Während der computergesteuerten numerischen Bearbeitung (CNC) bewegen sich Produktionsgeräte und Werkzeuge gemäß der Computersoftware. Das Programm kann zur Bedienung verschiedener komplexer Maschinen verwendet werden, einschließlich Fräsmaschinen, CNC-Fräsmaschinen, Drehmaschinen und Schleifmaschinen. Dreidimensionale Schnitte können mit einem Satz von Anweisungen durch CNC-Bearbeitung durchgeführt werden. In diesem Artikel werden wir einige Grundlagen von CNC-Maschinen diskutieren und umfassende Informationen über verschiedene Arten von CNC-Maschinen liefern. Wenn Sie mit dem CNC-Prozess und seiner Funktionsweise vertraut sind, können Sie die Schwierigkeiten beim effektiven Einsatz von Daten für die CNC-Bearbeitung oder das Schneiden besser verstehen. Denken Sie daran, dass CNC-Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Metallen oder anderen Materialien unterschiedlich sind. Wir hoffen, dass der folgende Artikel Ihnen hilft, den Bearbeitungsprozess besser zu verstehen und die Arten von CNC-Werkzeugmaschinen zu erklären, was sich positiv auf die Verbesserung der Produktionsgeschwindigkeit in Ihrem Betrieb auswirken wird.
Arten von CNC-Maschinen - Eigenschaften
Die derzeit beliebtesten Arten von CNC-Maschinen sind folgende:
- CNC-Fräsmaschine
- CNC-Drehmaschine
- CNC-Bohrmaschine
- CNC-Laserschneidmaschine
- CNC-Schleifmaschine
- CNC-Wasserstrahlschneidmaschine
- CNC-Plasmaschneidmaschine
- CNC-Elektroerosionsmaschine
- Fräsmaschine CNC
- 3D-Drucker
Fräsmaschine, Arten von CNC-Maschinen
Einige der beliebtesten CNC-Maschinen sind Fräsmaschinen, die integrierte Werkzeuge enthalten, die am häufigsten zum Bohren und Schneiden verwendet werden. Um das Spindel in verschiedene Richtungen zu positionieren und zu bewegen, entwickelt und konvertiert das Werk spezielle Programme, die aus Buchstaben und Zahlen bestehen (G-Code). Jede Bewegung und Bewegung der Spindel und des Werkzeugs wird durch den Computercode gesteuert und geleitet, um eine genaue Schnitt- und Umwandlung des bearbeiteten Gegenstands in ein geplantes kundenspezifisches Element zu gewährleisten. Einige typische Aufgaben, die eine CNC-Fräsmaschine ausführen kann, umfassen Gewindeschneiden, Drehen, Bohren, Stirnfräsen und Walzen-Stirnfräsen. CNC-Fräsmaschinen sind in Konfigurationen von drei bis sechs Achsen erhältlich. Die drei Achsen in der einfachsten 3-Achsen-CNC repräsentieren Bewegung in der X-Achse (horizontal), der Y-Achse (vertikal) und der Z-Achse (Tiefe). Im Vergleich zu anderen CNC-Geräten, wie CNC-Routern, sind CNC-Fräsmaschinen relativ groß und teuer. Einige der bekanntesten Hersteller großer CNC-Fräsmaschinen sind Okuma, Haas und DMG Mori.
Drehmaschine, Arten von CNC-Maschinen
Mit dieser CNC-Maschine können Sie viele praktische Dinge tun. Sie sind grundsätzlich kürzer und kompakter als CNC-Fräsmaschinen, da sie weniger Achsen haben. Der Hauptteil ist die Drehmaschine, die das Programm steuert und Materialien an den Computer sendet. Sie wird derzeit oft wegen ihrer Geschwindigkeit und Präzision verwendet. Nach der Erstkonfiguration kann sie leicht von normalen Menschen bedient werden.
Bohrmaschine, Arten von CNC-Maschinen
Ähnlich wie herkömmliche Bohrer verwenden CNC-Bohrmaschinen rotierende Fräser, um Löcher in stationären Objekten zu bohren. Allerdings sind CNC-Bohrmaschinen präziser und flexibler als herkömmliche Bohrer, da sie auf CNC-Technologie basieren. Zum Beispiel können Löcher mit Toleranzen so klein wie 0,001 mm von CNC-Bohrmaschinen bearbeitet werden. Darüber hinaus arbeiten sie mit einer breiten Palette von Materialien, einschließlich Holz, Kunststoff und Metall. Viele CNC-Bohrmaschinen haben zudem einen Werkzeugkopf, der mehrere Bohrer aufnehmen kann und ein schnelles Wechseln zwischen ihnen während der Produktion ermöglicht. Wenn Naben, Zahnradrohlinge und maschinell bearbeitete Wellen produziert werden sollen, sollte daher eine CNC-Bohrmaschine verwendet werden.
