CNC broušení je svědkem nejnovějších technologií pro výrobu složitých dílů. Výzkumníci například přicházejí s novými materiály pro brusné kotouče, jako jsou superabraziva a kubický nitrid bóru, a s povrchovými úpravami, které zlepšují kvalitu povrchu a účinnost broušení.
Jak to bylo možné? Nabízíme vám několik příkladů broušení na CNC strojích s referencemi.
- Letectví a kosmonautika: Spirit AeroSystems je velkým jménem v leteckém a kosmickém průmyslu. Pomocí metody CNC broušení vyrábí lehké podvozky.
- Automobilový průmysl: Porsche Automobily jsou hlavním příjemcem CNC broušení. Pomocí CNC broušení vyrábějí klikové hřídele a motory, které splňují požadavky na jejich vozidla.
- Lékařská péče: Exactech je známá zdravotnická společnost. K výrobě kloubních náhrad na míru používá CNC broušení.
- Spotřebitel: O společnosti Apple ví každý. Mnoho výrobců chytrých telefonů, jako je Apple, používá k výrobě objektivů fotoaparátů chytrých telefonů CNC broušení.
Klíčové poznatky
- Co je CNC broušení?
- Jak funguje CNC broušení?
- Jaké jsou výhody CNC broušení?
- Použití CNC broušení?
- Jaké faktory byste měli zohlednit při výběru CNC brusky?
Přečtěte si také: Co je CNC frézování?
Co je CNC broušení?
CNC a broušení jsou dvě odlišné, ale příbuzné techniky. Obě jsou pro CNC broušení nezbytné.
Zde je jejich souvislost:
Broušení
- Broušení je metoda obrábění. Obrobek se při ní přivádí na rotující brusný kotouč, který odebírá materiál.
- Broušení je nejvhodnější pro díly, které mají dosáhnout požadovaného tvaru, kvality povrchu a požadované tolerance.
CNC
- CNC znamená počítačové číslicové řízení. Má velké využití ve výrobním průmyslu při regulaci pohybu obráběcích strojů.
- V CNC brusce je pohyb kotouče, obrobku a dalších dílů řízen signály ze systému CNC.
Spojení CNC s broušením vedlo ke zvýšení přesnosti, preciznosti, opakovatelnosti a efektivity výroby. Proto se dnes mnoho průmyslových odvětví spoléhá na CNC broušení.
Například, General Motors vyrábí klikové hřídele pro své vysoce výkonné stroje pomocí CNC brusek.
Definice CNC broušení
Broušení CNC je obráběcí proces, při němž se k řezání používají brusné kotouče, které umožňují obrobku získat přesný rozměr s lepšími dokončovacími vlastnostmi. Tyto operace jsou řízeny instrukcemi počítačového programu pod kontrolou počítačových číslicových systémů.
CNC broušení různých materiálů
Jedná se o nejběžnější použití CNC broušení, kdy je brusný kotouč přiváděn svisle shora. Kovy se na brusných kotoučích dobře opracovávají.
Mezi běžně používané kovy patří:
Měkké kovy (hliník, mosaz): Méně náročné broušení, kratší lhůty a cenově dostupné poplatky. Nejvhodnější pro výrobu složitých dílů vyžadujících rovnoměrnou strukturu a rovinnost povrchu bez nutnosti použití otřepů.
Ocel: Brusné kotouče potřebují kvůli své tvrdosti vyšší zrnitost/abrazivitu. Někdy se mohou zvýšit náklady a doba potřebná k dokončení projektu se také může lišit v závislosti na typu použité oceli. Například nerezová ocel může být nákladnější než jiné typy oceli.
Tvrdé slitiny (Inconel, Titan): Díky své vysoké tvrdosti a tepelné odolnosti se neuvěřitelně špatně brousí. To znamená dodatečné náklady, případně větší časovou náročnost než u tradičních postupů, a skutečnost, že jsou zapotřebí specializované brusné kotouče.
CNC broušení oceli:
Broušení oceli jako podkategorie broušení kovů má své vlastní aspekty:Broušení oceli jako podkategorie broušení kovů má své vlastní aspekty:
Typ oceli: Pro broušení se upřednostňuje měkká ocel, protože ve srovnání s vysokouhlíkovou nebo nerezovou ocelí nemá vysoký obsah uhlíku.
Požadovaná povrchová úprava: Další problém spočívá v tom, že dosažení zrcadlového povrchu oceli vyžaduje procesy, jako je leštění, což jsou další kroky, které tuto možnost prodražují a prodlužují.
CNC broušení hliníku:
Díky této měkkosti je materiál vhodnější pro vysokorychlostní broušení, zatímco hladkých povrchů lze snadno dosáhnout.
To je rozdíl oproti tvrdším kovům, což znamená, že může být ekonomičtější a méně časově náročné, protože se dá zpracovat.
