ze langer scherp te houden. Sommige grondstoffen, vooral composieten, kunnen meer gereedschapsslijtage veroorzaken dan andere.

Onderhoudswerk :Correct spannen en opspannen zijn essentieel voor nauwkeurig bewerken, omdat het trillingen en beweging van het werkstuk vermindert.

Inspectie op de machine :

Feedbacktools zoals sondes op de machine kunnen de machinist vertellen of de machine tijdens het werk nauwkeurig snijdt. Deze tools kunnen ook worden gebruikt om eventuele afwijkingen in realtime te corrigeren, waardoor de nauwkeurigheid wordt vergroot. Meer informatie over inspectie op de machine.

Inspectie op de machine tijdens het proces van machinaal bewerkte onderdelen

Temperatuur en vochtigheid :De werkomgeving kan de nauwkeurigheid van de bewerking beïnvloeden. Hoewel machines in staat zijn om onderdelen te snijden in warme omstandigheden, is het essentieel om de thermische consistentie te behouden om afwijkingen te voorkomen.

Kalibratie :Werktuigmachines moeten regelmatig worden gekalibreerd om de nauwkeurigheid te behouden.

Wat zijn de beste metalen voor nauwkeurige metaalbewerking?

Nauwkeurige metaalbewerking wordt het best bereikt met materialen die geschikt zijn voor CNC-bewerking.

Want hoewel het mogelijk is om zelfs de zwaarste metalen en legeringen nauwkeurig te bewerken, kunnen sommige moeilijk te bewerken materialen de nauwkeurigheid van de bewerking negatief beïnvloeden.

De bewerkbaarheid van een metaal verwijst naar hoe gemakkelijk een snijgereedschap er doorheen kan snijden. Zeer bewerkbare metalen kunnen snel worden gesneden met een laag vermogen, waardoor een hoogwaardige oppervlakteafwerking ontstaat zonder noemenswaardige slijtage van het snijgereedschap.

Enkele zeer bewerkbare metalen zijn: 

• Aluminium 6061 
• Aluminium 7075 
• Aluminium 2024 
• Roestvrij staal 303 
• Roestvrij staal 304
• Messing C35300 

In theorie zou een goede CNC-machine nog steeds in staat moeten zijn om moeilijk te bewerken metaal te snijden, hoewel dit meer tijd en stroomverbruik vereist.

Maar deze moeilijk te bewerken metalen kunnen een indirect negatief effect hebben op de nauwkeurigheid.

Niet-bewerkbare metalen kunnen de slijtage van het gereedschap drastisch verhogen, en botte gereedschappen kunnen zowel de nauwkeurigheid als de precisie van de machine verminderen.

Bovendien willen de meeste klanten een goede balans vinden tussen snelheid en nauwkeurigheid. Als nauwkeurige metaalbewerking extreem lage snijsnelheden vereist omdat het metaal moeilijk te bewerken is, is het project misschien niet de moeite waard.

Wanneer heeft u nauwkeurige metaalbewerking nodig?

Nauwkeurige metaalbewerking is om vele redenen belangrijk, van het garanderen van klanttevredenheid tot het waarborgen van de mechanische functionaliteit van een onderdeel.

Projecten die een hoge nauwkeurigheid vereisen, kunnen zijn: 

• Metalen prototypes voor pitches van investeerders, waar zichtbare onnauwkeurigheden een negatieve indruk kunnen wekken bij professionals op hoog niveau.
• Mechanische onderdelen die samenwerken met andere onderdelen. De juiste functionaliteit kan worden gecontroleerd door een geschikte tolerantie op te geven, maar een goede nauwkeurigheid is nog steeds vereist om compatibiliteit tussen onderdelen te garanderen.
• Onderdelen gemaakt van een schaars of duur metaal, waarbij overmatig schroot de economische haalbaarheid van het project zou schaden. (Het minimaliseren van afval is natuurlijk altijd voordelig.) 
• Vacatures voor potentiële partners voor de lange termijn. Wanneer u met een nieuwe klant werkt, vergroot u uw kans op een langdurige samenwerking door hen vanaf het begin van nauwkeurig bewerkte onderdelen te voorzien. In sommige gevallen accepteren klanten alleen bestellingen als een nauwkeurigheidsniveau kan worden gegarandeerd.

Met jarenlange ervaring in de branche is 3ERP specialist in het nauwkeurig bewerken van metaal. Kom meer te weten over onze diensten voor precisiebewerking, neem contact op voor een vrijblijvende offerte.