Arten von CNC-Maschinen für Laserschneiden
CNC-Laserschneider ähneln CNC-Plasmaschneidern in Bezug auf die Fähigkeit, harte Materialien zu schneiden. Aber im Gegensatz zu Plasmaschneidern, die Plasma verwenden, nutzen CNC-Laserschneider ein starkes und stark fokussiertes Laserlicht (ionisiertes Gas), um die Aufgabe zu erfüllen. CNC-Laserschneider bieten im Allgemeinen eine größere Präzision und eine bessere Oberflächenqualität als CNC-Plasmaschneider, da der Laser weniger Berührungs- und Spreizpunkte als die Brenner hat. Darüber hinaus sind CNC-Laserschneider deutlich teurer als CNC-Plasmaschneider mit den gleichen Parametern (Genauigkeit und Schnitttiefe). CNC-Plasmaschneider bieten jedoch eine größere Schneidleistung, da Plasma stärker als Laser ist. Sie werden am häufigsten zum Schneiden von Holz, Metall und Kunststoffen verwendet. Die Laserleistung kann je nach Dichte und Härte des Materials eingestellt werden, wodurch das Material leicht durchschnitten wird. Die Form des Materials ist in der Regel ein Blatt in einem CNC-Laserschneider. Das Material wird dann präzise von dem hin und her bewegenden Laserstrahl geschnitten. Um einen präzisen Schnitt auszuführen, verdampft oder schmilzt die thermische Wirkung des Lasers das Material. CNC-Laserschneider können oft eine Vielzahl von Mustern im Vergleich zu anderen Schneidgeräten erzeugen. Die oft entstehenden Schnitte und Kanten sind so fein und sauber, dass kein Polieren mehr erforderlich ist. Daher werden CNC-Lasergravurmaschinen oft zur Herstellung von Teilen und Maschinenteilen für die Gravur verwendet. Lasergravur wird weit verbreitet in dekorativen Handwerken eingesetzt, einschließlich Beschilderung, Holzkunst und Glasgravur. Wenn enge Toleranzen und präzise Ergebnisse erforderlich sind, verwenden Sie CNC-Laserschneiden.
CNC-Schleifmaschine
Dies ist ein gut gemachtes Werkzeug, das Metall von Metall trennt, indem es rotierende Räder verwendet. Nockenwellen, Kugellager, Antriebswellen und andere funktionale Teile, die eine genaue Verarbeitung erfordern, werden oft auf CNC-Schleifmaschinen bearbeitet. Zylindrische Teile werden in der Regel mit CNC-Schleifmaschinen hergestellt. Mit Schleifmaschinen können auch andere Arten von bearbeiteten Gegenständen hergestellt werden.
CNC-Wasserstrahlschneidemaschine
Wie der Name schon sagt, verwenden CNC-Wasserstrahlschneider zur Materialbearbeitung Wasserstrahlen unter hohem Druck. CNC-Wasserstrahlschneiden ist oft die erste Wahl bei der Arbeit mit temperaturempfindlichen Materialien wie Kunststoffen und Aluminium, die bei hohen Temperaturen schmelzen können. Obwohl diese Maschinen nur mit Wasser schneiden können, werden dem Wasser oft zusätzliche abrasive Materialien wie Granat oder Aluminiumoxid hinzugefügt, um die Schneidleistung zu erhöhen. CNC-Wasserstrahlschneider sind teurer als Plasmaschneider, wenn man ihre Spezifikationen vergleicht. Sie sind jedoch billiger als ein CNC-Laserschneider mit den gleichen Spezifikationen. Ein Nachteil von CNC-Wasserstrahlschneidern ist, dass sie langsamer arbeiten als CNC-Plasmaschneider und CNC-Laserschneider.
CNC-Plasmaschneidmaschine
Ähnlich wie Laserschneider bieten CNC-Plasmaschneider eine hohe Schneidpräzision und eine breite Materialkompatibilität. Sie unterscheiden sich von Laserschneidern nur dadurch, dass sie zum Schneiden eine Plasmflamme verwenden. Plasmabrenner erzeugen hochenergetisches Plasma (oder elektrisch geladenes Gas) bei Temperaturen bis zu 50.000 ° F. Alles, was Strom leitet, wird mühelos durch diese enorme Hitze geschnitten.
