5 essentiële CNC-bewerkingstrends om in 2021 in de gaten te houden

Computer numerical control (CNC) bewerking, een subtractief productieproces dat gecomputeriseerde controles en machinegereedschappen gebruikt om lagen materiaal te verwijderen en een gewenst onderdeel te produceren, is een van de meest gebruikte productietechnieken. Het is eigenlijk gebaseerd op technologie die in de 18e eeuw werd ontwikkeld.

Het begin van de industrialisatie in de mid-18e eeuw zag de technologische voorlopers van CNC-bewerking. Echter, pas tijdens de Koude Oorlog werd de technologie geautomatiseerd en de CNC-bewerkingsmethode volledig gerealiseerd. Uiteindelijk, in 1952, ontwikkelde Richard Kegg de "Cincinnati Milacron Hydrotel," beschouwd als de eerste moderne CNC-freesmachine.

CNC-freestechnologie evolueert voortdurend en vindt elk jaar nieuwe toepassingen naast snel ontwikkelende computer- en productietechnologie. En midden in disrupties waaronder de boom van "slimme" technologie en de COVID-19-pandemie (en haar lopende impact op consumentengedrag), zoeken fabrikanten steeds meer naar manieren om productiviteit en flexibiliteit te verbeteren terwijl ze kosten kappen.

Deze uitdaging vereist de wijdverspreide adoptie van nieuwe technologieën, waarvan sommige waarschijnlijk industrie-brede aanvaarding zullen vinden in het komende jaar. Deze vijf trends liggen op de horizon — en zijn bijna zeker de richting van CNC-bewerking in 2021 zullen vormgeven.

1. Meerassen voor grotere kostenbesparing

Traditionele CNC-machines hebben lineaire beweging in drie assen. Hoewel veel machines nu een bewegend bed omvatten, blijft een 3-assen freescentrum stil terwijl de snijder zelf beweegt. Typisch, met een 3-assen machine, beweegt het bed lineair langs twee assen terwijl de spil omhoog en omlaag beweegt langs de derde as. 4-assen machines stellen gedetailleerder snijden in door een rotatie-as te incorporeren.

Typisch wordt een vierde-as rotatie op de machinetafel gemonteerd, en het onderdeel wordt op het gezicht van de vierde-as rotatie gemonteerd. Dit maakt 4-assen machines goed geschikt voor het fabriceren van medische apparaten en onderdelen met complexe geometrieën.

Tot slot vertegenwoordigen 5-assen machines de piek van freesvermogen. Deze machines maken micromachining mogelijk, en zijn in staat om uiterst gedetailleerde sneden te produceren bij ongekende snelheden. Ze bestaan uit drie lineaire assen en twee rotatievrijheidsgraden. Hoewel 4- en 5-assen CNC-machines al een aantal jaar commercieel beschikbaar zijn, zijn ze pas recent financieel toegankelijk geworden voor veel fabrikanten.

Wat meer is, legacy CNC-machines kunnen worden geretrofit om meer assen te omvatten; door een trunnion toe te voegen die grotere kanteling en rotatie toestaat, kan een 3-assen machine gemakkelijk een 5-assen machine worden. Dit vergroot de mogelijkheden van de machine, wat meer operaties met minder opstellingen mogelijk maakt.

Omdat elke opstelling extra operaties, materialen, tijd, en potentieel voor fouten vereist, vertalen minder opstellingen zich direct in kostenbesparing. Tegelijkertijd verlaagt de proliferatie van multi-assen machines de prijzen over de hele lijn voor kleinere CNC-machines, wat de praktijk van frezen meer toegankelijk maakt voor kleine operaties en hobbyisten.

2. Universele oplossingen voor gereedschappen

Vacuümfixatie of vacuümplaten, die gebruikt worden om projecten op hun plaats te houden die moeilijk te bevestigen zijn of gemakkelijk kunnen vervormen, zijn traditioneel op maat gemaakt voor elk project. Als gevolg hiervan waren ze vrij duur, en de meeste productieteeams neigen ertoe ze te vermijden tenzij strikt noodzakelijk.

Echter, de introductie van universele basissen zoals de Pierson SmartVac en het Blue Photon UV werkhouderysteem hebben het mogelijk gemaakt om een enkel onderdeel voor meerdere operaties op maat te configureren. Als een turnkey alternatief voor op maat gemaakte fixaties, maken deze gereedschappen het mogelijk om bepaalde onderdelen te maken voor een fractie van wat het voorheen gekost heeft.

