De juiste CNC-bewerking voor uw project kiezen

Er zijn bewijzen dat bewerking gebruikt is om objecten te maken ver terug tot verschillende honderden jaar v.Chr., maar Computer Numerical Control (CNC) bewerking zoals we het kennen begon in de 18e eeuw, toen stoom gebruikt werd om productieprocessen te automatiseren. In de late 1940s ontwikkelden onderzoekers bij MIT de eerste programmeerbare bewerkingssystemen, met behulp van perforatiekaarten (ook numerieke besturingstechnologie genoemd) om de bewegingen van de machines te sturen. De midden-20e eeuw boom in digitale computing revolutioneerde het productieveld, uiteindelijk leidend tot de geavanceerde robotische CNC-machines van vandaag.

CNC-bewerking stelt fabrikanten in staat om hoog nauwkeurige onderdelen van consistente kwaliteit te maken van bijna elk materiaal, inclusief metalen, kunststoffen, composieten, schuim, en zelfs hout. Omdat CNC-bewerking hoog geautomatiseerd is, biedt het fabrikanten een kosteneffectieve manier om zowel custom eenmalige projecten als middellvolume productieruns uit te voeren.

In dit stuk begeleiden we u door de verschillende soorten CNC-bewerking, alsook welke typen het best geschikt zijn voor specifieke onderdelen en toepassingen.

Hoe CNC-bewerking werkt

Waar additieve processen zoals 3D-printen onderdelen van nul creëren, is CNC-bewerking subtractief, wat betekent dat het in omgekeerde richting werkt door geleidelijk materiaal van een massief blok – een "blank" of "werkstuk" genoemd – te verwijderen om het afgeronde product te maken. CNC-machines worden gestuurd via digitale ontwerpbestanden, die vertaald worden naar instructies voor hoe het apparaat het werkstuk moet snijden.

Het gebruik van computers om het bewerkingsproces te automatiseren en te controleren, biedt een ongelooflijke boost aan de productiviteit van fabrikanten. Omdat meerdere CNC-machines hetzelfde ontwerpbestand kunnen gebruiken om dezelfde reeks sneden op meerdere uniforme werkstukken te maken, kunnen ze onderdelen veel sneller maken dan hun menselijke tegenhangers.

Een hoog reproduceerbaar productieproces, heeft CNC-bewerking een fundamentele rol gespeeld in de productiesector, en is grotendeels verantwoordelijk voor het mogelijk maken van de geboorte van rapid prototyping. Voor perforatielint en computer numerieke besturingstechnologie bestonden, moesten onderdelen met de hand bewerkt worden. Dit creëerde onvermijdelijk grote foutmarges in eindprototypeproducten, vooral wanneer machines gebruikt werden voor grootschalige handmatige productie. CNC-bewerking transformeerde productie door meer efficiëntie in het proces te introduceren, rapid prototyping en grootschalige productie met uniforme kwaliteit en snelheid mogelijk makend.

Moderne CNC-bewerking is een veelzijdig productieproces dat resulteert in hoogprecisie onderdelen, wat het nuttig maakt voor het creëren van een wijd scala aan producten over een reeks industrieën. Dit omvat alles van auto-chassis en vliegtuigmotoren tot tuingereedschappen en chirurgische apparatuur.

Typen CNC-machines

Er zijn twee typen CNC-machines: 3-as en multi-as.

3-As Bewerking

3-as bewerking omvat de processen van CNC-frezen en CNC-draaien, beide betreffen het bewegen van het snijgereedschap langs drie lineaireassen terwijl het werkstuk gesneden wordt (de drie assen zijn links-naar-rechts, heen-en-weer, en omhoog-en-omlaag).

Met een CNC-freesmachine wordt het werkstuk vastgehouden terwijl snijgereedschappen of booren met hoge snelheid roteren om materiaal te verwijderen, wat resulteert in hoog nauwkeurige onderdelen. De machines zijn gemakkelijk te programmeren en te bedienen, en kunnen gebruikt worden om de meeste onderdelen met simpele geometrische ontwerpen te creëren.

Echter, omdat de snijgereedschappen en booren alleen langs de drie assen kunnen bewegen, kunnen bepaalde ontwerpen of gebieden van het werkstuk moeilijk te voltooien of te bereiken zijn. Het roteren van het werkstuk kan vaak een workaround zijn, maar meerdere rotaties per onderdeel in het freesproces kunnen de productiekosten snel verhogen.

