CNC-bewerking uitgelegd: Het precisieproces achter moderne productie

Kijk eens om u heen, identificerend en noemend alle producten in uw omgeving, waaronder telefoons, tablets, laptops, polshorloges, voertuigen, en bureaus. De meeste, zo niet alle van deze items, zijn eindproducten van CNC-bewerking.

CNC-bewerking is een productieproces dat computergeinstructeerde instructies (of een computerprogramma) gebruikt om de onderdelen die u nodig heeft accurate en nauwkeurig te maken.

De gecomputeriseerde aard — gecombineerd met de hoge nauwkeurigheid, precisie, en een breed scala aan materiaalcompatibiliteit — van CNC-bewerking maakt het een van de meest gevraagde productieprocessen vandaag. Bijvoorbeeld, tech-gigant Apple moest conventionele bewerking opgeven en vertrouwen op CNC-bewerking om de unibody-buitenschil van de MacBook te fabriceren.

Wilt u leren over hoe CNC-machines werken, het CNC-bewerkingsproces, en de verschillende typen CNC-machines beschikbaar vandaag? U bent op de juiste plek!

Wat is CNC, en hoe werken CNC-machines?

CNC staat voor Computer Numerieke Controle; dit is simpelweg een methode voor het automatiseren van de controle van machinegereedschappen.

Computer-numerieke controle machines vertrouwen op computerinstructies en een CAM (computer-ondersteunde fabricage) programma om de beweging van machinegereedschappen te controleren, automatiseren en monitoren om het gewenste onderdeel te creëren.

Bekijk het zo. Een CNC-machine neemt een voorraadstuk materiaal (bijvoorbeeld, een aluminiumblok) en transformeert het in een eindproduct door gecontroleerde materiaalverwijderingsprocessen.

Laten we het CNC-bewerkingsproces nog verder uiteenzetten.

Het CNC-bewerkingsproces uitgelegd

We kunnen het CNC-bewerkingsproces opsplitsen in vijf afzonderlijke stappen:

#1 Maak uw 2D en 3D-ontwerpen

De eerste stap van het CNC-bewerkingsproces is het maken van de 2D en 3D-tekeningen van uw onderdeel met behulp van computer-ondersteund ontwerp (CAD) of computer-ondersteunde fabricage (CAM) software zoals SolidWorks en Autodesk Inventor. Bij het maken van uw 2D en 3D-tekeningen moet u alle belangrijke afmetingen, kenmerken met toleranties, en oppervlakken met specifieke oppervlakte-afwerkingsvereisten specificeren.

Het doel is om een accurate representatie te maken van het onderdeel (of product) dat u wilt creëren.

Lees meer: Een overzicht van CNC CAD-ontwerp

#2 Sla uw ontwerp op met de beste 3D CAD-bestandsformaten

Twee veelvoorkomende CNC-compatibele bestandsformaten die in CNC-bewerking worden gebruikt, zijn de STEP en IGES bestandsformaten.

Het STEP-formaat (soms STP-formaat genoemd) wordt wijd beschouwd als het beste bestandsformaat om uw 3D-modellen te delen. Dit is omdat het formaat neutraal is en niet in eigendom is van een specifieke 3D CAD-softwareverkoper. Als resultaat zal uw productontwikkelteam (of machinefabriek) geen probleem hebben om toegang te krijgen tot (of te wijzigen) uw ontwerpen ongeacht de 3D CAD-software die u gebruikte om ze te maken.

In tegenstelling, is het IGES-formaat (uitgesproken 'eye-jess') een ouder bestandsformaat dan het STEP-formaat. Het is beschikbaar in bijna elk 3D CAD-pakket, wat betekent dat uw freeswerker geen probleem zal hebben om er toegang toe te krijgen om uw producten te fabriceren. Echter, IGES-bestanden zijn doorgaans groter dan het STEP-bestand voor hetzelfde productontwerp. Daarom kan het STEP-bestandsformaat de ideale optie zijn als u grote ontwerpen naar uw fabrikant per e-mail moet sturen.

