מדריך סוגי מכונות CNC: הסבר על סוגים, הגדרות, שימושים ועלויות

ה עיבוד CNC התהליך כולל שימוש בתוכנת מחשב כדי לתכנת את התנועה של ציוד וכלי ייצור. שיטה זו משמשת בדרך כלל להפעלת מכונות מורכבות כגון טחנות, מחרטות, נתבי CNC ומטחנות. עם עיבוד CNC, ניתן להשלים משימות חיתוך תלת מימדיות באמצעות סט הוראות אחד.

נכון להיום, קיימים סוגים שונים של מכונות CNC בשוק, כל אחת שונה במצב הפעולה שלה, כלי חיתוך, חומרים ומספר הצירים שהם יכולים לחתוך בו זמנית. מאמר זה נועד להציע הנחיות לגבי סוגי מכונות ה-CNC השונות הזמינים בהתבסס על סיווגים שונים ולהסביר כיצד לבחור את מכונת ה-CNC המתאימה ביותר לצרכים שלך.

13 סוגים של מכונות CNC המבוססות על הפונקציה

ניתן לסווג מכונות CNC בדרכים שונות, אחת מהן מבוססת על העיצוב והתפקוד שלהן. בסעיף זה, בהתבסס על סיווג זה, נחקור סוגים שונים של מכונות CNC, את השימושים שלהם ואת המגבלות של כל סוג.

1. נתב CNC

נתב CNC הוא מכונה שחולקת קווי דמיון עם כרסום CNC. עם זאת, הוא משמש בדרך כלל לעיבוד חומרים רכים יותר ועשוי להיות בעל דיוק מעט נמוך יותר בהשוואה למפעלי CNC.

נתב CNC טיפוסי מורכב ממרכיבים כגון בסיס מכני, ספק כוח, נול, נהגי צעד, מנועי צעד, ובקרים. בהשוואה לשיטות עיבוד שבבי מסורתיות, נתבי CNC מציעים יתרונות כגון פרודוקטיביות מוגברת, דיוק משופר, ובזבוז חומרים מופחתים, המאפשרים ייצור מהיר יותר של מוצרים.

בדומה למפעלי CNC, נתבי CNC זמינים בתצורות צירים שונות, החל משלושה עד שישה צירים. נתבי CNC ברמה התחלתית משתמשים לעתים קרובות במערכת 3 צירים כדי לגלף חלקי עבודה לצורות רצויות. בנוסף, ניתן לרכוש בנפרד חיבור לכלי סיבובי (4 צירים) לעיבוד חלקי עבודה מעוקלים.

נתבי CNC מצטיינים בניצול בקרה מספרית מחשב כדי לנתב ציר וכלי מכונה, המאפשרים עיצוב ועיצוב של חומרים שונים כגון אלומיניום, פלדה, פלסטיק, עץ, מרוכבים וקצף, כדי להשיג את העיצוב והצורה הסופיים הרצויים.

יישומים

נתבי CNC הם מכונות מגוונות ביותר המתאימות לחיתוך צורות מורכבות, בשימוש נרחב עבור יישומים שונים, כולל:

• רהיטי עץ מגולפים
• פיתוחים
• עיטורי פנים וחוץ
• גילופי דלת
• שילוט
• כלי נגינה

מגבלות

עם זאת, חשוב לשים לב למגבלות מסוימות של נתבי CNC, כגון:

• רמות רעש גבוהות: בשל נוכחותם של רכיבים כמו צירים, מערכות חילוץ ומערכות ואקום, נתבי CNC יכולים ליצור רעש משמעותי במהלך הפעולה.
• שאריות אבק: עבודה עם נתבי CNC גורמת לרוב לייצור של כמות ניכרת של אבק עץ או מתכת, מה שמוביל לאתגרים פוטנציאליים הקשורים לאבק בסביבת העבודה.

עֲלוּת

לגבי העלות של מכונות ניתוב CNC, המחירים ההתחלתיים שלהן נעים בדרך כלל בין $3,000 ל-$100,000. התעריפים לשעה עבור עבודת ניתוב CNC דומים לאלו של מכונות כרסום CNC.

2. מכונת קידוח CNC

מכונות קידוח CNC הן מכונות קידוח אוטומטיות עם יכולת לבצע חורים מדויקים ומורכבים בחלקי עבודה. הם מצוידים במקדחים מכניים מסתובבים שחודרים את חומר העבודה בצורה רדיאלית כדי ליצור חורים גליליים. העיצוב של מקדח מאפשר לחומר הפסולת, המכונה שבבים, ליפול מחומר העבודה. סוגים שונים של מקדחים זמינים עבור יישומים שונים, לרבות מקדחי מכונות ברגים, מקדחות ניקור, מקדחות נקודתיות וחורצים.

מכונת קידוח CNC שולטת אוטומטית בפרמטרים כגון מהירות הציר, קצב הזנה, קצב צניחה ועומק חיתוך, בהתבסס על ההוראות שסופקו על ידי מתכנת ה-CNC. מכונות אלו יכולות לעבד חומרים במהירויות גבוהות בהרבה בהשוואה לטכניקות קידוח ידני מסורתיות. מכונות אלו מצוידות בטכנולוגיות חכמות של החלפת כלים ומיצוב, התורמות להגברת הפרודוקטיביות שלהן.