Het CNC-draaiproces, aan de andere kant, betreft het bevestigen van het werkstuk aan een roterende spindle en het gebruik van een draaibank om het onderdeel te vormgeven. Draaibanken kunnen stukken sneller en tegen lagere kosten produceren dan CNC-freesmachines, vooral wanneer gebruikt voor hoog-volume productieruns, maar hun primaire beperking is dat ze alleen gebruikt kunnen worden om stukken te maken die rotationeel symmetrisch zijn. Dit omvat onderdelen zoals schroeven, kommen, en stoelpoten.

Multi-As Bewerking

De multi-as CNC-bewerkingsfamilie omvat drie processen: geïndexeerde 5-as CNC-frezen, continue 5-as CNC-frezen, en draai-freesen met live tooling.

Vergeleken met 3-as bewerking, maken multi-as processen grotere bewegingsvrijheid mogelijk tijdens het frezen en draaien. In 3-as processen roteert ofwel het werkstuk ofwel het snijgereedschap (maar niet beide), terwijl 5-as processen toestaan dat beide roteren en langs de drie lineaireassen bewegen. Hoewel dit kansen opent voor het creëren van complexere onderdelen, zijn multi-as machines duurder en vereisen gespecialiseerde machines en operators.

Geïndexeerde 5-as CNC-frezen wordt soms 3+2 CNC-frezen genoemd vanwege het feit dat tijdens het bewerkingsproces het snijgereedschap alleen langs de drie lineaireassen beweegt terwijl het werkstuk twee rotationele vrijheidsgraden heeft. Het primaire voordeel van 5-as frezen is dat de werkstukken niet meer handmatig herpositioneerd hoeven te worden tussen bewerkingen, wat het creëren van stukken met ingewikkelde geometrieën sneller en met grotere nauwkeurigheid mogelijk maakt.

Continue 5-as CNC-freesmachines laten zowel het snijgereedschap als het werkstuk simultaan roteren en bewegen tijdens elke operatie. Dit stelt fabrikanten in staat om extreem ingewikkelde geometrieën met gladde "organische" oppervlakken te creëren die niet met vergelijkbare nauwkeurigheid gerepliceerd kunnen worden met andere vormen van technologie. In het algemeen is dit de duurste vorm van CNC-bewerking per onderdeel.

Draai-frees CNC-centra combineren elementen van CNC-draaibankmachines met freesgereedschappen. Het werkstuk is bevestigd aan een spindle die zowel kan roteren als een draaibank of het werkstuk vast kan houden op specifieke hoekens (vergelijkbaar met hoe de 5-as CNC-freesmachine functioneert). Deze combinatie van hoge productiviteit met geometrische productieversatiliteit maakt dit proces ideaal voor het maken van onderdelen zoals centrifugaal compressoren en nokassen die relatief losse rotationele symmetrieën hebben.

Een veelzijdige en kosteneffectieve productieoplossing

Terwijl alle CNC-bewerkingsprocessen fabrikanten in staat stellen om consistent nauwkeurige onderdelen te creëren uit een verscheidenheid aan materialen, lenen het aantal assen van verschillende machines zich voor het creëren van bepaalde soorten onderdelen. Bijvoorbeeld, die met eenvoudigere ontwerpen kunnen snel en betaalbaar gemaakt worden met 3-as systemen, terwijl 5-as machines goed gepositioneerd zijn om geometrisch complexe stukken met verhoogde snelheid en nauwkeurigheid te creëren.

Fast Radius is een one-stop digitale productiewinkel, die best-in-class CNC-bewerkingsmogelijkheden biedt samen met een volledige suite van andere productiediensten. Ons team van ingenieurs is klaar om onze cliënten in elke fase van het productieproces te assisteren, van ontwerp en prototyping tot massaproductie en verzending. Als u klaar bent om een order te plannen – of als u gewoon benieuwd bent naar hoe we werken en wat we bieden – neem vandaag nog contact met ons op.

Bezoek ons resource center voor meer informatie over ons bereik aan productiediensten en productiematerialen – inclusief ABS, polycarbonaat, aluminium, messing, en roestvrij staal.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?