CNC-bewerking Uitgelegd: Hoe Computers Precisieonderdelen Vormgeven

Fabrikanten en machinebedrijven gebruiken vaak Computer Numerieke Besturing (CNC) machines om hun diverse reeks machinegereedschappen te sturen. Het concept van CNC-bewerking ontstond in de jaren '40 en '50. Toen werd analoge gegevensopslag zoals geknipte bandtechnologie gebruikt. Tegenwoordig vertrouwt CNC-productie op geavanceerde Computer Aided Manufacturing (CAM) of Computer Aided Design (CAD) software om ontwerpinstructies te leveren aan machines die onderdelen en productprototypes produceren.

CNC-bewerking is een subtractief productieproces dat een grotere mate van complexiteit toestaat. Het is nu haalbaar voor lage-, medium- en hoge-volume productieruns die hoge precisie en nauwkeurigheid vereisen.

De CNC-machines die fabrikanten gebruiken, kunnen frezen, slijpen, boren en diverse andere operaties uitvoeren. Sommige systemen zijn ook in staat tot afwerking. De elektromechanische apparaten die in CNC-machinewerk worden gebruikt, variëren in raffinement en in de gereedschappen die ze kunnen manipuleren. Ze kunnen functioneren in drie tot vijf assen, waarbij elke as een specifieke dimensie is waarin het gereedschap kan bewegen.

• Laterale beweging (omhoog of omlaag, links of rechts) wordt mogelijk gemaakt door de x- en y-as.
• Longitudinale beweging wordt doorgaans geregeld op de z-as.
• Rotatie en additionele bewegingen worden mogelijk gemaakt met extra assen.

Hoe meer assen een machine heeft, hoe meer bewegingsvrijheid er is voor snijden en precisie.

CNC-bewerkingsmaterialen

De meeste CNC-machines zijn vrij veelzijdig. Ze worden veel gebruikt voor het frezen van metaal, aangezien een productiemachine in staat is om staal, aluminium, koper, messing en titaan te snijden. Andere bewerkbare materialen omvatten diverse soorten kunststof, waaronder polypropyleen, en verschillende vormen hout, glasvezel of schuim.

Hoe Verscheilt CNC-bewerking van Andere Computersystemen?

De computer die een CNC-machine bestuurt, is niet als uw gemiddelde thuis- of zakelijke computer. Code wordt geschreven door ervaren programmeurs en vereist een hoge rekenkracht. Deze code kan ook in de loop van de tijd worden herzien, zodat bestaande programma's kunnen worden gewijzigd en bijgewerkt. Dat maakt CNC-machineprogrammering een zich constant ontwikkelend geautomatiseerd proces. Toch wordt het gebruikt in praktisch alle productiesectoren die afhankelijk zijn van de software om snelheid, positie, herhaling en voorspelbaarheid te regelen zonder tussenkomst van menselijke operators.

Hoe Werkt CNC-productie?

Het proces begint doorgaans met onbewerkte grondstof. Een blok kunststof kan bijvoorbeeld in de machine worden geplaatst voordat het materiaalverwijderingsproces begint. Digitale instructies uit een softwareprogramma worden naar de machine gestuurd, niet ongelijken 3D-printen. Instructies uit deze digitale instructies, ook G-code genoemd, worden omgezet in instructies voor het snijden van de onderdelen.

Een proces dat eens hoog technisch en arbeidsintensief was, is nu sneller en nauwkeuriger. Prototypedelen kunnen met een hoge mate van productiviteit worden gemaakt. Gedurende het bewerkingsproces kunnen meerdere gereedschappen worden gebruikt. De machine kan bijvoorbeeld teruggrepen op een voorraad boorbits in verschillende maten. Laterale beweging in de x- of y-as, longitudinale beweging in de z-as en zelfs rotatiebeweging zijn mogelijk.

Met een multi-asmachine kunnen onderdelen automatisch worden omgedraaid en gepositioneerd, zonder menselijke tussenkomst. Er is geen behoefte het proces te stoppen om onderdelen handmatig te verplaatsen. Zodra het onderdeel automatisch is gepositioneerd, worden additionele sneden gemaakt, en zo verder.

Een CNC-machine is uiterst nauwkeurig. Metingen worden berekend in duizendsten van een inch, wat betekent dat een fijn bewerkingsproces toleranties kan hebben van ongeveer ±0,001". Als een machine wordt gebruikt voor polijsten, kan dit getal zo strak zijn als ±0,00005". De dikte van een menselijk haar is ongeveer 0,00069 inch, ter vergelijking. Dat is bijzonder nauwkeurig, rekening houdend met hoe ingewikkeld en herhaalbaar het proces is.