יישומים

מכונות קידוח CNC מוצאות יישומים בתעשיות שונות, כולל:

• ייצור רכב
• בניית ספינות
• אסטרונאוטיקה
• מכונות הנדסיות
• ייצור עובש
• עיבוד עץ וייצור רהיטים

מגבלות

למכונות קידוח CNC יש מגבלות מסוימות שיש לקחת בחשבון:

מידות החור: לקידוח CNC יש מגבלות מבחינת מידות החורים שהוא יכול ליצור. ייתכן שהוא לא מתאים ליצירת חורים עמוקים או גדולים. יתר על כן, קוטרי חורים שונים דורשים מקדחים בגודל ספציפי.

עֲלוּת

העלות הממוצעת של מכונות קידוח CNC היא בערך $25,000.

3. מחרטת CNC

מכונות מחרטות CNC משתמשות בנקודה אחת כלי חיתוך להוציא חומר מחומר מסתובב ולעצב אותו לפי המפרט הרצוי. בהשוואה למחרטות ידניות, מכונות מחרטות CNC מציעות מהירות ודיוק משופרים בייצור המוצר המוגמר.

מכונות אלו מתאימות למגוון תהליכים, לרבות חיתוך, קידוח, סיבוב, שיוף, ציפוי, קידוח ועוד. בחריטת CNC, כלי שאינו מסתובב נע באופן ליניארי לאורך חומר עבודה מסתובב כדי ליצור נתיב חיתוך סליל או ספירלי. סוגים שונים של מחרטות CNC זמין בשוק כוללים מחרטות צריח, מחרטות מנוע ומחרטות מיוחדות המיועדות למטרות ספציפיות.

יישומים

למכונות חיתוך CNC יש מגוון רחב של יישומים בתעשיות ייצור שונות. כמה דוגמאות נפוצות כוללות:

• גלי זיזים
• חלקי רכב
• חביות אקדח
• גל ארכובה
• מחבטי בייסבול
• כלי נגינה
• שולחנות אוכל
• רגלי ריהוט

מגבלות

למחרטות CNC יש מגבלות מסוימות שיש לקחת בחשבון, כגון:

אופי סימטרי: מכונות אלו מתאימות בדרך כלל ליצירת רכיבים סימטריים וייתכן שלא יתאימו לייצור צורות א-סימטריות מותאמות אישית.

עֲלוּת

העלות הראשונית של מחרטות CNC יכולה להתחיל בסביבות $15,000, כאשר המחירים עולים על סמך מפרטי המכונה. התעריף השעתי לשימוש במחרטת CNC מתחיל בדרך כלל בסביבות $40 לשעה.

4. מכונת כרסום CNC

מכונות כרסום CNC השתמש בכלי חיתוך מרובי נקודות מסתובבים במהירות גבוהה כדי להסיר במדויק חומר מחומר עבודה המוחזק בדרך כלל במקום כדי ליצור צורות רצויות.

מפעלי CNC מצוידים במגוון מגוון של כלי חיתוך, כל אחד משרת מטרה מסוימת. דוגמאות נפוצות לכלי חיתוך המשמשים בכרסום CNC כוללות מקדחות, טחנות פנים, טחנות קצה, קורצים, וברזים. מכונות אלו זמינות בשניהם תצורות אנכיות ואופקיות, שכן כלי כרסום יכולים להיות מכוונים אנכית או אופקית.

יישומים

למכונות כרסום CNC יש יישומים מגוונים וניתן להשתמש בהן בתעשיות שונות למשימות כגון:

• יוצר ארון
• ייצור רהיטים
• דוגמנות אב טיפוס
• הפקת שילוט
• ייצור כלי נגינה

מגבלות

בעוד כרסום CNC הוא טכנולוגיה יעילה ביותר המאפשרת עיבוד עיבוד מדויק במהירות גבוהה, יש כמה מגבלות שצריך להיות מודע להן, כולל:

• הגבלת גודל: לכל מכונת כרסום CNC קיבולת מרבית לעיבוד גודל החלק, המסתמכת על מרחק נסיעה של הכלי וגודל מארז המכונה.
• מיומנות מפעיל: מפעילים מיומנים נדרשים להפעיל כרסמות CNC בצורה מדויקת, שכן טעויות מפעיל עלולות לגרום לסטיות בדייקנות ובבעיות עיצוב.
• עלות: חלק מהמשתמשים מחשיבים את העלות הראשונית של מכונת כרסום CNC כמגבלה. עם זאת, חשוב לציין שהיתרונות, כמו עיבוד שבבי מדויק, הופכים אותו להשקעה משתלמת בהשוואה לשיטות אלטרנטיביות.

עֲלוּת

העלות של מפעלי CNC יכולה להשתנות באופן משמעותי. ישנן אפשרויות זולות יותר זמינות, החל מ-$10,000 בערך לשימוש ביתי. מצד שני, סדנאות ייצור עשויות להשקיע מעל $200,000 במכונות כרסום.

העלות השעתית של כרסום CNC תלויה בציר המכונה. עבור מכונת CNC בעלת 3 צירים, העלות הממוצעת היא סביב $40 לשעה, בעוד שמכונות עם צירים גבוהים יותר יכולות לנוע עד $200 לשעה.