Některé z těchto aplikací zahrnují letecký a automobilový průmysl a spotřební elektroniku.
CNC broušení plastů:
I když není tak rozšířené jako broušení kovů, lze broušení CNC použít pro určité typy plastů.
V úvahu přicházejí:
Typ plastu: Některé typy používaných chemických látek jsou flexibilnější než jiné. Například při broušení akrylových plastů je práce mnohem snazší než při broušení tvrdých plastů, což může v některých případech vyžadovat použití určitých specifických brusných kotoučů nebo technik.
Citlivost na teplo: Některé plastové materiály jsou citlivé na teplo, a pokud jsou vystaveny teplu produkovanému zemním systémem, dochází k jejich roztavení nebo deformaci. Aby se tyto problémy minimalizovaly, je třeba velmi přesně stanovit typ chladicí kapaliny a parametry broušení.
Požadovaná povrchová úprava: Pro dosažení vyššího stupně lesku povrchu může být nutné provést některé další kroky leštění.
Jak funguje CNC broušení?
CNC broušení je dobře známá metoda pro své přesné schopnosti. Proces zahrnuje nejen zařízení, ale také obsluhu. Podívejte se na fungování CNC broušení, od nejjednodušších součástí až po složité díly, které tuto operaci umožňují.
- Výběr brusného kotouče: Selecting the proper abrasive wheel based on the workpiece’s fabric, the grinding form, and the desired finish is critical.
- Nastavení stroje: Brusku je třeba nastavit nastavením rychlosti kotouče a posuvu pro výpočet brusných operací.
- Montáž obrobku: Klíčovým krokem je montáž obrobku. Dbejte na to, abyste obrobek na stroj namontovali pečlivě. Měli byste se také ujistit, že je správně vyrovnán s brusným kotoučem.
- Provoz broušení: Nyní přichází na řadu brusný kotouč. Brusný kotouč kontrolovaně odebírá materiál z obrobku, aby bylo dosaženo požadovaného tvaru a kvality povrchu.
- Použití chladicí kapaliny: Teplo by mohlo poškodit obrobek a narušit jeho celistvost, proto během broušení pečlivě sledujte chladicí kapalinu.
- Dokončení procesu: Po procesu broušení si prohlédněte konečný výrobek z hlediska přesnosti a povrchové úpravy. V případě potřeby proveďte další operace k zdokonalení výsledku.
Výhody CNC broušení
V porovnání s jinými tradičními metodami broušení nabízí CNC broušení mnoho výhod, jako např.:
- Přesnost: CNC broušení nabízí vyšší přesnost než staré, tradiční metody broušení. CNC broušení se stalo nejlepší volbou pro průmyslová odvětví, která vyžadují přesné součásti.
- Výjimečné povrchové vlastnosti: Jednou z hlavních výhod CNC zvlákňování je neuvěřitelná struktura povrchu, které lze dosáhnout. Přesné a kontrolované CNC broušení vytváří velmi hladké a rovnoměrné výrobky.
- Všestrannost: CNC brusky jsou všestranné. Dokážou zpracovávat velké obrobky, tvary a materiály.
- Opakovatelnost: Jakmile je CNC bruska naprogramována pro určitou úlohu, může ji provést přesně několikrát. To je obzvláště užitečné ve velkosériové výrobě, kde je klíčová přesnost.
- Efektivita: CNC broušení může často dokončit práci rychleji než ruční broušení.
- Snížení množství odpadu: CNC brusky mohou díky své přesnosti a preciznosti snížit množství odpadu.
Použití CNC broušení
CNC broušení bude do roku 2024 pokračovat v revoluci ve výrobě. CNC broušení nabízí efektivitu v různých průmyslových odvětvích. Zde je několik solidních programů s ověřenou účinností.
Letectví a obrana: (lopatky turbín, podvozky)
CNC broušení je nejznámější díky energeticky úsporné konstrukci malých součástí letadel, jako jsou lopatky turbín a podvozků, které jsou nezbytné pro úsporu paliva.
Uvolnění GrindingHub v roce 2024, první veletrh brusných technologií, ukázal, jak společnosti jako Airbus používají CNC broušení pro výrobu letadlových dílů nové generace.
Automobilový průmysl (klikové hřídele, vačkové hřídele)
Zařízení pro elektrická vozidla (EV) vyžadují přesný a jedinečný design povrchu, aby byla zajištěna účinnost a dlouhý dojezd.
Zpráva o průzkumu trhu v roce 2024 od Grand View Research předpovídá výrazný nárůst poptávky po CNC bruskách v průmyslu elektrických vozidel v důsledku nárůstu počtu elektrických vozidel.
Společnosti jako např. Tesla mohou používat CNC broušení pro své vysoce výkonné klikové a vačkové hřídele.