Typische Fasen van CNC-productie

• Ontwerp van het CAD-model: Ontwerpers kunnen een 2D-vector of 3D-massief deel CAD-ontwerp maken, inclusief alle toepasselijke afmetingen, geometrieën en andere technische specificaties. Deeleigenschappen worden beperkt door de mogelijkheden van de machine. De meeste CNC-gereedschappen kunnen alleen afgeronde hoeken maken, wat de deelgeometrieën beperkt, terwijl de minimale deeldikte, maximale deelafmeting en de mogelijkheid om complexe interne kenmerken te produceren van elke machine ook moeten worden overwogen.
• Bestandsconversie: Zodra een CAD-bestand door CAM-software wordt uitgevoerd, wordt de deelgeometrie geëxtraheerd. De digitale programmeercode wordt dan gegenereerd en gebruikt om de machine en haar tooling te besturen. Geometrische code (G-code) vertelt de machine wanneer, waar en hoe te bewegen, terwijl diverse functiecode (M-code) de verwijdering/vervanging van machinekapjes en andere hulpfuncties regelt.
• Machine-instelling: Na CNC-machineprogrammering moet het systeem worden voorbereid. Werknemers moeten initiële stappen ondernemen zoals het plaatsen van het werkstuk in de machine of op een spil of spanklem. Werkvasthoudende apparatuur moet worden bevestigd voordat de gereedschappen geactiveerd worden. In sommige gevallen moeten boorbits en frezen aan de juiste componenten worden bevestigd voordat de machine het programma kan starten.
• Uitvoering: De operator start het programma om de machine aan te zetten. Commando's worden vervolgens uitgegeven door het CNC-programma en instrueren de computer in de machine om door te gaan met het bedienen en manipuleren van haar tooling. Het programma doet de rest, het systeem begeleidend bij het uitvoeren van elke operatie totdat een op maat ontworpen onderdeel of product voltooid is.

Typen CNC-machines en Processen

Moderne CNC-systemen combineren conventionele en nieuwe bewerkingstechnologieën, wat ze uiterst veelzijdig maakt in een breed scala aan toepassingen. De meer conventionele typen apparatuur omvatten:

• Freesmachines: Freesmachines zijn flexibele systemen met draaiende snijgereedschappen, die kunnen worden geprogrammeerd met G-code of een eigen taal ontwikkeld door een fabrikant. De meest basiseenheden hebben drie assen, maar nieuwere modellen kunnen er tot drie extra hebben.
• Boormachines: Een boorgereedschap draait een boor, afgestemd op de specifieke operatie, die het snijwerk verricht bij contact met een stationair stuk materiaal. Boormachines zijn uiterst efficiënt in snijden en het verbeteren van de productiviteit van een operatie.
• Draaibanken: Een draaibank werkt door een blok materiaal te laten draaien tegen een boorbit, in plaats van andersom. In staat om complexe ontwerpen te produceren, werken draaibanken meestal in de x- en z-as en bewegen het materiaal lateraal om een progressieve snede te maken.

De nieuwere technologieën die vandaag gebruikt worden, omvatten ontladingsbewerking (EDM), waarbij elektrische vonken worden gebruikt om secties van werkstukken te verwijderen, ze vormgevend volgens het digitale ontwerp. Elektrische ontladingen worden getriggerd door de ruimte tussen elektroden te verkleinen, wat het elektrisch veld versterkt. Twee veelvoorkomende vormen zijn draad-EDM, waarbij een draad wordt gebruikt om stukken essentieel te verbranden (of te erosioneren), en diep-EDM, waarbij het werkstuk en de elektrode in een dielektrische vloeistof worden gedompeld.

Plasma-snijden betreft het gebruik van een brander om metaal te snijden. Gecomprimeerd luchtgas en elektrische bogen worden gecombineerd om plasma te genereren. Een meer vertrouwd medium, water, kan echter ook voor CNC-bewerking worden gebruikt. Waterstraalsnijders gebruiken hoogdruk, geconcentreerde waterstralen om metaal, graniet en andere harde materialen te snijden. In sommige gevallen kan zand of andere sterke, abrasieve stoffen worden gemengd om het effect te verbeteren. Waterstraalsnijden wordt vaak toegepast bij minder hittebestendige materialen.

CNC Productiebewerking met Laszeray Technology

Laszeray Technology, LLC beschikt over een breed scala aan ontwerp- en productiemogelijkheden en kan met u samenwerken om aan elke productievereiste te voldoen, ongeacht grootte of complexiteit. Wij gebruiken 4- en 5-as freescentra, draaimachines en grote capaciteit draad-EDM systemen. Ons team kan efficiëntie en nauwkeurigheid garanderen terwijl klanten toegang krijgen tot laagkostige bewerking.

Voor meer informatie over onze CNC-bewerkingsservices en hulp bij productontwikkeling, rapid prototyping en andere productiestappen, neem contact op met ons CNC-productieteam, dien uw verzoek online in of bel 440-582-8430 vandaag nog.