5. מכונת חיתוך פלזמה CNC

חותך פלזמה CNC מסוגל לספק חיתוכים מדויקים ומדויקים. הוא משיג זאת על ידי ניצול קשת פריקה חשמלית, בדומה לפיד פלזמה, המיינן את האוויר וממיס את החומר בנקודת המגע עם הקשת החשמלית. אולם, ה תהליך חיתוך פלזמה מתאים רק לחומרים מוליכים חשמלית, חומרים בשימוש נפוץ בחיתוך פלזמה כולל אלומיניום, נירוסטה, פלדה, פליז ונחושת.

יישומים

חותכי פלזמה CNC משמשים בדרך כלל עבור:

• ייצור רכב
• תיקוני רכב
• חנויות ייצור
• חילוץ וגרוטאות

מגבלות

ישנן מגבלות מסוימות שיש לקחת בחשבון בעת שימוש בחותכי פלזמה CNC:

• חומרים: חיתוך פלזמה מתאים רק לחיתוך מתכות וסגסוגות מוליכות. מגבלה זו מגבילה את השימוש בו בחומרים שאינם מתכתיים כגון עץ ופלסטיק.
• אזורים מושפעי חום: חיתוך פלזמה הוא תהליך שיוצר חום כדי להמיס את החומר, וכתוצאה מכך גלוי לעין אזורים מושפעי חום (HAZs) על אזור החתך.

עֲלוּת

העלות הראשונית של מכונת חיתוך פלזמה CNC יכולה לנוע בין $12,000 ל-$300,000, בהתאם לדגם ולמפרט. העלות הממוצעת לשעה של שימוש בחותך פלזמה CNC היא בערך $20 לשעה.

6. חותך לייזר CNC

חותכי לייזר CNC דומים לחותכי פלזמה CNC ביכולתם לחתוך חומרים קשים. עם זאת, חותכי לייזר CNC פועלים באמצעות קרן לייזר ממוקדת ביותר, בניגוד לחותכי פלזמה המנצלים גז מיונן.

בשל נקודת המגע הקטנה יותר והתפשטות תרמית של לייזרים, חותכי לייזר CNC מציעים בדרך כלל דיוק גבוה יותר וגימור משטח מעולה מאשר חותכי פלזמה CNC. עם זאת, חותכי לייזר CNC הם בדרך כלל יקרים יותר מחותכי פלזמה CNC עם יכולות דומות כגון דיוק ועומק חיתוך.

לחותכי לייזר CNC יש מגוון רחב יותר של גמישות חומרים והם משמשים בדרך כלל לחיתוך חומרים שונים כולל פלסטיק, נייר, בד, מתכות ועץ קשה. ניתן לכוונן את עוצמת הלייזר בהתאם לצפיפות וחוזק החומר, מה שמאפשר חיתוך יעיל.

חותכים אלו ידועים בגמישותם בייצור מגוון רחב של עיצובים, המבדילים אותם ממכונות חיתוך אחרות. החתכים והקצוות שנוצרים על ידי חותכי לייזר הם לרוב מדויקים ונקיים להפליא, ומבטלים את הצורך בתהליכי גימור נוספים. כתוצאה מכך, חותכי וחריטות לייזר CNC הן הבחירות המובילות לייצור רכיבי מכונות ו משימות חריטה. חריטה בלייזר משמש במיוחד בעבודות דקורטיביות כגון חריטת זכוכית, יצירת שלטים ואומנות עיבוד עץ.

ישנם סוגים שונים של מכונות חיתוך לייזר זמינות, מסווגות בהתאם לסוג מדיום הלייזר המשמש. קטגוריות אלה כוללות לייזר גז, לייזר נוזלי ולייזר מוצק. ההבחנה מבוססת על האם מדיום הלייזר הפעיל נמצא במצב גז, נוזלי או מוצק, וכן על ההרכב של מדיום הלייזר הפעיל (למשל, CO₂,Nd: YAG, וכו.). בין אלה, שני הסוגים העיקריים של לייזרים המועסקים בחותכי לייזר CNC הם שיתוף₂ ולייזרים במצב מוצק.

יישומים

למכונות חיתוך לייזר CNC יש מגוון רחב של יישומים, כולל:

• ייצור חלקי תעופה וחלל
• חיתוך מסגרות לרכב
• ייצור ציוד רפואי
• חריטה של חומרים שונים

מגבלות

ישנן מספר מגבלות שיש לקחת בחשבון בעת שימוש בחותכי לייזר CNC:

• עובי מוגבל: למכונות חיתוך בלייזר יש מגבלת עובי מקסימלית לחומרים שניתן לחתוך ביעילות.
• מומחיות טכנית: הפעלת מכונות חיתוך לייזר דורשת מפעילים מיומנים ביותר. בשל הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים בקרני לייזר, על המפעילים להיות בעלי המומחיות הדרושה כדי לשלוט במכונה כאשר קרן הלייזר נעה על חומר העבודה.

עֲלוּת

עלות רכישת מכונת חיתוך לייזר CNC יכולה לנוע בין $5,000 ל-$300,000, בהתאם למפרט ויכולות המכונה. העלות הממוצעת לשעה של שימוש בחותך לייזר CNC היא כ-$20 לשעה.

7. מכונת פריקה חשמלית CNC

מכונות פריקה חשמלית של CNC (EDM), המכונה בדרך כלל מכונות CNC ניצוץ, משתמשות בניצוצות חשמליים כדי לתפעל ולעצב חומרים. ה תהליך EDM ניתן לכנות גם שריפת תיל, שקיעת קוביות, עיבוד ניצוצות או שחיקת ניצוץ.

