CNC-bewerking: Types, materialen & belangrijkste voordelen – Een uitgebreide gids

Computernumerieke controle (CNC) bewerking is een hoge precisie methode voor het fabriceren van aangepaste onderdelen afgeleid van een verscheidenheid aan verschillende materialen en binnen zeer strakke toleranties. Er zijn veel voordelen die voortkomen uit het implementeren van een CNC-bewerkingsproductieoplossing.

CNC-bewerking begrijpen

CNC-bewerking wordt beschouwd als een subtractieve productietechnologie, wat betekent dat het eindproduct gevormd wordt door selectief overtollig materiaal van het werkstuk te verwijderen. Elke end-to-end CNC-bewerkingsoperatie volgt een vergelijkbare vierstaps productieproces.

Deze vier productiefases zijn:

• Onderdeelontwerp

Onderdelen geproduceerd via CNC-bewerking beginnen doorgaans als initiële ontwerpen uit Computer Aided Design (CAD) software. In de ontwerpfase geven ingenieurs zorgvuldige aandacht aan alle aspecten van het gewenste eindproduct, zoals parameters voor optimale prestaties, bedrijfsomstandigheden voor het eindonderdeel, en acceptabele tolerantievariatieniveaus.

• Ontwerpconversie

Na voltooiing van de initiële ontwerpfase, moet het CAD-model geconverteerd worden naar een functioneel CNC-programma met behulp van Computer Aided Manufacturing (CAM) software. CAM-software kan de geometrische vereisten uit het oorspronkelijke bestand van het CAD-model extraheren en vertalen naar een CNC-compatibele programmeertaal - zoals G-code of M-code - die de mechanische operaties van de machine dicteert.

• CNC-machinevoorbereiding

Vervolgens moet de CNC-machineoperator zowel de machine als het doelwitmateriaal instellen volgens de specificaties die vereist zijn door het CNC-programma. De operator zal ervoor zorgen dat de juiste snij- of boorgereedschappen correct geïnstalleerd zijn en gematched zijn met de juiste bits of frezen. De operator moet ook het werkstuk instellen, typisch ofwel in een stationaire klem of direct bevestigd aan de CNC-machine.

• Geprogrammeerde operaties uitvoeren

Ten slotte voert de CNC-machineoperator de gewenste mechanische processen uit. Tijdens de operatie controleert het CNC-programma precies de bewegingen van de machine-tooling.

Types CNC-machines

De meest voorkomende types CNC-machines zijn die die snijgereedschappen gebruiken om overtollig materiaal van het werkstuk te verwijderen. Terwijl er CNC-machines zijn die waterstraalsnijden en elektrische ontladingsmachining (EDM) operaties aanwenden, zal deze gids zich richten op de vijf meest voorkomende categorieën in de volgende lijst, verdeeld in twee basisklassificaties: 3-as en multi-as machines.

3-as CNC-machines

3-as machines laten snijgereedschappen bewegen langs rechte driedimensionale vectoren (omhoog en omlaag, links en rechts, vooruit en achteruit). Er zijn twee types 3-as CNC-machines:

• CNC-freesmachines

Bij CNC-freesoperaties blijft het werkstuk stationair en komt een hoge-snelheid rotterend snijgereedschap naar beneden op het werkstuk om overtollig materiaal te verwijderen. Dit type machine is erg nuttig voor het vormen van basigeometrische vormen.

• CNC-draaimachines (draaibanken)

Bij CNC-draaioperaties blijft het snijgereedschap stationair terwijl het werkstuk met hoge snelheid roteert op een spindel. CNC-draaien biedt de mogelijkheid om cilindrische onderdelen snel en met strakke toleranties te produceren. Bijvoorbeeld, Technox Machine and Manufacturing heeft CNC-draaibanken die onderdelen kunnen produceren met afmetingen tot 152" in diameter en 240" in lengte, terwijl nog steeds strakke ± 0,001" toleranties gehandhaafd worden. Het grote nadeel van 3-as draaioperaties is dat alleen cilindrische onderdelen efficiënt geproduceerd kunnen worden.

