Wat is CNC-frezen?
Hoewel de methoden voor materiaalverwijdering verschillen, verwijderen CNC-boor- en freesmachines en CNC-draaibanken eerst elk materiaal om een onderdeel te produceren. Een bewerkingscentrum combineert meestal twee methoden en meerdere gereedschappen in één machine. Al deze hebben een multi-axiale beweging die het snijgereedschap rond en door het werkstuk leidt om de exacte gewenste vorm te creëren.
Het fundamentele verschil tussen de twee methoden is dat een freesmachine een roterend gereedschap gebruikt om op het werkstuk te snijden, terwijl een draaibank een roterend werkstuk is en het in elkaar grijpen wordt gedaan door het gereedschap.
Hoe werkt CNC frezen?
Vóór de introductie van digitale computerbesturing (CNC) werden freesmachines en draaibanken handmatig bediend. Zoals de naam al doet vermoeden, automatiseert CNC dit proces, waardoor het nauwkeuriger, betrouwbaarder en sneller wordt.
Nu codeert een getrainde operator de G-code (wat staat voor geometrische code) in de machine, meestal via software. Deze besturingsfreesmachines, die elk de slag en snelheid regelen, zodat ze materiaal kunnen boren, snijden en vormen om in een bepaalde maat te passen.
Er zijn veel verschillende soorten CNC-freesmachines. De meest voorkomende zijn 3-assige werktuigmachines, die langs de X-, Y- en Z-assen bewegen om gereedschappen voor 3D-productie te bieden. Een drieassige machine kan complexere functies produceren door het werkstuk te roteren en opnieuw in te stellen om invoer vanuit meerdere hoeken mogelijk te maken.
Op een vijfassige werktuigmachine wordt deze mogelijkheid geoptimaliseerd door beweging in twee richtingen toe te voegen, rotatie rond de X- en Y-as. Het is ideaal voor de productie van complexe en geavanceerde onderdelen. Het nadeel is echter dat het gebruik van deze techniek uw budget kan breken omdat complexiteit de kosten verhoogt. Geloof het of niet, met vijf bewegingsassen kun je elke driedimensionale geometrie definiëren. Het is echter niet praktisch om het werkstuk vast te houden en vrij in alle richtingen te draaien. Dit wordt een machine met 6, 7 of zelfs 12 assen. Maar tenzij u extreem complexe onderdelen nodig heeft, is het zeer onwaarschijnlijk dat u zo'n machine nodig heeft - omdat de investering enorm is, net als de grootte van de machine!
Wat is de volgende stap in NC-bewerking?
Zoals u ziet, vereist de ontwikkeling van steeds complexere CNC-freesmachines, die groter en duurder in aanschaf zijn, steeds meer expertise om te bedienen, wat veel tijd kost. Ook als u de CNC-bewerking uitbesteedt, zijn de kosten van deze complexiteit hoger, omdat gespecialiseerde fabrikanten hun investering moeten terugverdienen. Als u een extreem complex onderdeel heeft dat ongelooflijke precisie vereist en veel gebruik vereist, kunt u de investering misschien rechtvaardigen. Voor de meeste klussen is 3- of hooguit 5-assige bewerking meer dan voldoende.
Er is immers altijd meer dan één manier om een probleem op te lossen -- vaak is het bijvoorbeeld veel beter en goedkoper om twee of meer minder complexe onderdelen te ontwerpen en ze vervolgens te bouten, lassen of verbinden als onderdeel van een secundair assemblageproces dan te proberen een uiterst complex enkel onderdeel te maken.
Dus waarom wordt er zoveel aandacht besteed aan het ontwikkelen van nieuwe dure en enorme machines die steeds minder winst opleveren? Het is een beetje zoals het Microsoft-kantoor. De meesten van ons gebruiken Word, maar in werkelijkheid gebruiken we waarschijnlijk maar 20% van wat het te bieden heeft. Toch blijft Microsoft nieuwe functies toevoegen, waarvan we de meeste misschien nooit nodig hebben, gebruiken of zelfs maar kennen.
In plaats van steeds kleinere incrementele verbeteringen aan het proces aan te brengen, vinden we dat we het proces zelf moeten verbeteren. Hier kunnen we echte winst boeken.
proces automatisering
Laten we teruggaan naar het begin en het proces van het maken van een onderdeel onderzoeken.
Het begint allemaal met de ontwerper die de vereiste onderdelen of componenten op zijn CAD-systeem ontwerpt. Gewoonlijk programmeert een ervaren persoon de G-code voor Computer Aided Manufacturing (CAM).
Maar als het ontwerp eenmaal op zijn plaats is, waarom nog een stap toevoegen? Het goede nieuws is dat er veel CAD-pakketten zijn die u kunt gebruiken om uw CAD naar G-code te converteren, maar we moeten een stapje terug doen.
Als u eenmaal uw onderdeel hebt ontworpen, hoe weet u dan dat het kan worden vervaardigd met behulp van CNC-bewerking met de door u gewenste toleranties? Uw CAD moet de digitale draad zijn die alles verbindt met weinig of geen menselijke tussenkomst.
Met Industrie 4.0 zouden we immers allemaal in een verbonden wereld moeten leven. Veel van het werk van CNC-bewerking is nog steeds afhankelijk van ervaren machinisten. Wanneer u uw ontwerp instuurt, controleert meestal één persoon of het gemaakt kan worden met een bekend proces. Als dit niet het geval is, moet u hiervan op de hoogte worden gesteld, zodat u het ontwerp opnieuw kunt ontwerpen of optimaliseren.
Bij Protolabs hebben we dit proces geautomatiseerd. Zodra u uw CAD-gegevens heeft verzonden, controleert onze software de haalbaarheid ervan en genereert een offerte. Als voorgestelde wijzigingen nodig zijn, worden deze aan uw CAD getoond in een haalbaarheidsrapport dat automatisch door de software wordt gegenereerd. Zodra u akkoord gaat met het ontwerp en de fabricage, maakt onze software de code die nodig is voor de fabricage zoals gespecificeerd in het offerteblad.
Sneller en voordeliger
Dit maakt het proces sneller en kosteneffectiever, wat een echt verschil kan maken voor kleine tot middelgrote opdrachten of voor het maken van prototypen en het testen van nieuwe onderdelen.
Dankzij automatisering is de dienstverlening voor iedereen gelijk, ongeacht de omvang van het project. Het is begrijpelijk dat traditionele ingenieursbureaus prioriteit geven aan projecten waarmee ze meer geld kunnen verdienen -- of dit nu komt door de omvang van het werk of de complexiteit van de benodigde onderdelen -- uiteraard afhankelijk van hun capaciteiten.
Automatisering van processen maakt het speelveld gelijk. Dus voor prototyping of een klein of middelgroot aantal onderdelen kunt u nog steeds profiteren van dezelfde snelheid en kwaliteit van de dienstverlening.
Omdat al deze informatie vanaf het begin wordt gegenereerd en verzameld, kunnen we op maat gemaakte CNC-gefreesde kunststof en metalen onderdelen in slechts 24 uur snijden en verzenden. Als u niet al te veel haast heeft, kunt u kiezen voor een latere leverdatum en zo uw kosten verlagen - u kunt zelfs de voorwaarden zelf bepalen.
Het proces begint met uw CAD, wat betekent dat nadat u uw onderdeel hebt ontworpen, we een digitale lijn hebben die we tijdens het hele CNC-bewerkingsproces kunnen gebruiken - van uw computer tot levering.
Automatiseren is niet alleen een kwestie van CNC frezen en draaien. Het omvat alles vanaf het ontwerp. Dit is de toekomst van CNC-frezen. Dit is echte Industrie 4.0-actie.