מכונות EDM מייצרות ניצוצות מבוקרות או פריקות חשמליות המגיעות לטמפרטורות גבוהות של עד 21,000 ℉ כדי לאדות את החומר ולהשיג את הצורה הרצויה. חומר העבודה ממוקם בין שתי אלקטרודות: האלקטרודה העליונה והתחתונה.

באמצעות קוד G שסופק, המחשב מורה לאלקטרודות לגבי כמות הפריקה החשמלית הנדרשת. כתוצאה מכך נוצרים ניצוצות המסירים בהדרגה חומר מחומר העבודה בהתבסס על העיצוב שצוין. כדי להקל על תהליך זה, משתמשים בנוזל דיאלקטרי כדי לשטוף או לשטוף את החומר הנצרך על ידי הניצוצות, להשלים את תהליך העיבוד.

EDM בולט ביכולתו ליצור חריצים מורכבים, חורים מיקרו ותכונות זוויתיות או מחודדות שיכולות להיות מאתגרות לעיבוד בשיטות CNC מסורתיות. זהו תהליך עיבוד ללא מגע מכיוון שהוא משתמש בניצוצות לחיתוך במקום ביטים או כרסום קצה. אופי זה ללא מגע הופך את EDM למתאים לעבודה על חלקי עבודה דקים עם עיצובים מורכבים ודיוק גבוה שעלולים להסיט כאשר הם נתונים לכוחות חיתוך.

יישומים

לחיתוך EDM יש יישומים שונים, כולל:

• ייצור תבניות הזרקה
• יציקת מתים
• אגרופים מרקים
• יצירת אב טיפוס

מגבלות

ישנן מגבלות מסוימות שיש לקחת בחשבון בעת שימוש במכונות פריקה חשמלית CNC:

• אילוצי חומרים: מכונות EDM יכולות לעבוד רק עם חומרים מוליכים ואינן מתאימות לעיבוד פלסטיק, קרמיקה, עץ או חומרים לא מוליכים אחרים.
• קצב חיתוך איטי: קצב החיתוך של מכונת EDM איטי יחסית כאשר עובדים על פינות ועקומות. זה נובע מהבלאי הגבוה של האלקטרודות שנגרם על ידי פריקות חשמליות חוזרות, וכתוצאה מכך ייצור כולל איטי יותר ועלויות מוגברות.

עֲלוּת

העלות של מכונת חיתוך CNC EDM חדשה מתחילה בדרך כלל ב-$15,000. העלות השעתית של הפעלת מכונות אלו היא כ-$25 לשעה, כאשר עלות חוט האלקטרודה מהווה מרכיב משמעותי מהעלות הכוללת.

8. מכונת גריסה CNC

מכונת השחזה CNC משתמשת בכלים שוחקים כדי להשיג גימור חלק ומדויק על מוצרים מעובדים. הוא משמש בדרך כלל עבור רכיבים כמו פירי הילוכים, גלי זיזים, מיסבים כדוריים וחלקי עבודה אחרים הדורשים משטח מדויק ומלוטש. חלקים רבים המיוצרים באמצעות מכונת השחזה CNC הם בעלי צורה גלילית. בדרך כלל, חומר העבודה מתחיל עם משטח מחוספס ומעוצב בתחילה באמצעות כרסום CNC או מחרטה לפני ההעברה אל מטחנת CNC לצורך פעולת השחזה הסופית להשגת הגימור הרצוי.

מטחנות CNC זמינות בסוגים שונים, כולל מטחנות גליליות, מטחנות משטחים ומטחנות גלילים, בין היתר. ישנו גם מגוון רחב של חומרים שוחקים המשמשים לטחינה, כגון תחמוצת אלומיניום, CBN מצופה או מזוגג, גלגלי השחזה של תערובת קרמיקה, גלגלי שיוף יהלומים ועוד רבים.

יישומים

למטחנות CNC יש מגוון רחב של יישומים, כולל:

• ייצור ברמת דיוק גבוהה הילוכים
• ייצור חלקי רכב
• יצירה רכיבי ציוד רפואי
• ייצור חלקי תעופה וחלל
• כלי עבודה ועיבוד שבבי מדויק

מגבלות

ישנן מגבלות שיש לקחת בחשבון בעת שימוש במטחנות CNC:

תהליך איטי: בעוד שמטחנות CNC מציעות הסרת חומרים מדויקת, הן פועלות בדרך כלל בקצב איטי יותר. זה הופך אותם לבלתי מתאימים ליישומים הדורשים חומרי עיצוב, מכיוון שהם משמשים בעיקר לגימור והחלקת משטחים.

עֲלוּת

מטחנות CNC נוטות להיות סבירות יחסית למכונות CNC אחרות. העלות של מטחנות משטח, גלילים או גליליות מתחילה בדרך כלל ב-$5,000. העלות התפעולית של מכונות אלה היא כמעט $20 לשעה.

9. מכונת חיתוך סילון מים CNC

חותכי סילון מים CNC, כשמו כן הוא, מנצלים סילוני מים בלחץ גבוה, ובמקרים מסוימים, חומרים שוחקים נוספים, כדי לחתוך ביעילות חומרים שונים. חותכי סילון מים אלו יכולים להתמודד עם חיתוכים דו-ממדיים וגם תלת-ממדיים, והם מצטיינים בחיתוך חומרים בעובי גבוה.

