Trong sản xuất ngắn hạn, thật khó để gọi tên một công nghệ tốt hơn gia công CNC.Nó mang lại sự kết hợp toàn diện của các ưu điểm bao gồm tiềm năng thông lượng cao, độ chính xác và độ lặp lại, nhiều lựa chọn vật liệu và dễ sử dụng.Trong khi hầu hết mọi máy công cụ đều có thể được điều khiển số, thì gia công điều khiển số trên máy tính thường đề cập đến phay và tiện nhiều trục.
Để tìm hiểu thêm về cách gia công CNC được sử dụng cho gia công tùy chỉnh, sản xuất số lượng ít và tạo mẫu, engineering.com đã nói chuyện với Wayken Rapid Manufacturing, một dịch vụ sản xuất nguyên mẫu tùy chỉnh có trụ sở tại Thâm Quyến về vật liệu, công nghệ, ứng dụng và hoạt động của máy công cụ CNC .
Khi nói đến vật liệu, nếu nó ở dạng tấm, tấm hoặc thanh, rất có thể bạn có thể chế tạo nó.Trong số hàng trăm hợp kim kim loại và polyme nhựa có thể được gia công, nhôm và nhựa kỹ thuật là phổ biến nhất để gia công nguyên mẫu.Các bộ phận nhựa được thiết kế để đúc trong sản xuất hàng loạt thường được gia công trong giai đoạn nguyên mẫu để tránh chi phí cao và thời gian làm khuôn.
Tiếp cận với nhiều loại vật liệu đặc biệt quan trọng khi tạo mẫu.Bởi vì các vật liệu khác nhau có giá thành khác nhau và các tính chất cơ học và hóa học khác nhau, có thể ưu tiên cắt nguyên mẫu bằng vật liệu rẻ hơn những gì được lên kế hoạch cho sản phẩm cuối cùng hoặc một vật liệu khác có thể giúp tối ưu hóa độ bền, độ cứng hoặc trọng lượng của bộ phận liên quan đến thiết kế của nó.Trong một số trường hợp, vật liệu thay thế cho nguyên mẫu có thể cho phép một quy trình hoàn thiện cụ thể hoặc được chế tạo bền hơn một bộ phận sản xuất để tạo điều kiện cho quá trình thử nghiệm.
Điều ngược lại cũng có thể xảy ra, với các vật liệu hàng hóa chi phí thấp thay thế nhựa kỹ thuật và hợp kim kim loại hiệu suất cao khi nguyên mẫu được sử dụng cho các mục đích chức năng đơn giản như kiểm tra độ phù hợp hoặc xây dựng mô hình.
Mặc dù được phát triển để gia công kim loại, chất dẻo có thể được gia công thành công với kiến thức và thiết bị chính xác.Cả nhựa nhiệt dẻo và vật liệu nhiệt rắn đều có thể gia công được và rất hiệu quả về chi phí so với khuôn phun ngắn hạn cho các bộ phận nguyên mẫu.
So với kim loại, hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo như PE, PP hoặc PS sẽ nóng chảy hoặc cháy nếu được gia công bằng các nguồn cấp dữ liệu và tốc độ phổ biến trong quá trình gia công kim loại.Tốc độ dao cắt cao hơn và tốc độ tiến dao thấp hơn là phổ biến, và các thông số dụng cụ cắt như góc cào là rất quan trọng.Kiểm soát nhiệt trong vết cắt là điều cần thiết, nhưng không giống như kim loại, chất làm mát thường không được phun vào vết cắt để làm mát.Có thể sử dụng khí nén để làm sạch phoi.
Nhựa nhiệt dẻo, đặc biệt là các loại hàng hóa chưa được làm đầy, biến dạng đàn hồi khi tác dụng lực cắt, gây khó khăn cho việc đạt được độ chính xác cao và duy trì dung sai gần, đặc biệt là đối với các tính năng và chi tiết nhỏ.Ánh sáng ô tô và thấu kính đặc biệt khó khăn.