Matrix Innovations creëerde een vergelijkbare oplossing in de vorm van universele zachte kaken, die ook aangepast en herhaald voor operaties kunnen worden. Samen maken vacuümtafels en herbruikbare zachte kaken het veel betaalbaarder om complexe CNC-bewerkingsprojecten te voltooien.

3. Toegenomen gebruik van robotica

Terwijl robots al lang in CNC-bewerking worden gebruikt, is het pas recent dat collaboratieve robots, of "cobots," wijdverspreide adoptie zien. Cobots, in tegenstelling tot industriële robots, zijn ontworpen om nauw samen met menselijke werknemers te werken. Ze zijn geprogrammeerd om intuitief te werken, en kunnen zelfs hun beoogde operatie geleerd worden via handmatige bewegingen.

Cobot-adoptie versnelt snel door vooruitgang in robotvisionsystemen. Net zoals een Tesla-auto visionsystemen heeft die auto's en voetgangers kunnen herkennen, kunnen visionsystemen aan cobots worden bevestigd, hen lerend om te zien, herkennen, oppakken, en plaatsen van onderdelen in een machinewerkplaats.

Omdat deze robots minimale programmeer- en trainingsbehoeftes hebben, zijn ze ongelofelijk veelzijdig en vereisen zelden significante voorafgaande tijdsinvestering. Verwacht wordt dat deze technologie werknemers productiever zal maken terwijl ook kosten op de lange termijn worden verlaagd door de kans op menselijke fouten te verminderen. Verder, naarmate machine learning-mogelijkheden steeds meer in robotische systemen worden gebouwd, voorspellen sommige experts dat cobots in de nabije toekomst nog effectievere werkplekmedewerkers zullen worden.

4. Vooruitgang in personeelstraining

Apparatfabrikanten installeren steeds vaker 3D CAD-viewers in hun standaard machineplatformen. Deze scherm fungeert als de primaire visuele gids voor operatie-opstelling en -voortgang, en kan zelfs geconfigureerd worden om troubleshooting-video's te omvatten.

De integratie van deze software in CNC-bewerkingsapparatuur zal fabrikanten niet alleen helpen de personeelstraining te verbeteren, maar ook de effectiviteit en efficiëntie van bestaande werknemers te vergroten. Wat meer is, hoewel deze technologie tegen een hoge voorafgaande kosten komt, is het waarschijnlijk dat het op de lange termijn kostenbesparing oplevert door operatorfouten te reduceren.

5. Vooruitgang in CAD/CAM-software

In de laatste 5 tot 10 jaar is CAD/CAM steeds meer gedemocratiseerd. De software, die eens prohibitief duur was, is nu niet alleen betaalbaarder, maar ook toegankelijker, intuïtiever, gebruiksvriendelijker, en krachtiger. Deze geüpgradede CAD/CAM-software maakt verhoogde efficiëntie en nauwkeurigheid mogelijk — alsook nog meer innovatieve workflows.

Wat meer is, biedt CAD/CAM-software talloze integraties met machineplatformen, model-based definition (MBD) software, 3D-viewing systemen, en meer. Deze integraties reduceren de kans op gebruikerfouten en vergroten de toegankelijkheid van CAD/CAM-software.

De toekomst van CNC-bewerking

Deze ontwikkelingen in CNC-bewerking beloven de technologie zowel meer toegankelijk als meer betrouwbaar te maken in 2021 en daarbuiten. Wat meer is, naarmate deze trends het makkelijker en minder kostbaar maken om aangepaste projecten snel te voltooien, zal CNC-bewerking meer agiliteit bieden dan ooit — een cruciale concurrentievoordeel naarmate stijgende consumentenverwachtingen de opkomst van on-demand productie aanjagen.

Voor productteams die willen profiteren van de nieuwste ontwikkelingen in CNC-bewerking, of hun bestaande CNC-bewerkingsoperaties willen verbeteren, is er geen betere partner dan Fast Radius. Bij Fast Radius is het ons doel om klanten te helpen consistent uitstekende resultaten te bereiken, en ons team van bekwame ingenieurs en ontwerpers werkt met elke klant om ongeëvenaarde ondersteuning te leveren tijdens elke fase van het productontwikkelingsproces. We garanderen dat elke klant tevreden is met de kwaliteit, kosten, en productietijd van hun onderdelen. Neem vandaag nog contact met ons op om meer te leren.

U kunt meer leren over CNC-bewerking, injectiegieten, en onze andere diensten in het Fast Radius kenniscentrum. Daar vindt u ook profielen van diverse productiematerialen en -processen.