CNC חיתוך בסילון מים נבחר לעתים קרובות כאשר עובדים עם חומרים שבירים לטמפרטורות גבוהות ועלולים להימס, כגון פלסטיק ואלומיניום. בעוד שניתן להשתמש במים בלבד לחיתוך, הוספת חומרים שוחקים כמו נופך או תחמוצת אלומיניום למים משפרת את יעילות החיתוך.

מבחינת עלות, מכונת חיתוך סילון מים מסוג CNC היא בדרך כלל יקרה יותר מאשר חותך פלזמה עם מפרט דומה. עם זאת, זה יחסית זול יותר בהשוואה לחותך לייזר CNC עם מפרטים דומים.

יישומים

חיתוך סילון מים CNC מוצא יישומים בתעשיות וחומרים שונים, כולל:

• חיתוך קצף, נייר, אבן, קרמיקה, זכוכית ופח
• תעשיית הכרייה
• תחום התעופה והחלל
• תעשיית הרכב
• ייצור כללי

מגבלות

ישנן מספר מגבלות שיש לקחת בחשבון בעת שימוש בחיתוך סילון מים CNC:

• זמן חיתוך: בהשוואה לחותכי פלזמה CNC וחותכי לייזר CNC, חותכי סילון מים מסוג CNC נוטים להיות בעלי מהירויות חיתוך איטיות יותר, במיוחד כאשר מתמודדים עם פינות וחיתוכים מעוקלים.
• התמוטטות רכיבים: מכיוון שחותכי סילוני מים פועלים באמצעות סילוני סילוני בלחץ גבוה במיוחד, קיים סיכון להתקלקל של רכיבי חותך, במיוחד כאשר משתמשים במערכות סילון מים באיכות נמוכה יותר.

עֲלוּת

העלות של חותכי סילון מים מסוג CNC עשויה להשתנות מאוד, כאשר המחירים מתחילים בסביבות $50,000 ומגיעים ל-$200,000. עלות התפעול השעתית של מכונות אלו נעה בדרך כלל בין $15 ל-$30 לשעה, כאשר העלות של חומרים שוחקים היא חלק ניכר מהעלות השעתית הכוללת.

10. CNC Pick and Place Robot

בתעשיית הייצור, רובוטים של בחירה ומקום צברו פופולריות משמעותית מכיוון שהם מיועדים במיוחד למשימות שחוזרות על עצמן. מכונות CNC אלו אינן דורשות טיפול ידני של חלקי עבודה, מה שמפחית הפרעות אנושיות וסיכונים נלווים.

בדרך כלל, רובוט איסוף ומקום מורכב ממנועים או מפעילים לשליטה בתנועות הזרוע הרובוטית שלו, יחד עם מטפל שאוחז היטב בחומר העבודה. סוג המטפל בו נעשה שימוש תלוי באופי חומר העבודה: מהדק מכווץ מתאים לחלקי עבודה קשיחים וכבדים כגון שלדת רכב, בעוד שכוס יניקה בוואקום עדיפה עבור חלקי עבודה עדינים כמו לוחות זכוכית.

מכונות בחירה ומקום מוצאות שימוש נרחב בייצור מחשבים, טאבלטים, טלפונים סלולריים ומכשירים אלקטרוניים אחרים. בעת בחירת רובוט לבחירה והמקום עבור היישום שלך, חיוני לקחת בחשבון גורמים כגון כושר הרמה, סוג המטפל ומעטפת העבודה כדי להבטיח התאמה מיטבית לדרישות הספציפיות שלך.

11. מדפסת תלת מימד

מכונת CNC המכונה א מדפסת תלת מימד משמש ליצירת חלקי עבודה תלת מימדיים על ידי שכבות חומר המבוסס על עיצוב או מודל דיגיטלי. כדי להכין את העיצוב התלת מימדי, מפעיל משתמש תוכנת CAD, אשר לאחר מכן פרוס לשכבות דו-ממדיות על ידי תוכנת CAM כדי ליצור את הפקודות הדרושות לשליטה בתהליך ההדפסה.

מדפסת התלת מימד, המכונה גם ייצור תוסף, שונה משיטות ייצור חיסוריות מסורתיות שכן היא מוסיפה חומר במקום מסירה אותו. החומר מחומם בדרך כלל ומחולץ דרך זרבובית בראש ההדפסה, אשר נעה במדויק כדי להפקיד את החומר על אזור העבודה, ויוצרת את החלק הרצוי.

מכונת ה-CNC של מדפסת תלת מימד משמשת בעיקר ליצירת אב טיפוס, ממזערת בזבוז חומר, מכיוון שאין צורך בעיבוד מוגזם או הסרה של חומר.

12. מכונת CNC עם שינויים אוטומטיים בכלים

א מחליף כלים אוטומטי (ATC) היא וריאציה שנמצאת בין סוגים שונים של מכונות CNC. תכונה זו מאפשרת החלפה מהירה ויעילה של כלי חיתוך בתוך מכונת ה-CNC. הוא מאפשר מעבר חלק בין סוגים שונים של כלי חיתוך או החלפה של כלי שבור או בלוי. היכולת להפוך את תהליך החלפת הכלים לאוטומטי מביאה למהירות ייצור מוגברת וממזערת את זמן ההשבתה של המכונה.