Với hơn 20 năm kinh nghiệm gia công nhựa CNC, Wayken chuyên về các nguyên mẫu quang học như thấu kính ô tô, dẫn hướng ánh sáng và phản xạ.Khi gia công nhựa trong như polycarbonate và acrylic, việc đạt được độ hoàn thiện bề mặt cao trong quá trình gia công có thể làm giảm hoặc loại bỏ các hoạt động xử lý như mài và đánh bóng.Gia công siêu nhỏ bằng cách sử dụng gia công kim cương một điểm (SPDM) có thể cung cấp độ chính xác dưới 200 nm và cải thiện độ nhám bề mặt nhỏ hơn 10 nm.
Trong khi các dụng cụ cắt cacbua thường được sử dụng cho các vật liệu cứng hơn như thép, có thể khó tìm được dạng hình học của dụng cụ phù hợp để cắt nhôm trong các dụng cụ cacbua.Vì lý do này, các dụng cụ cắt thép tốc độ cao (HSS) thường được sử dụng.
Gia công nhôm CNC là một trong những lựa chọn vật liệu tiêu biểu nhất.So với nhựa, nhôm được cắt ở tốc độ và tốc độ cấp liệu cao, và có thể được cắt khô hoặc bằng dung dịch làm mát.Điều quan trọng cần lưu ý là loại nhôm khi thiết lập để cắt nó.Ví dụ, 6000 lớp rất phổ biến, và chứa magiê và silicon.Những hợp kim này cung cấp khả năng làm việc vượt trội so với 7000 lớp, chẳng hạn, có chứa kẽm như một thành phần hợp kim chính và có độ bền và độ dẻo dai cao hơn.
Điều quan trọng cần lưu ý là ký hiệu nhiệt độ của vật liệu nhôm.Những ký hiệu này chỉ ra quá trình xử lý nhiệt hoặc làm cứng biến dạng, ví dụ, vật liệu đã trải qua và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trong quá trình gia công và trong quá trình sử dụng cuối cùng.
Gia công CNC năm trục phức tạp hơn so với máy ba trục, nhưng chúng đang được ưa chuộng trong ngành công nghiệp sản xuất do một số lợi thế công nghệ.Ví dụ: cắt một bộ phận có các tính năng ở cả hai mặt có thể nhanh hơn nhiều với máy 5 trục, vì bộ phận có thể được cố định theo cách mà trục chính có thể tiếp cận cả hai bên trong cùng một thao tác, trong khi với máy 3 trục , phần này sẽ yêu cầu hai hoặc nhiều thiết lập.Máy 5 trục cũng có thể tạo ra các dạng hình học phức tạp và bề mặt hoàn thiện tốt để gia công chính xác vì góc của dao có thể phù hợp với hình dạng của chi tiết.
Bên cạnh các máy nghiền, máy tiện và trung tâm tiện, máy EDM và các công cụ khác có thể được điều khiển bằng CNC.Ví dụ, máy nghiền CNC + trung tâm tiện là phổ biến, cũng như EDM dây và chìm.Đối với nhà cung cấp dịch vụ sản xuất, cấu hình máy công cụ linh hoạt và thực hành gia công có thể tăng hiệu quả và giảm chi phí gia công.Tính linh hoạt là một trong những lợi ích chính của trung tâm gia công 5 trục và khi kết hợp với giá mua máy cao, một cửa hàng được khuyến khích duy trì hoạt động 24/7 nếu có thể.
Gia công chính xác đề cập đến các hoạt động gia công cung cấp dung sai trong khoảng ± 0,05mm, được áp dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, thiết bị y tế và hàng không vũ trụ.