Andere 3D CAD-bestandsformaten die in CNC-bewerking worden gebruikt, omvatten de AP214, STL, DWG, en DXF bestandsformaten.

#3 De freeswerker genereert een gereedschappad

Een gereedschappad is een reeks coördinatenlocaties (of het pad door de ruimte) dat een CNC-snijgereedschap zal volgen tijdens het bewerkingsproces om de gewenste geometrie van het werkstuk te produceren.

Om "gereedschappad" in CNC-bewerking beter te begrijpen, laten we de onderstaande afbeelding overwegen waar we een blok hebben wiens kenmerken op het XY-vlak liggen. Om het gewenste onderdeel te maken (een blok met twee blokvormige kaviteiten), moet u uw snijgereedschap eerst positioneren om sneden te maken langs de Z-as voordat u langs het XY-vlak beweegt.

CAM-software heeft doorgaans functionaliteiten die freeswerkers in staat stellen hun bewerkingsstrategie te definiëren, inclusief het type snijgereedschappen te gebruiken, voedsnelheden, en snijgereedschapsnelheid.

#4 De freeswerker converteert de bewerkingsparameters naar CNC-compatibel bestand

De laatste stap die de freeswerker op de CAM-software neemt, is het converteren van de bewerkingsstrategie in wat G-code genoemd wordt. Een G-code is een computertaal die een CNC-machine kan begrijpen en uitvoeren; het vertelt de CNC-machine precies welke stappen uit te voeren om uw onderdeel te maken.

Na het genereren van de G-code, exporteert de freeswerker het naar de CNC-machine.

Lees meer: Wat zijn G-code en M-code?

#5 De freeswerker voert de bewerkingsoperatie uit

Dit is de fase waarin de freeswerker het werkstuk in de CNC-machine plaatst en alle snijgereedschappen installeert die vereist zijn voor de bewerkingsoperatie. Eenmaal deze stappen voltooid zijn, initieert de freeswerker het bewerkingsprogramma om onderdelen autonoom te maken.

Typen CNC-machines

CNC-machines komen in verschillende typen, met elk type zijn functies en bewerkingscapaciteit. Vier van de meest gangbare CNC-machines vandaag omvatten:

• CNC-freesmachines
• 5-as CNC-freesmachines
• CNC-draaimachines
• CNC-boormachines

CNC-freesmachines

CNC-freesmachines (of CNC-frezen) maken onderdelen door een snijgereedschap te laten draaien tegen een stationair werkstuk. Deze operatie verwijdert materiaal van het werkstuk om het gewenste onderdeel te vormen. De reeks beweging van het snijgereedschap wordt gecontroleerd door computer-numerieke controle technologie.

U zult doorgaans CNC-freesmachines vinden als drie-as machines — wat betekent dat ze opereren langs drie onafhankelijke assen (X-as, Y-as, en Z-as) om onderdelen te fabriceren. Echter, CNC-freestechnologie is recent gevorderd tot complexe machines die in staat zijn om langs diverse onafhankelijke assen te opereren (bijvoorbeeld, de 5-as CNC-freesmachine).

5-as CNC-freesmachine

Een 5-as CNC-freesmachine is een type freesmachine die langs vijf onafhankelijke assen opereert — wat de X-as, Y-as, Z-as, en A- en B-rotatieassen zijn. Dit stelt u in staat om uw werkstuk in alle richtingen te benaderen om ingewikkelde geometrieën te creëren.

De 5-as CNC-freesmachine stelt het werkstuk en een snijgereedschap in staat om simultaan te bewegen tijdens de operatie, wat tijd bespaart en u in staat stelt kaviteiten en hoekige sneden accurate en nauwkeurig te maken.