מכונות CNC המצוידות במחליף כלים אוטומטי מהוות צעד משמעותי לקראת השגת אוטומציה מלאה. החלפת כלים היא לעתים קרובות צוואר בקבוק בעיבוד CNC, אך עם ATC, כושר נשיאת הכלים וקצב הייצור של המכונה משופרים. זה גם משפר את יכולת המכונה לעבוד עם מגוון גדול יותר של כלים.

13. מכונת כיפוף CNC

מכונת כיפוף CNC מורכבת ממכבש וקוביות הנשלטות על ידי מחשב, המפעילים את הלחץ הדרוש כדי לכופף את חומר העבודה לצורה הרצויה. משמש בעיקר בתעשיית הפח, מכונות אלה בצורה מדויקת לכופף או לקמט יריעות מתכת בזוויות מתוכנתות מראש. יתר על כן, ניתן להשתמש במכונות כיפוף CNC גם לכיפוף מוטות וצינורות מתכת.

בניגוד למכונות כיפוף קונבנציונליות, מכונות כיפוף CNC מציעות דיוק יוצא דופן בייצור כיפופים. היכולת שלהם לייצר חלקים עם מימדים מדויקים ותוצאות עקביות הופכת אותם לנחשקים מאוד בתעשיות בקנה מידה גדול, כגון ייצור מתכת, בנייה, רכב וחלל.

סוגי מכונות CNC מבוססות על מספר הצירים

לאחר קביעת סוג מכונת CNC, סיווג נוסף מבוסס על מספר הצירים בהם נעשה שימוש. עיבוד רב צירי הוא צורה מיוחדת של עיבוד CNC הכוללת צירי תנועה מרובים להשגת גיאומטריות מורכבות וסובלנות מדויקת.

לדוגמה, מכונת כרסום CNC יכולה להיות מסווגת כגרסת 3 צירים, 4 צירים או 5 צירים, כל אחת מציעה יכולות ונקודות מחיר שונות. להלן כמה מהסוגים הנפוצים של מכונות CNC:

מכונת CNC דו-צירית

מכונות CNC דו-ציריות נחשבות לצורה הפשוטה ביותר של מערכת CNC הקיימת. הם מורכבים משני צירי תנועה: ציר X (אנכי) וציר Y (אופקי).

מכונות אלו משמשות בעיקר לביצוע משימות פשוטות כמו יצירת חתכים בקו ישר או קידוח חורים בלוחות. הם מתאימים בדרך כלל לעיבוד משטח בודד של חומר עבודה ללא צורך במיקום מחדש. חומר העבודה נשאר נייח במהלך תהליך העיבוד במכונות CNC דו-ציריות.

מכונת CNC בעלת 3 צירים

מכונות CNC 3 צירים הן הסוג הנפוץ ביותר של מכונת CNC. הם מקיפים שלושה צירי תנועה: ציר X, ציר Y וציר Z (ציר עומק), המאפשרים להם לעבד חלקים בסיסיים ב-2.5 ממדים.

מכונות אלו יכולות לפעול על כל ששת המשטחים של גוש חומר מרובע או מלבני, אך יש צורך במיקום מחדש של הגוש. למרות זאת, חומר העבודה עצמו נשאר נייח במהלך תהליך העיבוד במכונות CNC 3 צירים.

מכונת CNC 4 צירים

מכונות CNC 4 צירים דומות למכונות 3 צירים אך עם תוספת של ציר נוסף. בנוסף לצירי X, Y ו-Z, מכונה בעלת 4 צירים כוללת ציר סיבוב.

ציר נוסף זה, המכונה ציר A, מאפשר לכלי החיתוך לנוע לאורך ציר ה-X בתנועה סיבובית. לחלופין, ניתן להזיז את חומר העבודה לאורך אותו ציר. מכונות אלו שימושיות במיוחד ליצירת חיתוכים ולביצוע פעולות חיתוך לאורך קשתות.

מכונת CNC 5 צירים

ב עיבוד 5 צירים, משולבת תנועת סיבוב נוספת, המאפשרת לכלי החיתוך או לשולחן העבודה לנוע לאורך ציר ה-Y. ציר ציר וסיבוב זה מכונה ציר C.

מכונות אלו ידועות ביכולתן לעבוד בו-זמנית על חמישה משטחים של חומר עבודה מבלי לדרוש מיקום מחדש, מה שמאפשר להן לייצר ביעילות חלקים מורכבים ומדויקים, בעלי ערך במיוחד בייצור ציוד רפואי וחלל.

מכונת CNC בעלת 7 צירים

מכונת CNC בעלת 7 צירים כוללת את שלושת הצירים הסטנדרטיים להנעת כלי החיתוך, שלושה צירים לסיבוב חומר העבודה וציר שביעי נוסף המכונה ציר E, המסובב את הזרוע האוחזת בכלי החיתוך.

מכונות אלה משמשות בדרך כלל בייצור ציוד צבאי, תעופה וחלל רְפוּאִי, שכן הם מציעים את היכולת לייצר חלקים מורכבים ביותר. צירי התנועה הנוספים המסופקים על ידי תצורת 7 הצירים מאפשרים פעולות עיבוד מתקדמות ועיצובי חלקים מורכבים.

מכונת CNC בעלת 9 צירים

מכונות CNC 9 צירים הן שילוב ייחודי של מכונת כרסום 5 צירים ומכונת מחרטה 4 צירים. מכונת הכרסום ייחודית ביכולתה לעבוד על המשטח החיצוני של חומר העבודה להשגת גימור פני השטח הרצוי, בעוד המחרטה מטפלת בהשלמת תכונות פנימיות.

