עיבוד CNC מיושם באופן נרחב עבור תהליך ייצור חיסור. בעיבוד CNC, חומרי גלם מוסרים ממלאי חומרים מוצקים על ידי כלי חיתוך שונים, על מנת ליצור חלקים סופיים עם גיאומטריות מעוצבות בקבצי CAD. חומרי CNC אלה כוללים מתכות ופלסטיק כאחד. עיבוד CNC יכול לייצר חלקים סופיים בעלי סובלנות גבוהה ותכונות מצוינות, מתאים במיוחד לשימוש חד פעמי וייצור בנפח נמוך עד בינוני עם יכולת חזרה גבוהה. למרות השוואה להדפסה תלת מימדית, לעיבוד CNC יש עדיין כמה מגבלות טבעיות בגלל השיטה המחסורת שלה.
שיטת עיבוד CNC
ישנן שתי דרכים עיקריות לשיטת עיבוד CNC, כרסום CNC וחריטה CNC, לכל שיטה יש יתרונות עבור גיאומטריות ייצור שונות עם מאפיינים ייחודיים. שיטות עיבוד אחרות כמו עיבוד 5 צירים, ניתן להגדיר עיבוד 3 צירים כשילובים של שיטות בסיסיות אלו.
תהליך כרסום CNC
כרסום CNC בתור ארכיטקטורת מכונות CNC הפופולרית ביותר, הם בדרך כלל שם נרדף למונח של עיבוד CNC. בתהליך כרסום CNC, בלוקי מתכת גולמיים מותקנים על מיטת מכונות CNC, וכלי חיתוך סיבוביים מסירים חומרים לא נחוצים עבור גיאומטריות סופיות. תהליך כרסום CNC בסיסי כדלקמן:
- מפעיל מכונות CNC יעביר שרטוטים טכניים של דגמי CAD לסדרה של פקודות, אותן ניתן לפרש על ידי מכונות CNC (קוד G).
- בלוקים או חלקי עבודה יונחו על הפלטפורמה ונחתכו לגודל הרצוי. מיקום ויישור מדויקים הם המפתח של ייצור חלקי CNC מדויקים, ולכן אנו זקוקים לכלים מטרו-לוגיים מיוחדים כגון מגע מוכיח את המטרה הזו.
- כלי חיתוך מיוחדים עם מהירות גבוהה של אלפי סל"ד יסיר חומרים לגאומטריות רצויות. בדרך כלל אנו זקוקים לכמה עברו כדי ליצור את החלק המעוצב, ראשית, הסר במהירות חומרי בלוקים מבלוקים כדי להעריך גיאומטריות ברמת דיוק נמוכה יותר, ולאחר מכן מעבר גימור אחד או יותר כדי לייצר את החלקים הסופיים.
- לאחר דגמים עם מאפיינים מורכבים, שקשה להגיע אליהם בהגדרה אחת בלבד על ידי כלי חיתוך, כגון חריצים בצד האחורי, עלינו להפוך חלקים ולחזור על השלב שלמעלה עד ליצירת החלקים הסופיים כדרישה.
לאחר תהליך הכרסום, נדרשת שחרור בור עבור גימורי חלקים. פירוק הוא תהליך ידני של הסרת פגמים קטנים בקצוות חדים. אם מצוינת סובלנות גבוהה יותר בשרטוט הטכני, עלינו גם לבדוק את הממדים הקריטיים. סוף סוף, החלקים מוכנים לשימוש או לאחר עיבוד.
לרוב מערכות כרסום CNC יש 3 מעלות ליניאריות רגילות, ציר X,Y ו-Z. מערכת מתקדמת של 5 מעלות מוסיפה יותר סיבוב על המיטה או ראש הכלי כציר A ו-B. עיבוד CNC 5-Axis מסוגל לייצר חלקים גיאומטריים מורכבים ללא מספר הגדרות מכונות.
תהליך חיתוך CNC
מפנה CNC הוא תהליך, אשר מיישמים כלי חיתוך נייחים כדי להסיר חומרים של בלוקים על צ'אק מסתובב. לבסוף לייצר חלקים עם סימטריה לאורך הציר המרכזי. בדרך כלל, ניתן לייצר חלקים מסובבים מהר יותר מאשר חלקי כרסום בעלות נמוכה יותר. השלבים העיקריים של פניית CNC כדלקמן:
- קוד G ייווצר במודל CAD מעוצב, ולאחר מכן בחר חומרי מלאי גליל בגודל קוטר מתאים וטען במכונת CNC.
- מלאי חומרים מסתובבים במהירות גבוהה, וכלי חיתוך נייחים יתחקו אחר הלינאמנט שלהם, יסירו חומרים בהדרגה עד לגיאומטריית העיצוב הסופית. ניתן לייצר תכונות חורים בציר המרכזי על ידי מקדחות מרכזיות וכלי חיתוך פנימיים.
- ברגע שיש להעיף או להזיז חלקים מורכבים, חזור על תהליך החיתוך כדי ליצור גיאומטריות נדרשות סופיות. אחרת, ניתן לחתוך חלקים מעובדים בצורה של מלאי לשימוש או לאחר עיבוד.
מערכת חרטות CNC המכונה גם מחרטות, המיושמת לייצור חלקים גליליים. בנוסף, חלקים לא גליליים יכולים להיות מיוצרים על ידי מרכזי חיתוך CNC מודרניים מרובי צירים CNC, אשר יכולים להיות מצוידים בכלי כרסום CNC. מערכות אלו משלבות פרודוקטיביות גבוהה של סיבוב CNC עם יכולת כרסום CNC ליצירת מגוון רחב של גיאומטריות עם סימטריה סיבובית רופפת יותר, כמו גלי זיזים ואימפלרים מדחסים.
מכיוון שמערכת כרסום וחריטה CNC מטושטשות, אז נתמקד בכרסום CNC בגלל שזהו תהליך ייצור נפוץ יותר.
פרמטרים של מכונת CNC
מפעילי מכונות CNC קובעים פרמטרים של עיבוד שבבי בתהליך יצירת קוד G. אילו נורמליים הם גודל המבנה והדיוק.
למכונות CNC יש גודל מבנה גדול, מערכת כרסום CNC יכולה לייצר מידות של עד 2000×800×100 מ"מ, מערכת חיתוך CNC יכולה לייצר קוטר של עד 500 מ"מ.
עיבוד CNC יכול לספק חלקים מעובדים עם דיוק גבוה וסובלנות הדוקה. הסובלנות הסטנדרטית שלנו היא דיוק של ± 0.125 מ"מ, סובלנות הדוקה יכולה להגיע לדיוק של ± 0.025 מ"מ.
פרמטרים של מכונת CNC
מפעילי מכונות CNC קובעים פרמטרים של עיבוד שבבי בתהליך יצירת קוד G. אילו נורמליים הם גודל המבנה והדיוק.
למכונות CNC יש גודל מבנה גדול, מערכת כרסום CNC יכולה לייצר מידות של עד 2000×800×100 מ"מ, מערכת חיתוך CNC יכולה לייצר קוטר של עד 500 מ"מ.
עיבוד CNC יכול לספק חלקים מעובדים עם דיוק גבוה וסובלנות הדוקה. הסובלנות הסטנדרטית שלנו היא דיוק של ± 0.125 מ"מ, סובלנות הדוקה יכולה להגיע לדיוק של ± 0.025 מ"מ.
כלי חיתוך CNC
מכונת CNC משתמשת בכלי חיתוך שונים ליצירת גיאומטריות שונות, אנו נציג את כלי העיבוד הנפוץ ביותר ב-CNC:
כלי טחנה כולל 3 סוגים רגילים: ראש שטוח, ראש שור וראש כדורי. כלי טחנת קצה שונים אלה מיושמים לייצור חריצים, חריצים, חללים וייצור קירות אנכיים אחרים עם פרטי מאפיינים שונים. כלי ראש כדורי נמצאים בשימוש נרחב גם בעיבוד CNC בעל 5 צירים ליצירת משטחים עם גיאומטריות קימור וחופש.
תרגילים הם נפוצים בשימוש לייצור חורים, עבור קטרים לא סטנדרטיים, מטחנת טחנת צוללת ראש שטוחה יכולה להחיל על נתיב סליל.
חותכי חריצים בעלי קוטר פיר קטן יותר מקצה החיתוך שלו, זה מאפשר לחתכי חריצים ליצור חריצי T וחיתוכים אחרים בתהליך של הסרת חומרים מצידי דופן אנכיים.
ברזים מיושמים לייצור חורי חוט, יש צורך בשליטה מדויקת של מהירות סיבוב וליניארית. הקשה ידנית עדיין מיושמת באופן נרחב בחלק ממרכזי המכונות.
חותכי כרסום פנים הם כלים יעילים במיוחד להסרת חומרים משטחים שטוחים גדולים. הם יכולים לעבד שטחים גדולים יותר עם פחות מעברים ופחות זמן, בגלל קוטר גדול יותר מכלים רגילים. כרסום פנים הוא לעתים קרובות במחזור מוקדם של עיבוד כדי להכין מידות בלוקים.
מורכבות גיאומטרית ומגבלות עיצוב
למרות שעיבוד CNC מספק יותר חופש עיצובי, בניגוד להדפסת תלת מימד, עדיין יש כמה הגבלות, חלקים בעלי מורכבות גבוהה יגדילו את שלבי הייצור ואת העלות הסופית.
ההגבלה העיקרית ב-CNC היא חיבור ל גיאומטריה של כלי חיתוך. כגון קצוות פנימיים של חריצים מעוגלים, כי כלי החיתוך יש פרופיל גלילי.
גישה לכלי עבודה היא מגבלה מרכזית נוספת בעיבוד CNC, ניתן להסיר חומרי בלוקים רק באזור ההגעה של הכלים. כמו במערכת מכונת CNC בעלת 3 צירים, כל התכונות חייבות להיות מתוכננות כדי לגשת ישירות לכיוון מעלה. מערכות מכונת CNC 5-Axis יכולות ליצור חלקים מורכבים יותר, מכיוון שניתן להתאים זוויות בין חלקים וכלים, על מנת להגיע לאזור קשה להגיע.
קשה ליצור קירות דקים או תכונות עדינות על ידי מכונות CNC. קירות דקים נוטים להישבר בגלל רטט וכוח חיתוך בתהליך העיבוד. אנו ממליצים על עובי דופן מינימלי הוא 0.8 מ"מ למתכת ו-1.5 מ"מ לפלסטיק.
מאפייני עיבוד CNC
עיבוד CNC מסוגל לייצר חלקים בעלי תכונות חומר מעולות בשטח חומרים רחב, כולל כל החומרים ההנדסיים. בניגוד להדפסה תלת מימדית, לחלקים בעיבוד CNC יש תכונות פיזיקליות איזוטרופיות לחלוטין כחומרים בתפזורת. עיבוד CNC נמצא בשימוש נרחב עם מתכות בייצור אב טיפוס וייצור בנפח גבוה. קשה יותר לייצר פלסטיק בגלל הקשיחות הנמוכה וטמפרטורת ההיתוך שלו.
חומרי עיבוד CNC
חומרי עיבוד CNC העלות משתנה מאוד, בחומרי מתכת, אלומיניום 6061 הוא האפשרות החסכונית ביותר, אשר עבור פלסטיק, ABS יש את המחיר הנמוך ביותר. בנוסף, תכונות פיזיקליות של חומרים משפיעות גם על העלות הכוללת של CNC, כגון פלדת אל-חלד קשה הרבה יותר קשה לעיבוד מאלומיניום.
| חומרים | מאפיינים |
| אלומיניום 6061 | יחס חוזק למשקל טוב יכולת עיבוד טובה קשיות נמוכה |
| נירוסטה 304 | תכונות מכניות מצוינות גוג עמידות בפני קורוזיה קושי יחסית בעיבוד |
| פליז C360 | משיכות גבוהה יכולת עיבוד מעולה עמידות בפני קורוזיה טובה |
| שרירי בטן | עמידות בפני פגיעה טובה תכונות מכניות טובות רגיש לממיסים |
| ניילון | תכונות מכניות טובות קשיחות גבוהה עמידות ירודה ללחות |
| POM | קשיחות גבוהה תכונות תרמיות, חשמליות מצוינות שביר יחסית |
לאחר עיבוד וגימור משטח
חלקים בעיבוד CNC תמיד השאירו סימני כלים גלויים, עיבוד לאחר הוא שיטה יעילה לשיפור גימורי פני השטח, לשפר את הבלאי, העמידות בפני קורוזיה או כימיקלים ולייעל את המראה. שיטות העיבוד העיקריות שלנו כולל אילגון, התזת חרוזים וציפוי אבקה.
היתרון של עיבוד CNC
- עיבוד CNC מספק דיוק וחזרה גבוהים, שהוא אידיאלי עבור יישומים מתקדמים.
- לחומרי CNC יש תכונות פיזיקליות איזוטרופיות לחלוטין, המתאימים ליישומים הנדסיים.
- עיבוד CNC הוא שיטת הייצור היעילה ביותר לייצור חלקים בנפח נמוך עד בינוני.
הגבלה של עיבוד CNC
- בגלל שיטת החיסור, עיבוד CNC יקר או בלתי אפשרי לייצור גיאומטריות מסוימות.
- לעיבוד שבבי CNC יש עלות התחלה גבוהה מהדפסת תלת מימד, במיוחד עבור יצירת אב טיפוס בעלות נמוכה בחומרים פלסטיים.
- מכונות CNC זקוקות לידע מומחה כדי לפעול, יש להן זמן אספקה ארוך יותר (10 ימים) מאשר הדפסת תלת מימד (2-5 ימים).