Zdravotnické prostředky (náhrada orgánů, chirurgické prostředky)
CNC broušení má významné využití v lékařství, například při výrobě kloubních náhrad a chirurgických nástrojů.
Kombinací CNC broušení s 3D tiskem a technologií skenování mohou výrobci vytvářet personalizované implantáty které dokonale odpovídají specifické anatomii pacienta. To umožňuje přizpůsobení, pohodlí a mobilitu.
Tabulka porovnávající CNC broušení a tradiční broušení:
| Funkce | CNC broušení | Tradiční broušení |
| Řízení procesu | Počítačem řízené, přesné a opakovatelné | Manuální, vyžaduje kvalifikovanou obsluhu |
| Přesnost | Vysoká přesnost a přísné tolerance | Přesnost závisí na zručnosti obsluhy |
| Rychlost | Rychlejší pro složité tvary a velké objemy | Pomalejší, zejména u složitých tvarů |
| Složitost | zvládne složité tvary a geometrie | Omezení na jednodušší tvary |
| Doba nastavení | Rychlejší nastavení díky automatizaci | Pomalejší nastavení, vyžaduje ruční nastavení |
| Náklady na práci | Nižší náklady na pracovní sílu díky automatizaci | Vyšší náklady na pracovní sílu kvůli požadavku na kvalifikovanou obsluhu |
| Materiálový odpad | Méně plýtvání materiálem díky přesné kontrole | Větší plýtvání materiálem v důsledku možnosti chyby obsluhy. |
| Aplikace | Ideální pro velkoobjemové, přesné díly a složité tvary. | Vhodné pro jednodušší díly, malosériovou výrobu nebo výrobu s omezeným rozpočtem. |
Náklady a doba realizace broušení CNC
Poznámka: Jedná se o přibližnou cenu. Pro skutečné ceny se prosím obraťte na nejbližší CNC obráběcí firmu.
| Složitost | Materiál | Odhadované náklady na kus (USD) | Odhadovaná doba vyřízení |
| Jednoduché (rovné plochy) | Měkké kovy (hliník) | $5 – $20 | 1-3 dny |
| Středně těžký (válcovitý s některými rysy) | Ocel | $20 – $50 | 3-5 dní |
| Složité (více prvků, přísné tolerance) | Tvrdé slitiny (např. Inconel, Titan) | $100+ | 5-7+ dní |
| Mírná | Plasty | $15 – $40 | 2-4 dny |
| Jednoduché | Tvrdé dřevo | $10 – $25 | 1-2 dny |
Jaké jsou typy CNC brusek?
Bruska CNC používá počítačové číslice k přesnému odebírání materiálu z pracovní stanice pomocí brusného kotouče. Zde je přehled některých nejpoužívanějších typů a jejich výhod a nevýhod:
CNC brusky na plochu
Klady
- Všestrannost: Manipulujte s různými materiály a velikostmi a vytvářejte plošné objekty.
- Vysoká přesnost: Získejte vynikající rozměrové tolerance a vysokou kvalitu zpracování.
- Různé možnosti broušení jsou obvodové, čelní a úhlové. pro různé aplikace.
Nevýhody
- Omezeno na rovné povrchy: nejsou vhodné pro broušení složitých geometrií.
- Omezení velikosti obrobku: Nelze uložit velmi velké nebo těžké kusy.
- Pomalejší odstranění než u některých jiných metod zívání.
CNC bruska na kulato
Klady
- Určeno pro broušení válcových obrobků: ideální pro hřídele, tyče a válce.
- Vysoká přesnost pro dosažení přesných průměrů a zaoblení.
- Vnitřní a vnější kapacita broušení: Zvládá vnitřní i vnější broušení válcových obrobků.
Nevýhody
- Omezeno na válcovou formu: není vhodný pro broušení plochých předmětů nebo složitých geometrických tvarů.
- Může být obtížné je nakonfigurovat pro specifické broušení.
- K broušení vnitřku i vnějšku je potřeba několik rozvržení.
CNC odstředivý spinner
Klady
- Rychlý a efektivní úběr materiálu: vhodné pro velkovýrobu.
- Cenově výhodné broušení jednoduchých tvarů, jako jsou hřídele a čepy.
- Pro nepřetržitý provoz jsou k dispozici možnosti automatického vkládání.
Nevýhody
- Omezená velikost a tvarovatelnost pracovní stanice: ideální pro sudo, válcový provoz.
- Nižší přesnost než u jiných metod broušení: pravděpodobně nevhodné pro kritické tolerance.
- Pro dílny různých velikostí je zapotřebí specializované vybavení.
Přední výrobci CNC brusek
Přední výrobci CNC brusek jsou rozmístěni v mnoha zemích a každý z nich má silné stránky ve specifických oblastech. Zde jsou někteří z klíčových hráčů:
Chevalier
Společnost Chevalier je významným hráčem ve výrobě CNC brusek se zvláštním zaměřením na CNC broušení povrchů. Nabízí také brusky, ale jejich specialitou se zdá být broušení ploch.
