8 Kritieke Factoren bij het Selecteren van CNC Tooling

Wat heb je nodig van CNC tooling?

• Precisie (natuurlijk) – De ultieme meetlat van elk CNC-bewerkingsproject, precisie vereist meer dan alleen de juiste mogelijkheden
• Betrouwbare rigiditeit – Een tool moet zijn vorm behouden, stabiel blijven, en weerstand bieden tegen buigen of trillen tijdens snijoperaties
• Solide duurzaamheid – Lange levensduurwaarde uit een tool halen is een kostencontrole maatregel die de bottom line beïnvloedt, wat duurzaamheid een belangrijke Key Performance Indicator maakt
• Eenvoudige installatie/aanpassing – In staat zijn om tooling gemakkelijk te wisselen en aanpassen is niet alleen efficiënt, het maakt het leven beter voor de CNC-operator

Hoe je wilt dat een tool presteert is duidelijk. Wat uitdagend is voor veel CNC-freesshop ingenieurs is de juiste tool te selecteren om te garanderen dat het werk goed gedaan wordt.

Vanuit de lijst hierboven, is de prestatie van de tool vitaal, maar het is niet het enige om te overwegen. De ervaring van jouw CNC-freesshop speelt een rol. En, kosten is ook een grote factor, die we hieronder zullen aanpakken.

Bij het selecteren van CNC tooling, moeten ingenieurs overwegen:

1. Werkstuk Materiaal en Kenmerken
2. Productievolume
3. Combo Mogelijkheden
4. Machine Capaciteit
5. Tool Materiaal
6. Toolmaker Selectie
7. Planning
8. Ervaring van de Shop

1. Werkstuk Materiaal en Kenmerken

Het materiaal van het werkstuk drijft toolselectie. Bijvoorbeeld, een shop kan primair aluminium, sfero grafiet, en grijze ijzer gietstukken bewerken (wat Stecker Machine beschrijft), dus er zijn waarschijnlijk favoriete CNC metaalsnijgereedschappen voor elk materiaal. Ingenieurs kiezen bewezen gestandaardiseerde tooling eerst, helpen risico, voorraad, en kosten te reduceren.

CNC tooling – boortjes, frezen, tappen – zijn vereist om verschillende kenmerken te bewerken, en er is standaard tooling voor elk tooltype en materiaal. Weer Stecker als voorbeeld gebruikend, hebben we drie verschillende standaard 90° vierkante schouder vlakke frezen, één elk voor het bewerken van aluminium, sfero grafiet, en grijze ijzer. Van deze materialen heeft aluminium de hoogste bewerkbaarheid, dus de aluminium tooling heeft hogere surface feet per minute (SFM) specificaties, zodat ze sneller kunnen draaien.

2. Productievolume

Specialistische, high-end snijgereedschappen worden meestal geselecteerd voor hoge-volume projecten, terwijl lage-volume taken meer economy-level tooling gebruiken. Het komt neer op schaalvoordeel, met de kosten van high-end, feature-specifieke tooling gerechtvaardigd door de hoge hoeveelheid onderdelen die door die tool gemaakt zullen worden.

Als veel van de productie, is CNC-bewerking een productie-gefocust bedrijf, met bewerkingscentra die een grote rol spelen in een freesshop's efficiëntie.

3. Combo Mogelijkheden

Meerdere-kenmerk tools kunnen enorme kosten- en arbeidsbesparingen zijn in CNC-bewerking. Als meerdere taken – drie of vier of meer – door één tool voltooid kunnen worden, verhoogt het de cyclus tijd terwijl het ook de tijd reduceert die nodig is om de tooling te wisselen.

Bijvoorbeeld, wanneer correct ontworpen, kan een inzetbare combo tool boren en faseren mogelijk op drie verschillende manieren, het werk in één pas met één tool gedaan krijgen, in plaats van zes tools (en zes passen). Ja, die maatwerk, meerdere-kenmerk tool kan meer dan $3.000 kosten, maar de besparingen tellen snel op om de kosten te compenseren, met name op een hoog-volume project.

4. Machine Capaciteit

De meeste CNC tooling kan in de meeste CNC-machines gebruikt worden. Dat betekent niet altijd dat die machines de meest efficiënte zijn. Ingenieurs en operators weten dat een hogere pk machine – met een grotere taper – mogelijkheden biedt om combo tools (hierboven genoemd) te gebruiken die veel functies kunnen uitvoeren.

Waar grote gietstukken de hulp van hijskranen vereisen om ze te verplaatsen, hebben kleinere gietstukken die uitdaging niet. In feite, er kunnen mogelijkheden zijn voor verhoogde efficiëntie door een vastzet te ontwerpen dat twee of drie kleine onderdelen tegelijk kan draaien op een grotere machine. Dat is een voorbeeld van wanneer grote machine = groot gietstuk niet noodzakelijk geldt.

De beste efficiëntie vinden gaat meestal over het selecteren van de juiste tool om de projectbehoeftes en de machine's vermogen en beschikbaarheid om het te draaien te matchen. Als een machine meerdere onderdelen tegelijk kan draaien en de operator wisselt drie in plaats van één, is dat een no-brainer.

Meerdere onderdelen op een pallet draaien bespaart tijd door het aantal pallet- en toolwissels per onderdeel te reduceren. Bijvoorbeeld, drie onderdelen tegelijk draaien, vergeleken met één, bespaart 1/3 de toolwissel en palletwissel tijd per onderdeel, plus het verhoogt snelle bewegingen tussen de drie onderdelen in het machinecentrum.