Multi-as CNC-machines

Multi-as CNC-machines zijn vergelijkbaar met 3-as machines, maar met een hogere mate van vrijheid in mechanische bewegingen. Bijvoorbeeld, multi-as machines kunnen rotatie- en diagonaal snijoperaties aanwenden. Er zijn drie hoofdtypes multi-as CNC-machines:

• Geïndexeerde 5-as CNC-freesmachines

Hoewel dit type freesmachine alleen langs 3 lineaire assen kan snijden tijdens de operatie, heeft de operator in tussen operaties de mogelijkheid om het bed en tool-head te roteren voor de volgende snede, wat toelaat voor verhoogde vormgevingsmogelijkheden.

• Continue 5-as CNC-freesmachines

Dit machinetype staat continue beweging langs de drie lineaire assen en twee rotatieassen tijdens de operatie toe. Dit geeft de operator de mogelijkheid om hoogst complexe vormen te creëren uit het doelwerkstuk.

• Mill-turn CNC-centra

Mill-turn centra combineren de functionaliteiten van CNC-draaibanken en CNC-freesmachines. Het werkstuk kan met hoge snelheden op een spindel roteeren of precies gepositioneerd worden voor freesoperaties.

CNC-gemachineerde onderdelen ontwerpen – CAD-modelontwerp

Een 2D-vector of 3D-solide onderdeel CAD-ontwerp is het conceptpunt voor een CNC-gemachineerd onderdeel. Naast ontwerpvereisten direct gerelateerd aan de eindtoepassing van het product, moeten ingenieurs ook rekening houden met de mogelijkheden en beperkingen van de CNC-machine die voor de daadwerkelijke snijoperaties gebruikt zal worden.

De ingenieur moet het oorspronkelijke bestand van het CAD-model converteren naar een CNC-compatibel formaat, zoals de open-source STEP of IGES formaat, of een meer beperkt formaat als IPT of SAT. Het wordt ook beschouwd als een best practice voor een ingenieur om een technische tekening te maken die samen met de digitale CAD-instructies wordt verstuurd. Deze tekeningen worden gebruikt om ontwerptoleranties en geometrieën te verifiëren; de machinist te helpen de salient kenmerken van het onderdeel te identificeren; en dienen als een tastbare bron van verificatie voor het geval vragen rijzen.

Voordelen van CNC-bewerking

CNC-bewerking biedt diverse competitieve voordelen, inclusief:

• Snelle order levertijden
• Hoge precisie
• Hoogst aanpasbaar
• Creëert producten met uitzonderlijke fysieke eigenschappen en prestatiedrempels

Gebruikte materialen

Passende materiaalselectie is kritiek voor CNC-bewerkingsoperaties. Deze keuze is grotendeels afhankelijk van het verwachte gebruik voor het eindproduct. U zult een reeks materiaaleigenschappen moeten onderzoeken om te bepalen welke het beste is voor uw ontwerp, zoals:

• Treksterkte
• Hardheid
• Bedieningsgemak
• Chemische bestendigheid
• Corrosiebestendigheid
• Thermische eigenschappen

Bij Technox gebruiken we een breed spectrum aan materialen voor onze bewerkingsoperaties, inclusief:

• Staal
• Roestvrij staal
• Aluminium
• Messing
• Koper
• Brons
• Nikkel
• Gietijzer
• Inconel®
• Hastelloy®
• Kunststoffen

CNC-bewerking toepassingen

CNC-gemachineerde onderdelen worden ingezet in een enorme reeks toepassingen over industrieën heen. Bij Technox bedienen we een breed scala aan sectoren, inclusief:

• Staal
• Voedsel en drank
• Kunststoffen
• Papier
• Textiel
• Recycling
• Olie en gas
• Vloeistofstroom
• Bouw

CNC-gemachineerde onderdelen bij Technox

Bij Technox Machine and Manufacturing bieden we veelzijdige, aangepaste oplossingen aan onze klanten en leveren we alleen de hoogste kwaliteit werk. Onze bewerkingsmogelijkheden omvatten:

• Boren
• Freesen
• Boren
• Gewinden snijden
• Draadvormen
• Uitbooren
• Inzinken
• Kruisnaren

Als u meer informatie wilt over de voordelen van een partnerschap met Technox, neem contact met ons op of vraag een offerte aan.