- Zaměřte se na broušení povrchu: Jejich oddanost povrchovému obrušování znamená, že mají zkušenosti s dosahováním vysoké přesnosti a dobré povrchové úpravy. Lze nabídnout různé brusné povrchy s materiály optimalizovanými pro rovinnost a vysokou odolnost.
- Konkurenční ceny: Společnost Chevalier nabízí konkurenceschopné ceny ve srovnání s jinými výrobci s podobnými funkcemi. To může být atraktivní volba pro zákazníky, kteří nejsou spokojeni s dluhy.
- Modely a stroje: Společnost Chevalier nabízí různé brusky různých výkonů a schopností, jako např.:
- Řada FSG-ADIV.
Walter
Společnost Walter je výrobcem CNC brusek specializovaných na broušení nástrojů.
Zaměření: Společnost WALTER se zaměřuje především na CNC brusky pro výrobu nástrojů a řezání. Stroje Walter si poradí se složitou geometrií nástrojů. Jejich stroje jsou vhodné pro různé nástrojové materiály, včetně:
- HSS (rychlořezná ocel)
- Karbid
- PCD (polykrystalický diamant)
Modely a stroje: Společnost WALTER CNC nabízí celou řadu obráběcích strojů s různými možnostmi, které vyhovují různým potřebám:
- HELITRONIC POWER 400
- HELITRONIC VISION 400 L
- HELITRONIC MICRO
STUDER
Společnost STUDER je oblíbeným výrobcem vysoce přesných brusek na kulato. Jsou známé svou jedinečnou kvalitou a pokročilou technologií. Společnost se věnuje plnění požadavků různých průmyslových odvětví. Zde je přehled toho, co společnost STUDER nabízí:
Zaměření: Společnost se zaměřuje především na CNC brusky na kulato. Tyto stroje jsou speciálně navrženy k přesnému broušení vnějších a vnitřních křivek obrobků a k dokončování jedinečných povrchů.
Modely a stroje: Společnost STUDER nabízí CNC brusky na kulato, které splňují různé požadavky, včetně:
- Univerzální válcové přísavky
- Vysokorychlostní válcovací stroje
- Brusky na klikové hřídele
- Nekruhové frézky
Kellenberger
Společnost Kellenberger je renomovaným švýcarským výrobcem univerzálních CNC brusek vysoké kvality a výroby Tyto stroje jsou velmi oblíbené díky své univerzálnosti a flexibilitě.
Zaměření: Společnost Kellenberger se specializuje na univerzální CNC brusky. Tyto stroje jsou navrženy tak, aby zvládly různé brousicí úkoly, což umožňuje flexibilitu pro obchody, které vyžadují různé materiály.
Modely a stroje: Společnost Kellenberger nabízí celou řadu brusek pro různé úkoly a potřeby, jako např.:
- BOULEPRO 200
- KELLENBERGER 10
- VOUMARD 30
- HAUSER 2000
Faktory, které je třeba zvážit při výběru CNC brusky
CNC brusky jsou výkonné stroje pro přesný úběr materiálu. Výběr té správné vyžaduje pečlivé zvážení, protože mnoho faktorů může výrazně ovlivnit produktivitu, efektivitu a celkovou úspěšnost výrobku. Zde je uvedeno, proč je důležité tyto faktory před výběrem CNC brusky zvážit:
Typ potřebného broušení
Vyberte hlavní úkol broušení. Úlohy mohou být broušení na plocho, broušení na kulato, vnitřní broušení nebo broušení nástrojů.
Velikost a materiál obrobku
Pečlivě zvažte velikost a materiál obrobku. Různé stroje mají různé možnosti a mohou být vhodnější pro konkrétní aplikace.
Požadovaná přesnost a povrchová úprava
Zadejte úroveň přesnosti a kvality povrchu, kterou vaše díly vyžadují. Vyšší přesnost obecně vyžaduje modernější stroje.
Objem výroby a rozpočet
Vypočítejte počet pravidelných dílů, které budete brousit. Efektivní prostředí může těžit z rychlejší a pohotovější automatizace.
Závěr
Závěrem lze říci, že CNC broušení je nezbytné pro výrobu a tvarování vysoce přesných dílů v různých průmyslových odvětvích. Tyto moderní stroje zajišťují vynikající povrchovou úpravu a těsné tolerance, které jsou důležité pro součásti v leteckém a automobilovém průmyslu a zdravotnických zařízeních. S rostoucí automatizací a poptávkou po složitějších geometriích se CNC broušení neustále vyvíjí a zajišťuje efektivitu a přesnost v konkurenčním prostředí.