תצורה זו מאפשרת למכונה בעלת 9 צירים לייצר חלקים בעלי תכונות פנימיות וחיצוניות כאחד. מכונות אלו אידיאליות לייצור שתלים דנטליים, כלים כירורגיים וציוד תעופה וחלל מורכב. היכולת לבצע הן פעולות כרסום והן מחרטה בהתקנה אחת מציעה גיוון ויעילות משופרים בתהליכי ייצור.

מכונת CNC 12 צירים

מכונות CNC 12 צירים מציגות את המורכבות ביותר בתעשייה, והן עשויות להיות מוגזמות עבור יישומים רבים. מכונות CNC אלו מצוידות בשני ראשי חיתוך שיכולים לנוע בכל ששת הצירים - X, Y, Z, A, B ו-C.

על ידי שילוב ראשי חיתוך כפולים וניצול כל ששת הצירים האפשריים, מכונות אלו מציעות עלייה משמעותית ברמת הדיוק. יש להם פוטנציאל להכפיל את מהירות הייצור או אפילו להשיג רמות גבוהות יותר של פרודוקטיביות.

עם זאת, חשוב לציין שהשימוש במכונות CNC 12 צירים שמור בדרך כלל ליישומים מיוחדים ותובעניים שבהם דיוק ויעילות קיצוניים הם בעלי חשיבות עליונה. עבור רוב היישומים הסטנדרטיים, המורכבות והעלות של מכונות אלו עשויות לעלות על היתרונות.

סוגי מכונות CNC המבוססות על מערכות תנועה

הרעיון הבסיסי מאחורי מכונת CNC הוא להזיז את כלי החיתוך וחומר העבודה ביחס זה לזה. החותך ממוקם מחדש באופן רציף ומופנה למיקומו המיועד. שיטות שונות משמשות למיקום מחדש של הכלים, וכתוצאה מכך שלושה סוגים שונים של מכונות CNC:

מערכת מיקום נקודה לנקודה

הסוג הבסיסי ביותר של מערכת בקרה מספרית ממוחשבת הוא א נקודה לנקודה (PTP) בקר CNC. במערכת בקרה זו, כלי החיתוך מופנה לנקודה ידועה מראש, ובשלב זה מתחיל תהליך העיבוד סביב נקודת החיתוך הספציפית.

מערכות PTP הן בעלות נמוכה יחסית והן משמשות בדרך כלל עבור פעולות כמו קידוח, הקשה, ריתוך נקודתי וסריקה, שבהן אין צורך במיקום ועיבוד עיבוד בו-זמני.

מערכת מיקום לינארית

מערכת בקרת מיקום ליניארית מאפשרת מיקום מחדש בו-זמנית של כלי החיתוך ועיבוד של חומר העבודה. עם זאת, התנועה מוגבלת להיות מקבילה לציר בודד בכל זמן נתון. גם תהליכי המיקום מחדש וגם תהליכי העיבוד מבוצעים בקצב מבוקר. מערכת בקרה זו זכתה לשמה בשל אופי העיבוד, המתבצע בקווים ישרים ואינו מתאים לחיתוכים מעוקלים.

מערכת CNC של נתיב מתאר

מערכת ה-Contouring Path CNC, הידועה גם בשם Continuous Path CNC System, היא היקרה ביותר מבין שלוש מערכות בקרת המיקום עם היכולת ליצור חלקים מורכבים ביותר. מערכת זו יכולה לבצע הן מיקום נקודה לנקודה (PTP) והן מיקום ליניארי. יתר על כן, הם יכולים לשלוט בו זמנית במיקום של כלי החיתוך במספר צירים.

רבגוניות זו מאפשרת יצירת משטחים מעוקלים, המכונה לעתים קרובות קווי מתאר, על חומר העבודה. מכונות CNC כגון כרסום, מחרטות ומטחנות עושות שימוש בשיטה זו לצורך פעולתן.

סוגי מכונות CNC המבוססות על מערכת סרוו

בהתבסס על מערכת הסרוו, ישנם סוגים שונים של מערכות מכונת CNC.

פתח את מערכת בקרת לולאה

במערכת בקרה בלולאה פתוחה, אין התקן זיהוי או משוב. מעגל ההנעה מגביר את הכוח, ואות ההוראות של התקן ה-CNC מועבר בכיוון יחיד כדי להניע את מנוע הצעד שמניע את שולחן המכונה.

יתרון אחד של מערכת זו הוא עלות העלות שלה, שכן היא זולה יחסית. עם זאת, יש לו יציבות ודיוק גרועים, מה שעלול לגרום לירידה באיכות העבודה.

מערכת בקרת לולאה סגורה למחצה

במערכת בקרת לולאה סגורה למחצה, התזוזה בפועל של שולחן העבודה נקבעת על ידי מכשיר לזיהוי תזוזה זוויתית הממוקם ישירות בקצה ציר מנוע הסרוו או בורג הכדור.

מכשיר זיהוי זה משווה את הערך המחושב לערך תזוזת ההוראה המקורית של שולחן העבודה ומתכוונן בהתאם בהתבסס על ההפרש. מערכת בקרה זו נמצאת בטווח מחירים מתון אך מציעה דיוק ויציבות גבוהים.