CNC-draaimachines

CNC-draaimachines (of CNC-draaibanken) zijn vergelijkbaar met CNC-freesmachines — ze vertrouwen op de geautomatiseerde aard van CNC-technologie om sneden te maken en onderdelen te bewerken. Echter, in tegenstelling tot CNC-freesmachines, maakt een CNC-draaimachine sneden door het werkstuk te laten draaien tegen een stationair snijgereedschap.

Een typische CNC-draaimachine-assemblage heeft een span dat het werkstuk vasthoudt. De span is bevestigd aan een spindel die het werkstuk roteert tegen het stationaire snijgereedschap. Deze werkwijze verwijdert porties materiaal van het werkstuk, waardoor u uw gewenste onderdelen kunt maken.

CNC-draaimachines zijn ideaal voor het bewerken van cilindrische vormen; ze stellen u in staat om draaioperaties uit te voeren, waaronder kegel-draaien, boren, knurlen, frezen, en afscheiden operaties.

CNC-boormachines

Een CNC-boormachine gebruikt een roterend snijgereedschap om sneden in een stationair werkstuk te maken, zoals de CNC-freesmachines. Echter, CNC-boormachines zijn met name geschikt voor het produceren van gaten om bouten of machineschroeven voor montage doeleinden te accommoderen. U zult ze ook nuttig vinden voor het maken van lettering of graveringen op een werkstuk.

Andere typen CNC-machines omvatten CNC-plasma-snijders, CNC-lasersnijmachines, en CNC-elektrische ontladingsmachines (EDM). Deze machines hebben vergelijkbare functies en bewerkingscapaciteiten. Echter, ze verschillen in hun werkwijzen en hun snijmechanisme. Voor meer informatie, bekijk ons artikel over de verschillende typen CNC-machines.

De ideale CNC-machinefabriek kiezen voor uw productieproject

Nu u weet wat CNC-bewerking is, hoe het opereert, en het brede scala aan CNC-machinetypes, zult u akkoord gaan dat CNC-bewerking werkelijk een van de beste bewerkingstechnologieën is die vandaag beschikbaar zijn.

Echter, als u van plan bent de productiefase van uw productontwikkeling uit te besteden, hangt het succes van uw project voornamelijk af van de CNC-machinefabriek waarmee u werkt. Top-notch CNC-machinefabrieken hebben top-of-the-line productietechnologieën, hoogervaren CNC-freeswerkers en kwaliteitscontrole-experts die samenwerken om uw product correct te krijgen. Bovendien voldoen deze winkels doorgaans aan de vereisten van diverse regelgevende standaarden zoals ISO 9001, ISO 14001, en ISO 13485 standaarden.

Ideale machinefabrieken hebben doorgaans ook een direct offerte-tool beschikbaar online. Bijvoorbeeld, Gensun Precision Machining heeft een offerte-tool die u in staat stelt uw 3D CAD-bestand (in diverse bestandsformaten) te uploaden en uw vereisten te specificeren om een offerte voor uw project te krijgen.

CNC-bewerking: Gensun Precision kan helpen

Gensun Precision Machining is een toonaangevende leverancier van CNC-bewerkingsservices over de hele wereld. Ondersteund door bijna twee decennia CNC-bewerkingservaring, hebben we een reputatie voor het creëren van hoogwaardige metaal- en kunststofonderdelen voor klanten in diverse industrieën.

Bovendien is ons faciliteit ISO 9001 gecertificeerd voor kwaliteitsmanagement, ISO 14001 gecertificeerd voor milieumanagement, en ISO 13485 gecertificeerd om de medische industrie te bedienen. Wij hebben meer dan 100.000 projecten voltooid met diverse innovatieve bedrijven die verschillende industrieën bedienen.

Vertel ons over uw project en laat onze hooggekwalificeerde ingenieurs, machineoperators en kwaliteitscontroleteam onderdelen precies naar uw specificatie maken.

Let op: Dit artikel was oorspronkelijk gepubliceerd in september 2021 en werd bijgewerkt in juni 2022