5. Tool Materiaal

Hetzelfde snijgereedschap kan gemaakt worden uit veel verschillende materialen, sommige duurzamer (en duurder) dan andere.

Massief carbide is betrouwbaar, maar PCD-getippte tools bereiken nog hogere duurzaamheid. PCD, of polycrystalline diamant, is het hardste moderne snijgereedschap gemaakt door diamantdeeltjes te sinteren met een metallische binder.

Een PCD-getipt boortool heeft ongeveer 4 keer de toollevensduur van een massief carbide tool (2.500 stukken versus 10.000) en kan 25% sneller draaien, wat het kostenverschil compenseert (rond $180 voor carbide versus $960 voor PCD) en resulteert in productiebesparingen.

PCD tools kunnen meerder keren hersteld worden, in tegenstelling tot massieve carbide tools die diameter verliezen na een paar herbewerkingen. CNC-freesshops gebruiken vaak snijmonitors, toollevens tellers, en ervaren operators om toolfalen te voorspellen en te voorkomen, wat correct snijden garandeert.

Een economisch alternatief voor massief carbide is een staal toollichaam met gebrazeerde carbide inzetten, wat kosten tot 75% reduceert. Andere opties omvatten high-speed steel tools en carbide-getippte tools, bevorzugd door kleinere CNC-freesshops voor kosteneffectiviteit.

6. Toolmaker Selectie

Als elke leverancierspartnership, bloeien een toolmaker en CNC-freesshop op vertrouwdheid. Een grote shop's strategische investering in ongeveer zeven tot acht toolmakers – elk gespecialiseerd in specifieke uitdagingen zoals massief carbide, combo tools, PCD-getippte tools – wekt vertrouwen en creëert voordelen (verhoogde inkoopkracht, verspoede projecten, of een bereidheid om de extra mijl te gaan om een klant tevreden te stellen). Opnieuw, de grotere, meer ervaren CNC-shops hebben het voordeel hier.

Ingenieurs in grote CNC-freesshops kunnen meer dan ¾ van alle tooling die in die shop nodig is, concepten en ontwerpen. Bijvoorbeeld, als het project een inzetbare combo tool vereist, stuurt de ingenieur de onderdeeltekening en model naar de toolmaker vertegenwoordiger en samen voltooien ze het ontwerp. Die handson connectie resulteert in een betrouwbaardere overall project. Kleine CNC-freesshops moeten volledig vertrouwen op hun toolmaker vertegenwoordiger voor ontwerp en engineering expertise.

7. Planning

Wanneer ingenieurs bepalen hoe een nieuw project in de shop voltooid zal worden, creëren ze vaak een best-case scenario (beste tooling, agressieve cyclus tijden, high-end vastzetten), en dan ook

hebben ze een "Plan B" (minder dure tooling, minder krachtige machines, etc.). De verlocking is om competitief te blijven door een minder dure optie te kiezen, wat meestal betekent dat de tooling lijdt.

De fout in dat denken overziet potentiële tooling uitdagingen, die niet alleen de kosten van het initiële best-case scenario matchen, maar ook de toegevoegde kosten van verspilde tijd bevatten. Dat is waarom high-end, ervaren, zelfverzekerde CNC-freesshops "Plan B" opties niet serieus overwegen. Leiderschap begrijpt de waarde van direct hoogwaardige materialen selecteren en de beste processen gebruiken om een klus te klussen, vooruit blijvend terwijl de concurrentie achterna jaagt.

8. Ervaring van de Shop

Sommige CNC-freesshops hebben meer ervaren personeel dan anderen. Niets kan de inzicht vervangen die verkregen is uit decennia succesvolle projecten met CNC-machines. Deze voorlopers zijn vertrouwd met het hanteren van projecten van ontwerp tot assemblage. Ze hebben de correcte processen op de juiste plek alsook veel van de juiste CNC tooling.

Dus, hoe sluit een opkomer zich aan bij een ervaren CNC-freesshop? Immers, tools selecteren is geen vaardigheid die geleerd wordt in zelfs de beste hogere onderwijs CNC-klassen of trainingsessies. In dit geval is het een voorbeeld van tribale kennis: expertise doorgegeven van ingenieur tot ingenieur, meestal binnen high-end CNC-freesshops.

Hoe kun je een shop's mogelijkheden evalueren als het gaat om CNC tooling selecteren zonder hun werk op jouw project te zien? Het is een moeilijke taak. Zoek naar ervaring eerst en vraag om referenties. Bekijk ook deze drie tekens dat een CNC-freesshop weet hoe de juiste tools voor complexe onderdelen te kiezen.

Nu weet je wat CNC tooling kan doen en waar ingenieurs naar moeten kijken bij het selecteren van CNC metaalsnijgereedschappen. Volgende, leer hoe je je CNC tooling praktijken kunt maximaliseren door CNC Tooling Improvements and Partnerships: A Guide to Solving Specific Tooling Issues te lezen. Klik op de link hieronder voor je exemplaar.

Over de Auteur

Dan zorgt ervoor dat machines bij Stecker Machine snel draaien. Hij optimaliseert snijgereedschappen en programma's voor piek-efficiëntie, corrigeert eventuele productieproblemen, en ontwerpt en selecteert geavanceerde tooling voor nieuwe taken en productverbeteringen. Zijn carrière begonnen in een tool and die shop, trad Dan SMC toe toen CNC-fabricatie net aan het opkomen was. Bij SMC is hij gevorderd van Machine Operator tot Continuous Improvement Engineer, implementerend verbeteringen die ongeveer $500.000 hebben bespaard de afgelopen jaren.