Componenten met hoge precisie begrijpen

Wat zijn precies zeer nauwkeurige componenten?

Wanneer klanten een machinewerkplaats zoeken om hen te helpen met een productieproject, zien ze vaak uitdrukkingen als "hoge precisie" en "ultraprecisie" werkstukken. Hoewel de werkplaats zeker gekwalificeerd is om zeer nauwkeurig werk uit te voeren, hebben de klanten meestal geen idee wat de termen betekenen.

In de maakindustrie wordt de term "hoge precisie bewerkte onderdelen " verwijst doorgaans naar het machinaal bewerken van onderdelen met toleranties in het eencijferige micronbereik, terwijl ultraprecisie toleranties in het submicronbereik omvat. Het bewerken van onderdelen met zeer nauwe toleranties is altijd een uitdaging, maar de complexiteit van het werk wordt niet alleen bepaald door de vereiste toleranties, maar ook door de gebruikte materialen en het aantal kenmerken van het onderdeel.

Waar zijn precisieonderdelen nodig?

Ultraprecieze componenten zijn nodig in sectoren zoals lucht- en ruimtevaart, tandheelkunde, vloeistofmechanismen, geneeskunde, sport en technologie. We zien echter een grotere beweging in de richting van meer precisie en ultraprecisiewerk op medisch gebied, aangezien de medische onderdelen kleiner en complexer worden.

Elke CNC-bewerkingswerkplaats heeft de mogelijkheid om zeer nauwkeurige onderdelen. Maar als u deze zeer complexe, nauwkeurige onderdelen wilt maken, heeft u geavanceerde machines nodig om dit efficiënt te doen. Bovendien, hoewel een ervaren monteur een onderdeel met hoge precisie kan maken, hebben we het belangrijk gevonden om precisie te integreren in het hele productieproces, van het eerste consult met de klant tot de uiteindelijke kwaliteitscontrole voordat het product op de markt komt.

Geavanceerde verspaning is veel meer dan het maken van een onderdeel dat aan de eisen voldoet. Het idee is om ervoor te zorgen dat het oorspronkelijke plan is ontworpen om zo efficiënt en nauwkeurig mogelijk een functioneel product te creëren, en om kwaliteitscontroles in het hele proces te integreren om ervoor te zorgen dat alle uiteindelijke verzendingen voldoen aan de behoeften van de klant.

Alles wat ik tot nu toe heb beschreven, is in overeenstemming met de principes van de teller:Theoretisch heeft een perfect symmetrische, perfect gevormde, perfect stijve machine een elegantie die in de techniek niet zou moeten worden nagestreefd. Al deze perfectie kost geld. Soms is de meest winstgevende oplossing het introduceren van onvolkomenheden. Gezien het onvermogen om een ​​perfect gevormde, perfect stijve machine te verkrijgen, is het misschien beter om een ​​kleine hoeveelheid gecontroleerde compliantie in het systeem in te voeren, op zo'n manier dat het de spanningen verlicht en de prestaties minimaal beïnvloedt.

::Lees meer:​​Precisie-industriële componenten in de medische, optische en ruimtevaart
::Lees meer:​​Precisie-gefreesde componenten vormen hele industrieën

De schaal van precisie-engineering

Het is moeilijk te kwantificeren wat "precisie" betekent in "precisie-engineering". Hoewel overeenstemming over een enkele definitie niet essentieel is, biedt de begeleiding van veel experts waardevol inzicht in de praktijk van precisietechniek, inclusief de effecten die moeten worden aangepakt.

Eerder heb ik een precisiewerktuigmachine of -instrument beschreven als het hebben van een nauwkeurigheidsniveau "veel orden van grootte kleiner dan de grootte van de machine of het instrument zelf." of "Positionering en stabiliteit met zeer kleine afmetingen, typisch minder dan 1 µm."

In het Textbook of Optomechanical Engineering definieert Daniel Vukobratovich:de uitlijningstolerantie". Deze zorg voor doorbuiging van het eigen gewicht suggereert het axioma:wanneer de effecten die u normaal gesproken zou negeren significant zijn, bent u actief op het gebied van precisie-engineering. Enkele van deze effecten zijn:

Doorbuiging van het eigen gewicht Differentiële thermische uitzetting Opslaan van energie in de vorm van spanning die kan vrijkomen en uitlijnfouten kan veroorzaken als gevolg van schokken, trillingen of temperatuurschommelingen In veel bedrijven zullen ze onderzoek deze en andere effecten, evenals manieren om ze te elimineren, te verminderen of te compenseren door middel van trainingen en uitgebreide artikelen zoals deze.

Economie en precisie-engineering op grotere schaal

Nu we de tijd hebben genomen om een ​​precieze schaal te definiëren, moet worden opgemerkt dat de toepassing van precisie-engineeringprincipes en -technieken niet beperkt is tot dergelijke schalen. In sommige bedrijven hebben ze een breed scala aan klanten geholpen in industrieën die traditioneel niet als precisiefabricage worden beschouwd door:

• Het aanscherpen van de gereedschappen en opspanningen die in de productie worden gebruikt (vaak in combinatie met automatisering en robotica) om de doorvoer en het rendement te verbeteren.

• Uitwisselbaarheid van ontwerpwijzigingen en reserveonderdelen in productie en in het veld implementeren om de productflexibiliteit, onderhoudsgemak en aftermarket-verkoop en upgrades te vergroten.

Ik herinner me een van de zeer bekende ingenieurs die opmerkte:iedereen kan een brug ontwerpen die niet instort. Dit gezegde gaat over de kennis hebben om een ​​oplossing niet te veel te ontwerpen. Over kennis van beschikbare materialen en constructietechnieken en begrip van afwegingen en effecten van die keuzes. Het gaat over economie.

Of het probleem een ​​precisie-engineeringprobleem is, hangt af van de vraag of de gereedschappen en technieken die een precisie-engineeringpraktijk vormen een economisch haalbare manier zijn om ontwerpdoelen te bereiken. Dit houdt in dat er rekening wordt gehouden met de financiële kosten voor ontwikkeling, productie en ondersteuning, net als nauwkeurigheid, gewicht en stijfheid.

Alleen al precisie-engineering biedt een reeks oplossingen voor elk probleem, zoals klemstabiliteit, van kinematische bevestigingen tot quasi-kinematische bevestigingen tot een eenvoudige set van drie machinaal bewerkte wisselplaten en uitsteeksels, gescheiden door een geschikte afstand. Welke oplossing geschikt is, hangt af van de toepassing.

Net zoals een werktuigbouwkundig ingenieur die met complexe systemen werkt, baat heeft bij kennis van elektronica en regeltechniek (en vice versa), kan begrip van precisie-engineeringprincipes en hun toepassing hiervan profiteren elke technicus, ingenieur of manager die betrokken is bij het maken van complexe systemen.