CNC Elektroentladungsmaschine
Sie wird auch als Funken bezeichnet. Eine einzigartige Art von CNC-Maschine, die elektrische Entladungen zur Bearbeitung des Materials in die gewünschte Form verwendet. Die Entladung kann das Material, mit dem sie geliefert wird, beschädigen, da sie einen temporären Effekt hat. CNC-Elektroerosionsmaschinen verwenden sie zur Formgebung von Materialien durch Erzeugung kontrollierter Funken. Das Material wird oben und unten an den Elektroden platziert, und der Computer bestimmt, wie viele Entladungen die Elektroden erzeugen werden.
CNC-Fräsmaschine
Die CNC-Fräsmaschine wird hauptsächlich für weichere Materialien verwendet und ist weniger präzise. Die Kosten für einen CNC-Router sind deutlich niedriger als die Kosten für eine CNC-Fräsmaschine. Sie können eine hochwertige CNC-Fräsmaschine für weniger als 800 PLN kaufen, im Vergleich zu einer grundlegenden CNC-Fräsmaschine, die über 45.000 Zloty kostet. Um Materialien wie Holz, Stahl, Verbundwerkstoffe, Aluminium, Schaumstoff und Kunststoffe in gewünschte Muster und Formen zu bearbeiten, verwenden CNC-Router eine numerische Computersteuerung, um den Weg der Spindel und den Maschinenpfad zu bestimmen. Die mechanische Basis, die Spindel, der Schrittmotor-Controller, der Schrittmotor, der Controller und das Netzteil sind die grundlegenden Elemente eines CNC-Gravurmaschine. CNC-Plotter beschleunigen die Produktion, indem sie die Abfallmenge reduzieren, die Genauigkeit verbessern und die Produktivität steigern. Die meisten CNC-Fräsmaschinen eignen sich gut für die Erstellung bescheidener Projekte, die Bearbeitung von grundlegenden und komplexen Prototypen in allen drei Dimensionen. CNC-Fräsmaschinen sind in verschiedenen Achsen erhältlich, von drei bis sechs.
3D-Drucker
Dies ist eine CNC-Maschine, die ein Projekt nach dem anderen druckt. CAD- und CAM-Prozesse werden zur Entwicklung von Projekten und Zeichnungen verwendet, die dann mit 3D-Druckern reproduziert werden. CNC-Maschinen werden in 3D-Druckereien und anderen Konstruktionen verwendet.
Vorteile und Einschränkungen der CNC-Bearbeitung
Vorteile:
CNC-Maschinen helfen Herstellern, die Produktivität und Genauigkeit zu erhöhen und das Risiko menschlicher Fehler zu reduzieren, indem sie die Automatisierung verschiedener Produktionsprozesse ermöglichen, die sonst manuell durchgeführt werden müssten. Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass:
- CNC-Bearbeitung ist ideal für die Produktion vieler Teile
- Auf CNC-Maschinen können verschiedene Materialien bearbeitet werden
- CNC-Ausrüstung produziert Gegenstände schnell
- CNC-Ausrüstung ist sehr präzise
- CNC-Bearbeitung bietet verschiedene Veredelungsoptionen
Einschränkungen:
Die Möglichkeiten einer CNC-Maschine können durch die Komplexität und das Alter ihrer Steuerungs- und Antriebssysteme eingeschränkt sein. Die meisten CNC-Steuerungen unterstützen nur kreisförmige und lineare Bewegungen. Auf vielen Maschinen sind Bögen generell nur in der Grundebene XYZ erlaubt. Die Drehachse kann als lineare Bewegung behandelt werden, jedoch nur in Grad und nicht im Raum. Zwei oder mehr Achsen müssen interpolieren (sich in präziser Synchronisation bewegen), um eine kreisförmige oder lineare Bewegung in einem Winkel zur Hauptachse zu erzeugen. Dreh- und Linearachsen können auch gleichzeitig interpoliert werden. Fünfachsige Maschinen erfordern eine präzise Synchronisation aller fünf Achsen, was eine schwierige Aufgabe ist. Es ist sehr wichtig, dass die Maschinensteuerung eingehende Daten schnell interpretieren, Befehle an das Antriebssystem senden und die Geschwindigkeit und Position der Maschine verfolgen kann. Ältere und billigere Hardware ist in dieser Hinsicht natürlich weniger leistungsfähig, ebenso wie ältere Computer anspruchsvolle Aufgaben effizienter und schneller ausführen als moderne Computer.
Anwendung von CNC-Technologie
Obwohl wir normalerweise an Computer der letzten zwei Jahrzehnte denken, existiert die CNC-Technologie bereits seit den vierziger Jahren des 20. Jahrhunderts. Seitdem hat sich CNC erheblich weiterentwickelt und hat heute eine breite Palette neuer Anwendungen. Lassen Sie uns einige der wichtigsten Anwendungen und Vorteile der CNC-Bearbeitung besprechen.