מערכת בקרה במעגל סגור

במערכת בקרה בלולאה סגורה, מופעל התקן לזיהוי תזוזה ליניארי, המותקן בדרך כלל על החלקים הנעים או על השולחן של הכלי. המשווה של מכשיר ה-CNC מקבל את התזוזה האמיתית שזוהתה ומשווה אותה לערך ההוראה המתוכנת.

הבטחת יציבות במכונת CNC מבוקרת בלולאה סגורה יכולה להיות מאתגרת. עם זאת, סוג זה של מכונה מציע דיוק גבוה.

כיצד לבחור את סוגי מכונות CNC הנכונים?

כאשר מחליטים על מכונת CNC המתאימה ביותר עבור החברה או הפרויקטים שלכם, ישנם מספר גורמים שיש לקחת בחשבון. הבחירה במכונת CNC המתאימה ביותר לדרישות שלך תהיה תלויה בגורמים כגון אופי העסק שלך, המוצרים שאתה מייצר ונפח הייצור שלך. להלן מספר שיקולים שכדאי לזכור בעת בחירת מכונת CNC.

שיקולים מהותיים

בעת בחירת מכונות CNC, חשוב לקחת בחשבון את סוג החומר המעובד. מכונות צריכות להיות חזקות ועמידות מספיק כדי לטחון במדויק רכיבים מורכבים מסגסוגות קשות. עבור חומרים רכים יותר כגון פלדה עדינה, מכונות דיוק שיכולות לשמור על הסבולות הנדרשות עשויות להתאים.

סוגי עסקים

אופי העסק שלך יקבע את האפשרויות הזמינות עבורך. לדוגמה, אם אתה מפעיל קטן חנות מכונות CNC, הצרכים שלך עשויים להתמלא על ידי כמה מכונות ניתוב CNC. עם זאת, אם אתה מפקח על חברת ייצור גדולה, סביר להניח שתצטרך מכונות גדולות ומגוונות יותר.

מורכבות נדרשת

סוג מכונת CNC הנדרש תלוי במידה רבה באופי העבודה המתבצעת. לפריטים פשוטים יותר, מחרטת CNC או מכונת כרסום 3 צירים עשויה להספיק. עם זאת, ככל שהמורכבות גדלה, זה נעשה חסכוני יותר להחזיק מכונות שיכולות לייצר מספר רכיבים בהתקנה אחת. המכונות המתאימות ביותר למשימות כאלה הן מכונות CNC עם חמישה צירים.

בנוסף, קטגוריות מוצרים מסוימות מחייבות ציוד CNC מיוחד. לדוגמה, מחרטה שוויצרית ייעודית תהיה אידיאלית לייצור אלפי חלקים גליליים מורכבים.

זמינות של חלקי חילוף

כמו כל מכונה אחרת, מכונות CNC יכולות לחוות בלאי או תקלות לאורך זמן. כדי להפחית זמן השבתה פוטנציאלי, חיוני לבחור מותג או דגם שניתן לתקן ביעילות על ידי המומחים שלך ויש להם חלקי חילוף נגישים בקלות להחלפה. זה חשוב מכיוון שהזמינות של חלקי חילוף משפיעה ישירות על משך הזמן שעשוי להמתין לפני חידוש הייצור.

קיבולת כוח

למכונות אלו דרישות הספק גבוהות ולעתים קרובות מסתמכות על כוח תלת פאזי לתפקוד מיטבי. לכן, חיוני לוודא שלבניין יש קיבולת חשמל מספקת כדי להכיל את הציוד החדש. כמו כן, מומלץ להעריך את צריכת החשמל הנוכחית. בעוד שהמכונות הקיימות עשויות לפעול כיום בתוך אספקת הכוח הזמינה, תוספת של מכונת CNC חדשה עלולה לחרוג מהקיבולת ולהוביל למחסור בחשמל.

סיכום

במאמר זה נדונו סוגים שונים של מכונות CNC המבוססות על סיווגים שונים, תוך מתן הסברים על תפקידיהן, יישומים, מגבלות, אופן השימוש בהן בייצור וכיצד לבחור את מכונת ה-CNC המתאימה ביותר לצרכים שלך. ניתן לראות כי ישנן אפשרויות רבות זמינות בכל הנוגע למכונות CNC. בחירת המכונה האידיאלית לדרישות הספציפיות שלך יכולה להיות משימה לא פשוטה, בהתחשב במגוון הרב הזמין. בנוסף, מכונות CNC נוטות להיות יקרות למדי, מה שהופך את ההשקעה הראשונית לשיקול משמעותי.

למרבה המזל, יש פתרון חלופי. על ידי מיקור חוץ את צרכי עיבוד ה-CNC שלך ליצרנים אמינים כמו Runsom דיוק, אתה יכול לעקוף את האתגרים של בחירה ורכישה של מכונת CNC. ב-Runsom Precision, ברשותנו מגוון רחב של מכונות CNC, החל ממכונות 3 צירים פשוטות יותר ועד למכונות רב-ציריות מורכבות, המסוגלות לטפל בכל עבודה. צוות המהנדסים המיומנים שלנו מוכן לתת מענה לצרכי המוצר שלך, לא משנה כמה הם מורכבים.

אז למה לחכות? צור קשר עוד היום או בקש ציטוט מיידי באינטרנט, ותנו לנו להתחיל לעבוד על אספקת הפתרון האופטימלי לצרכי הייצור שלכם.

---

מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם: