يشهد الطحن باستخدام الحاسب الآلي أحدث التقنيات لتصنيع القِطع المعقدة. على سبيل المثال، يتوصل الباحثون إلى مواد جديدة لعجلات الطحن، مثل المواد الكاشطة الفائقة ونتريد البورون المكعب، والمعالجات السطحية لتحسين التشطيبات السطحية وفعالية الطحن.

كيف أصبح ذلك ممكناً؟ نقدم هنا بعض أمثلة الطحن باستخدام الحاسب الآلي في العالم الحقيقي مع المراجع.

• الفضاء الجوي: سبيريت إيروسيستمز اسم كبير في قطاع الطيران. باستخدام طريقة الطحن باستخدام الحاسب الآلي، تقوم الشركة بتصنيع معدات الهبوط خفيفة الوزن
• السيارات: بورشه السيارات هي المستفيد الرئيسي من الطحن باستخدام الحاسب الآلي. فهم يصنعون أعمدة الكرنك والمحركات لتلبية متطلبات سياراتهم باستخدام الطحن باستخدام الحاسب الآلي.
• طبيًا: إكساكتك هي شركة طبية معروفة. وهي تستخدم الطحن باستخدام الحاسب الآلي لتصنيع بدائل المفاصل حسب الطلب.
• المستهلك: الجميع يعرف عن شركة أبل. تستخدم العديد من الشركات المصنعة للهواتف الذكية، مثل Apple، الطحن باستخدام الحاسب الآلي لتصنيع عدسات كاميرا الهاتف الذكي.

الوجبات الرئيسية

• ما هو الطحن باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)؟
• كيف يعمل الطحن باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)؟
• ما هي فوائد الطحن باستخدام الحاسب الآلي CNC؟
•  تطبيقات الطحن باستخدام الحاسب الآلي الرقمي؟
• ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مطحنة بنظام التحكم الرقمي CNC؟

اقرأ أيضًا: ما هو التفريز باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)؟

ما هو الطحن باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)؟

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطحن تقنيتان منفصلتان ولكنهما مرتبطتان. كلاهما ضروريان للطحن باستخدام الحاسب الآلي.

إليك كيفية ارتباطها:

الطحن

• الطحن هو طريقة تصنيع آلي. تقوم بتلقيم قطعة العمل في عجلة كاشطة دوّارة لإزالة المواد.
• الطحن هو الأنسب للأجزاء التي يجب أن تحقق الشكل المرغوب فيه وتشطيب السطح والتفاوت المطلوب.

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

• CNC تعني التحكم العددي بالكمبيوتر. وهو ذو فائدة كبيرة في الصناعات التحويلية لتنظيم حركة ماكينات رمل الأدوات.
• في ماكينة الطحن بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي، يتم التحكم في حركة العجلة وقطعة العمل والأجزاء الأخرى بواسطة إشارات من نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي.

وقد أدى الجمع بين نظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي وعملية الطحن إلى زيادة الدقة والدقة وقابلية التكرار وكفاءة الإنتاج. لذلك، تعتمد العديد من الصناعات اليوم على الطحن باستخدام الحاسب الآلي.

على سبيل المثال جنرال موتورز تُصنِّع أعمدة الكرنك لماكيناتها عالية الأداء باستخدام ماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي.

معنى مصطلح الطحن باستخدام الحاسب الآلي الرقمي

الطحن باستخدام الحاسب الآلي هو عملية تصنيع آلي حيث تستخدم عملية القطع عجلات الطحن التي تمكن قطعة العمل من الحصول على أبعاد دقيقة مع ميزات تشطيب محسنة. يتم تنظيم هذه العمليات عن طريق تعليمات برنامج الكمبيوتر تحت سيطرة الأنظمة الرقمية للكمبيوتر.

الطحن باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي للمواد المختلفة

هذا هو الاستخدام الأكثر شيوعًا للطحن باستخدام الحاسب الآلي، ويتم تغذية عجلة الطحن عموديًا من أعلى. توفر المعادن قابلية جيدة للتشغيل الآلي على عجلات الطحن.

تشمل المعادن الشائعة المستخدمة ما يلي:

المعادن اللينة (الألومنيوم والنحاس الأصفر): أقل صعوبة في الطحن، مما يوفر فترات أقصر وشحنات معقولة التكلفة. الأكثر ملاءمة لإنتاج القِطع المعقدة التي تتطلب ملمس سطح موحد وتسطيحًا دون الحاجة إلى نتوءات.

الفولاذ: تحتاج عجلات الطحن إلى مستويات أعلى من الحبيبات/الحبيبات بسبب صلابتها. قد تزداد التكاليف في بعض الأحيان، وقد يختلف أيضًا الوقت المستغرق لإكمال المشروع اعتمادًا على نوع الفولاذ المستخدم. على سبيل المثال، قد يكون الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر تكلفة من أنواع الفولاذ الأخرى.

السبائك الصلبة (إنكونيل، تيتانيوم): يصعب طحنها بشكل لا يصدق بسبب صلابتها العالية وخصائصها المقاومة للحرارة. ويترجم هذا إلى تكاليف إضافية، وربما يستغرق وقتًا أطول من العمليات التقليدية، وحقيقة أن عجلات الطحن المتخصصة مطلوبة.

طحن الفولاذ باستخدام الحاسب الآلي الرقمي:

كفئة فرعية لطحن المعادن، فإن طحن الفولاذ له اعتباراته الخاصة: كفئة فرعية لطحن المعادن، فإن طحن الفولاذ له اعتباراته الخاصة:

نوع الفولاذ: يُفضل استخدام الفولاذ الطري في الطحن لأنه يفتقر إلى المحتوى العالي من الكربون مقارنةً بالفولاذ عالي الكربون أو الفولاذ المقاوم للصدأ.

اللمسة النهائية المرغوبة: هناك مشكلة أخرى تتمثل في أن الحصول على تشطيب مرآة على الفولاذ يستلزم عمليات مثل التلميع، وهي خطوات إضافية تجعل إمكانية الحصول على تشطيب مرآة على الفولاذ أكثر تكلفة وتستغرق وقتًا.

طحن الألومنيوم باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي:

هذه النعومة تجعل المادة مفضلة للطحن عالي السرعة، بينما يمكن تحقيق الأسطح الملساء بسهولة.

وهذا على النقيض من المعادن الصلبة، مما يعني أنه قد يكون أكثر اقتصاداً وأقل استهلاكاً للوقت حيث يمكن معالجته.

تشمل بعض التطبيقات: قطاع الفضاء، والسيارات، وقسم المستهلكين في مجال الإلكترونيات.

طحن البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي الرقمي:

على الرغم من أنه ليس منتشرًا مثل طحن المعادن، يمكن استخدام الطحن باستخدام الحاسب الآلي لأنواع معينة من البلاستيك.

تشمل الاعتبارات ما يلي:

نوع البلاستيك: بعض أنواع المواد الكيميائية المستخدمة أكثر مرونة من غيرها. على سبيل المثال، عند طحن البلاستيك الأكريليكي يكون العمل أسهل بكثير مما هو عليه عند التعامل مع البلاستيك الصلب، وقد يستدعي ذلك في بعض الحالات استخدام عجلات أو تقنيات طحن معينة محددة.

الحساسية للحرارة: بعض المواد البلاستيكية حساسة للحرارة، وعند تعرضها للحرارة الناتجة عن نظام الطحن، ينتهي بها الأمر إلى الذوبان أو الالتواء. لتقليل هذه المشاكل، من الضروري أن يكون نوع سائل التبريد ومعايير الطحن محددًا للغاية.

اللمسة النهائية المرغوبة: قد تكون بعض خطوات التلميع الإضافية ضرورية للحصول على درجة أعلى من السطح اللامع.

كيف يعمل الطحن باستخدام الحاسب الآلي الرقمي (CNC)؟

يُعد الطحن باستخدام الحاسب الآلي طريقة معروفة بقدراتها الدقيقة. لا تستلزم العملية المعدات فقط ولكن أيضًا المشغل. ألقِ نظرة على طريقة عمل الطحن باستخدام الحاسب الآلي، بدءًا من أبسط المكونات إلى الأجزاء المعقدة التي تجعل هذه العملية ممكنة.

• اختيار عجلة الطحن: يعد اختيار العجلة الكاشطة المناسبة بناءً على نسيج قطعة العمل وشكل الطحن والتشطيب المطلوب أمرًا بالغ الأهمية.
• ضبط الماكينة: عليك ضبط ماكينة الطحن عن طريق ضبط سرعة العجلة ومعدل التغذية لحساب عمليات الطحن.
• تركيب قطعة العمل: يعد تركيب قطعة العمل خطوة حاسمة. تأكد من تركيب قطعة العمل على الماكينة بعناية. يجب عليك أيضًا التأكد من محاذاة الشغلة بشكل صحيح مع عجلة الطحن.
• عملية الطحن: والآن، يأتي دور عجلة الطحن. تقوم عجلة الطحن بإزالة المواد من قطعة العمل بطريقة محكومة لتحقيق الشكل المطلوب وتشطيب السطح المطلوب.
• استخدام سائل التبريد: قد تضر الحرارة بقطعة العمل وتضر بسلامتها، لذا راقب سائل التبريد بعناية أثناء عملية الطحن.
• إنهاء العملية: بعد عملية الطحن، انظر إلى المنتج النهائي للتأكد من الدقة واللمسات النهائية. إذا رغبت في ذلك، قم بإجراء أي عمليات إضافية لإتقان النتيجة.

فوائد الطحن باستخدام الحاسب الآلي بنظام التحكم الرقمي

مقارنة بطرق الطحن التقليدية الأخرى، يوفر الطحن باستخدام الحاسب الآلي العديد من المزايا، مثل:

• الدقة: يوفر الطحن باستخدام الحاسب الآلي دقة أعلى من طرق الطحن التقليدية القديمة. أصبح الطحن باستخدام الحاسب الآلي الخيار الأفضل للصناعات التي تتطلب مكونات دقيقة.
• خصائص السطح الاستثنائية: إحدى المزايا الرئيسية للغزل باستخدام الحاسب الآلي هي الملمس السطحي المذهل الذي يمكن أن يحققه. ينتج عن الطحن الدقيق والمضبوط باستخدام الحاسب الآلي منتجات سلسة وموحدة للغاية.
• تعدد الاستخدامات: ماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي متعددة الاستخدامات. قادرة على التعامل مع عناصر العمل الكبيرة والأشكال والمواد.
• التكرار: بمجرد برمجة ماكينة الطحن باستخدام الحاسب الآلي لمهمة محددة، يمكنها تنفيذ تلك المهمة بالضبط عدة مرات. وهذا مفيد بشكل خاص في حالات الإنتاج بكميات كبيرة حيث تكون الدقة هي المفتاح.
• الكفاءة: غالبًا ما يمكن للطحن باستخدام الحاسب الآلي إكمال المهام بشكل أسرع من أنظمة الطحن اليدوي.
• تقليل النفايات: يمكن لماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي أن تقلل من الهدر بسبب دقتها وإحكامها.

تطبيقات الطحن باستخدام الحاسب الآلي بنظام التحكم الرقمي

سيستمر الطحن باستخدام الحاسب الآلي في إحداث ثورة في التصنيع بحلول عام 2024. يوفر الطحن باستخدام الحاسب الآلي كفاءة في مجموعة متنوعة من الصناعات. فيما يلي بعض البرامج القوية ذات الفعالية المثبتة.

الفضاء والدفاع: (شفرات التوربينات، ومعدات الهبوط)

يشتهر الطحن باستخدام الحاسب الآلي بتصميم مكونات الطائرات الصغيرة الموفرة للطاقة، مثل شفرات التوربينات ومعدات الهبوط، وهي ضرورية لكفاءة استهلاك الوقود.

إطلاق طحن هاب في 2024وهو أول معرض تجاري لتكنولوجيا الطحن، أظهر كيف تستخدم شركات مثل Airbus الطحن باستخدام الحاسب الآلي في الجيل التالي من أجزاء الطائرات.

السيارات (أعمدة الكرنك، أعمدة الكامات)

تتطلب أجهزة السيارات الكهربائية (EV) الدقة والتصميم الفريد للأسطح لضمان الكفاءة والمدى الطويل.

تقرير أبحاث السوق لعام 2024 الصادر عن جراند فيو للأبحاث تتوقع زيادة كبيرة في الطلب على ماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي في صناعة السيارات الكهربائية بسبب ظهور السيارات الكهربائية

شركات مثل تيسلا قد تستخدم الطحن باستخدام الحاسب الآلي لأعمدة الكرنك وأعمدة الكامات عالية الأداء.

الأجهزة الطبية (استبدال الأعضاء، الأجهزة الجراحية)

للطحن باستخدام الحاسب الآلي تطبيقات مهمة في المجال الطبي، مثل استبدال المفاصل والأدوات الجراحية.

من خلال الجمع بين الطحن باستخدام الحاسب الآلي باستخدام الحاسب الآلي مع الطباعة ثلاثية الأبعاد وتقنية المسح الضوئي، يمكن للمصنعين إنشاء الغرسات الشخصية التي تتطابق تماماً مع التشريح الخاص بالمريض. يسمح ذلك بتوفير الملاءمة والراحة والحركة.

جدول يقارن بين الطحن باستخدام الحاسب الآلي والطحن التقليدي:

التكلفة والوقت المستغرق في الطحن باستخدام الحاسب الآلي

ملاحظة: هذا سعر تقريبي. يُرجى التواصل مع أقرب شركة تصنيع آلي باستخدام الحاسب الآلي للحصول على الأسعار الحقيقية

ما هي أنواع ماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي؟

تستخدم ماكينة الطحن بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي أرقام الكمبيوتر لإزالة المواد من محطة العمل باستخدام عجلة طحن بدقة. فيما يلي تفصيل لبعض الأنواع الأكثر استخدامًا، ومزاياها وعيوبها:

المطاحن السطحية بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسوب

الإيجابيات

• متعدد الاستخدامات: تعامل مع مواد وأحجام مختلفة لإنشاء أجسام مسطحة.
• دقة عالية: احصل على تفاوتات أبعاد ممتازة وتشطيبات عالية.
• خيارات الطحن المختلفة هي الطحن المحيطي والوجه والزاوية لتطبيقات مختلفة.

السلبيات

• تقتصر على الأسطح المستوية: غير مناسب لطحن الأشكال الهندسية المعقدة.
• قيود حجم قطعة العمل: لا يمكن أن تستوعب القطع الكبيرة أو الثقيلة جداً.
• إزالة أبطأ من بعض طرق التثاؤب الأخرى.

المطحنة الأسطوانية بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي

الإيجابيات

• مصممة لطحن قطع العمل الأسطوانية:  مثالية للأعمدة والقضبان واللفائف.
• دقة عالية لتحقيق أقطار واستدارة دقيقة.
• سعة الطحن الداخلية والخارجية: يتعامل مع كل من الطحن الداخلي والخارجي في قطع العمل الأسطوانية.

السلبيات

• يقتصر على شكل أسطواني: غير مناسب لطحن الأجسام المسطحة أو الأشكال الهندسية المعقدة.
• يمكن أن يكون من الصعب تهيئتها لتطبيقات طحن محددة.
• هناك حاجة إلى عدة تخطيطات لطحن كل من الداخل والخارج.

دوّار الطرد المركزي CNC

الإيجابيات

• إزالة سريعة وفعالة للمواد: مناسبة للإنتاج على نطاق واسع.
• فعالة من حيث التكلفة لطحن الأشكال البسيطة مثل الأعمدة والدبابيس.
• تتوفر خيارات التحميل التلقائي للتشغيل المستمر.

السلبيات

• حجم محطة العمل المحدود وشكلها المحدود: مثالية لسودو، عملية أسطوانية.
• دقة أقل من طرق الطحن الأخرى: ربما تكون غير مناسبة لـ التفاوتات الحرجة.
• هناك حاجة إلى معدات متخصصة لورش العمل ذات الأحجام المختلفة.

الشركات الرائدة في تصنيع المطاحن بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي

تنتشر الشركات الرائدة في تصنيع المطاحن بنظام التحكم الرقمي في العديد من البلدان، ولكل منها نقاط قوة في مجالات محددة. وفيما يلي بعض اللاعبين الرئيسيين:

شوفالييه

تُعد Chevalier لاعبًا رئيسيًا في تصنيع ماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي، مع التركيز بشكل خاص على طحن الأسطح باستخدام الحاسب الآلي. كما أنها توفر ماكينات طحن، ولكن يبدو أن تخصصها هو طحن الأسطح.

• التركيز على الطحن السطحي: إن تفانيهم في كشط الأسطح يعني أن لديهم خبرة في تحقيق الدقة العالية والتشطيب الجيد. يمكن تقديم مجموعة متنوعة من الأسطح الكاشطة بمواد محسنة للتسطيح والمقاومة العالية.
• أسعار تنافسية: تقدم شوفالييه أسعاراً تنافسية مقارنةً بالشركات المصنعة الأخرى ذات الميزات المماثلة. يمكن أن يكون هذا خياراً جذاباً للعملاء الذين لا يرضون بالديون.
• النماذج والآلات: تقدم شيفالييه ماكينات طحن مختلفة ذات قدرات وإمكانيات مختلفة، مثل:
  •  سلسلة FSG-ADIV.

والتر

والتر هي شركة مُصنِّعة لماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي CNC المتخصصة في سن الأدوات.

التركيز: تركز WALTER بشكل أساسي على ماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي لتصنيع الأدوات والقطع. يمكن لماكينات والتر التعامل مع هندسة الأدوات المعقدة. ماكيناتهم مناسبة لمجموعة متنوعة من مواد الأدوات، بما في ذلك:

• HSS (فولاذ عالي السرعة) 
• الكربيد
• PCD (الماس متعدد الكريستالات)

النماذج والآلات: تقدم WALTER CNC مجموعة متنوعة من ماكينات قطع الأدوات مع مجموعة متنوعة من الخيارات لتلبية الاحتياجات المختلفة:

• هيليترونيك باور 400
• هيليترونيك فيجن 400 لتر
• هيليترونيك ميكرو

ستودر 

STUDER هي شركة تصنيع شهيرة لماكينات الطحن الأسطوانية عالية الدقة. وهي معروفة بجودتها الفريدة وتقنياتها المتقدمة. تكرس الشركة خدماتها لتلبية متطلبات مختلف الصناعات. فيما يلي تفصيل لما تقدمه STUDER:

التركيز: ينصب تركيز الشركة الأساسي على ماكينات الطحن الأسطوانية باستخدام الحاسب الآلي. هذه الماكينات مصممة خصيصًا لطحن المنحنيات الخارجية والداخلية لقطع العمل بدقة وإنهاء السطح الفريد

النماذج والآلات: تقدم STUDER ماكينات طحن أسطوانية بنظام التحكم الرقمي لتلبية مجموعة متنوعة من الاحتياجات، بما في ذلك:

• مصاصات أسطوانية عالمية
• ماكينات الدرفلة عالية السرعة
• ماكينات طحن العمود المرفقي
• ماكينات تفريز غير دائرية

كيلينبرجر

Kellenberger هي الشركة السويسرية الشهيرة المصنعة لماكينات الطحن باستخدام الحاسب الآلي العالمية ذات الجودة العالية والتصنيع هذه الماكينات تحظى بشعبية كبيرة بسبب تنوعها ومرونتها.

التركيز: تتخصص شركة Kellenberger في ماكينات الطحن بنظام التحكم الرقمي الشاملة. تم تصميم هذه الماكينات للتعامل مع مجموعة متنوعة من مهام الطحن، مما يتيح المرونة للورش التي تتطلب مواد مختلفة.

النماذج والآلات: تقدم Kellenberger مجموعة متنوعة من ماكينات الطحن لمختلف المهام والاحتياجات، مثل:

• بولي برو 200
• كيلينبرجر 10
• فومار 30
• هاوسر 2000

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مطحنة بنظام التحكم الرقمي (CNC)

ماكينات الطحن بنظام التحكم الرقمي هي ماكينات إزالة المواد الدقيقة القوية. يتطلب اختيار الماكينة المناسبة دراسة متأنية لأن العديد من العوامل يمكن أن تؤثر بشكل كبير على إنتاجيتك وكفاءتك ونجاحك بشكل عام في المنتج. فيما يلي سبب أهمية الموازنة بين هذه العوامل قبل اختيار ماكينة طحن بنظام التحكم الرقمي:

نوع الطحن المطلوب 

حدد مهمة الطحن الرئيسية. يمكن أن تكون المهام هي الطحن السطحي أو الطحن الأسطواني أو الطحن الداخلي أو طحن الأدوات.

حجم قطعة العمل والمواد

ضع في اعتبارك بعناية حجم قطعة العمل ومادتها. تتميز الماكينات المختلفة بقدرات مختلفة ويمكن أن تكون أكثر ملاءمة لتطبيقات محددة.

الدقة المطلوبة وتشطيب السطح المطلوب

حدد مستوى الدقة والتشطيب السطحي الذي تتطلبه القِطع الخاصة بك. تتطلب الدقة الأعلى عمومًا ماكينات أكثر تقدمًا.

حجم الإنتاج والميزانية

احسب عدد الأجزاء العادية التي ستقوم بطحنها. يمكن أن تستفيد البيئات الفعالة من الأتمتة الأسرع والأكثر استجابة.

الخاتمة

وختامًا، يُعد الطحن باستخدام الحاسب الآلي ضروريًا لتصنيع وتشكيل الأجزاء عالية الدقة في مختلف الصناعات. توفر هذه الماكينات المتطورة تشطيبات ممتازة وتفاوتات تحمل ضيقة، وهي مهمة لمكونات الطيران والسيارات والأجهزة الطبية. مع زيادة الأتمتة والطلب على الأشكال الهندسية الأكثر تعقيدًا، يستمر الطحن باستخدام الحاسب الآلي في التطور، مما يضمن الكفاءة والدقة في بيئة تنافسية.