Ứng dụng điển hình của Gia công vi tinh là Gia công kim cương một điểm (SPDM hoặc SPDT).Ưu điểm chính của gia công kim cương là dành cho các bộ phận được gia công tùy chỉnh với yêu cầu gia công nghiêm ngặt: độ chính xác hình thức nhỏ hơn 200 nm cũng như cải thiện độ nhám bề mặt nhỏ hơn 10 nm.Trong sản xuất nguyên mẫu quang học như các bộ phận bằng nhựa trong hoặc kim loại phản chiếu, việc hoàn thiện bề mặt trong khuôn là một yếu tố quan trọng cần xem xét.Gia công kim cương là một cách để tạo ra bề mặt có độ chính xác cao, độ hoàn thiện cao trong quá trình gia công, đặc biệt là đối với PMMA, PC và hợp kim nhôm.Các nhà cung cấp chuyên gia công các thành phần quang học từ nhựa có chuyên môn cao, nhưng cung cấp dịch vụ có thể giảm đáng kể chi phí so với khuôn mẫu ngắn hạn hoặc khuôn mẫu.
Tất nhiên, gia công CNC được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp sản xuất để sản xuất các bộ phận và dụng cụ sử dụng cuối cùng bằng kim loại và nhựa.Tuy nhiên, trong sản xuất hàng loạt, các quá trình khác như kỹ thuật đúc, đúc hoặc dập thường nhanh hơn và rẻ hơn so với gia công, sau khi chi phí ban đầu của khuôn và dụng cụ được phân bổ cho một số lượng lớn các bộ phận.
Gia công CNC là quy trình ưa thích để sản xuất nguyên mẫu bằng kim loại và nhựa vì thời gian quay nhanh so với quy trình như kỹ thuật in 3D, đúc, đúc hoặc chế tạo, đòi hỏi khuôn mẫu, khuôn dập và các bước bổ sung khác.
Sự linh hoạt của 'nút nhấn' này trong việc biến tệp CAD kỹ thuật số thành một phần thường được những người đề xuất in 3D chào mời như một lợi ích chính của in 3D.Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, CNC cũng được ưu tiên hơn in 3D.
Có thể mất vài giờ để hoàn thành mỗi khối lượng xây dựng của các bộ phận in 3D, trong khi gia công CNC mất vài phút.
In 3D xây dựng các bộ phận theo từng lớp, điều này có thể dẫn đến độ bền dị hướng của bộ phận, so với một bộ phận được gia công được làm từ một mảnh vật liệu duy nhất.
Phạm vi vật liệu hẹp hơn có sẵn cho in 3D có thể hạn chế chức năng của nguyên mẫu in, trong khi nguyên mẫu đã gia công có thể được làm bằng vật liệu tương tự như phần cuối cùng.Nguyên mẫu được gia công CNC có thể được sử dụng cho các vật liệu thiết kế sử dụng cuối cùng để đáp ứng xác minh chức năng và xác minh kỹ thuật của nguyên mẫu.
Các tính năng in 3D như lỗ khoan, lỗ gõ, bề mặt giao phối và bề mặt hoàn thiện yêu cầu xử lý sau, thường là thông qua gia công.
Mặc dù in 3D cung cấp những lợi thế như một công nghệ sản xuất, nhưng máy công cụ CNC ngày nay cung cấp nhiều lợi thế tương tự nhưng không có nhược điểm nhất định.
Máy CNC quay vòng nhanh có thể được sử dụng liên tục, 24 giờ một ngày.Điều này làm cho việc gia công CNC trở nên kinh tế đối với các bộ phận sản xuất trong thời gian ngắn đòi hỏi nhiều hoạt động.
Để tìm hiểu thêm về gia công CNC cho nguyên mẫu và sản xuất ngắn hạn, vui lòng liên hệ với Wayken hoặc yêu cầu báo giá qua trang web của họ.
Bản quyền © 2019 engineering.com, Inc. Mọi quyền được bảo lưu.Đăng ký hoặc sử dụng trang web này cấu thành sự chấp nhận Chính sách Bảo mật của chúng tôi.
Thời gian đăng: 30-11-2019