CNC-Maschinen sind wiederholbar
Der Hauptvorteil des CNC-Prägens besteht darin, dass nach der Definition des Projekts das Material in der Lage sein wird, so viele Kopien des Projekts wie möglich zu produzieren. Nach der Installation der Anwendung können Sie sie speichern und jederzeit verwenden, unabhängig davon, ob Sie ein Schild erstellen, ein Zeichen gravieren, eine Dekoration oder ein Autoteil.
Zahnmedizinisches Material
Sie könnten überrascht sein, wenn Sie erfahren, wie oft Zahnärzte CNC-Maschinen verwenden, insbesondere bei der Anbringung von Zahnkronen. Obwohl Holz und Blech normalerweise mit CNC-Diensten hergestellt werden, können sie viel mehr produzieren. Sogar Kronen und Implantate können mit CNC-Software geschnitten werden, da die Technologie so präzise ist. Das Schöne an diesem Verfahren ist, dass es sehr einfach einzurichten ist und mit hoher Genauigkeit eine Krone erstellen kann, die genau dort passt, wo sie im Mund vorgesehen ist.
Militärausrüstung
Du kennst wahrscheinlich die Kontroversen um 3D-Drucker aufgrund ihrer Fähigkeit, Waffen ohne Seriennummern herzustellen. CNC-Maschinen jedoch existieren schon lange und hatten immer dieses Potenzial. Darüber hinaus können CNC-Maschinen sogar zur Modifikation von Gewehren durch Hinzufügen von Griffen und anderen Zubehörteilen verwendet werden. Der einzige Unterschied zu einem 3D-Drucker ist die Menge an Material, die zum Start benötigt wird. Obwohl die Herstellung von Schusswaffen ohne Lizenz verboten ist, stellen viele verschiedene Schusswaffenhersteller ihre Produkte auf CNC-Fräsmaschinen her. Militär- und Verteidigungssektoren nutzen oft die CNC-Fertigung zur Herstellung verschiedener Arten von Waffen außer Schusswaffen. Ein großer Teil der Ausrüstung in der gesamten Branche stammt aus der CNC-Fertigung.
Bauwesen
Auch wenn es nicht überraschend ist, ist CNC-Fräsen auch im Bauwesen sehr nützlich. Selbst der qualifizierteste Tischler kann Schwierigkeiten haben, die für einige Arbeiten erforderliche Präzision zu erreichen, insbesondere bei der Arbeit mit bestehenden Strukturen.
Transport
Dies ist ein weites Feld, da die von der CNC-Technologie in diesem Bereich erbrachten Dienstleistungen sehr vielfältig sind. Die CNC-Technologie wird in vielfältiger Weise von der Luftfahrt-, Eisenbahn- und Automobilindustrie genutzt, da sie ein so breites Spektrum an Dienstleistungen bietet. Um die korrekte Funktion jedes Flugzeugteils in Tausenden von Fuß Höhe zu gewährleisten, muss jedes Teil mit großer Präzision hergestellt werden. Daher hat die Industrie traditionell auf Zerspanungsdienstleistungen vertraut. Um die Sicherheit zu gewährleisten, mussten auch Eisenbahnlinien und Autos entsprechend gebaut werden. Autohersteller müssen sicherstellen, dass die Qualitätskontrolle ihr Hauptziel ist, da jedes Jahr über 70 Millionen Fahrzeuge produziert werden. Überall muss Einheitlichkeit herrschen. Da Maschinen eine größere Regelmäßigkeit als Menschen gewährleisten können, sind CNC-Dienstleistungen in dieser Branche sehr nützlich.
Entwicklungsforschung
Prototypen sind für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in fast jedem Sektor unerlässlich, zusammen mit einem gewissen Grad an Versuch und Irrtum. Dies umfasst Physik, Chemie, Biotechnologie, Tischlerei und andere Disziplinen. Jedes Konzept, das Ihnen in den Sinn kommt, kann mit meisterhafter Präzision durch CNC-Bearbeitung umgesetzt werden. Von Anfang an hat fast jede Branche, an die Sie denken können, CNC zur Erstellung genauer Prototypen verwendet und tut dies immer noch.
Nischenproduktion
In Wirklichkeit können CNC-Maschinen fast alles herstellen, was aus einer angemessenen Menge irgendeines Materials hergestellt werden muss. Welche andere Maschine kann innerhalb weniger Stunden eine Tür, eine Spinnrolle, eine elektrische Gitarre und eine zahnärztliche Krone herstellen? Die CNC-Technologie hat den Produktionsstandard in allen professionellen und modischen Sektoren erhöht und die computergesteuerte Steuerung von numerischen Geräten wird von Tag zu Tag besser.