CNC-hionta on uusinta teknologiaa monimutkaisten osien valmistuksessa. Tutkijat kehittävät esimerkiksi uusia hiomalaikkojen materiaaleja, kuten superhioma-aineita ja kuutiomaista boorinitridiä, sekä pintakäsittelyjä, joilla parannetaan pintakäsittelyä ja hionnan tehokkuutta.
Miten se tuli mahdolliseksi? Tässä tarjoamme joitakin todellisia CNC-hiontaesimerkkejä referensseineen.
- Ilmailu: Spirit AeroSystems on suuri nimi ilmailu- ja avaruusalalla. CNC-hiontamenetelmällä yritys valmistaa kevyitä laskutelineitä.
- Autoteollisuus: Porsche CNC-hionnasta hyötyvät erityisesti autot. Ne valmistavat kampiakseleita ja moottoreita ajoneuvojensa vaatimusten mukaisesti CNC-hionnalla.
- Lääketieteellinen: Exactech on tunnettu lääketieteellinen yritys. Se käyttää CNC-hiontaa räätälöityjen tekonivelleikkausten valmistukseen.
- Kuluttaja: Kaikki tietävät Apple-yhtiön. Monet älypuhelinvalmistajat, kuten Apple, käyttävät CNC-hiontaa älypuhelinten kameran linssien valmistukseen.
Keskeiset asiat
- Mitä on CNC-hionta?
- Miten CNC-hionta toimii?
- Mitkä ovat CNC-hionnan edut?
- CNC-hionnan sovellukset?
- Mitä tekijöitä on otettava huomioon CNC-hiomakoneen valinnassa?
Lue myös: Mitä on CNC-jyrsintä?
Mitä on CNC-hionta?
CNC ja hionta ovat kaksi erillistä mutta toisiinsa liittyvää tekniikkaa. Molemmat ovat välttämättömiä CNC-hionnassa.
Näin ne liittyvät toisiinsa:
Hionta
- Hionta on työstömenetelmä. Siinä työkappale syötetään pyörivään hiomalaikkaan, joka poistaa materiaalia.
- Hionta soveltuu parhaiten osiin, joiden on saavutettava haluttu muoto, pintakäsittely ja vaadittu toleranssi.
CNC
- CNC tarkoittaa tietokoneen numeerista ohjausta. Se on erittäin hyödyllinen valmistusteollisuudessa työkaluhiomakoneiden liikkeiden säätelyssä.
- CNC-hiontakoneessa hiomalaikan, työkappaleen ja muiden osien liikettä ohjataan CNC-järjestelmän signaaleilla.
CNC-ohjauksen yhdistäminen hiomaprosessiin on lisännyt tarkkuutta, tarkkuutta, toistettavuutta ja tuotannon tehokkuutta. Siksi monet teollisuudenalat luottavat nykyään CNC-hiontaan.
Esimerkiksi, General Motors valmistaa kampiakseleita huipputehokkaisiin koneisiinsa CNC-hiomakoneilla.
CNC-hionnan määritelmä
CNC-hionta on työstöprosessi, jossa leikkausmenetelmässä käytetään hiomalaikkoja, joiden avulla työkappale saa tarkan mitan ja paremmat viimeistelyominaisuudet. Näitä toimintoja säädellään tietokoneohjelman ohjeilla tietokoneen numeeristen järjestelmien valvonnassa.
Eri materiaalien CNC-hionta
Tämä on yleisin CNC-hionnan käyttötapa, ja hiomalaikkaa syötetään pystysuoraan ylhäältä. Metallit ovat hyvin työstettävissä hiomalaikoilla.
Yleisesti käytettyjä metalleja ovat:
Pehmeät metallit (alumiini, messinki): Vähemmän vaikea jauhaa, tarjoaa lyhyempiä aikoja ja edullisia maksuja. Soveltuu parhaiten monimutkaisten kappaleiden valmistukseen, jossa vaaditaan tasaista pintarakennetta ja tasaisuutta ilman jyrsintää.
Teräs: Hiomalaikat vaativat kovuutensa vuoksi korkeampia hionta- ja karkeusasteita. Joskus kustannukset voivat nousta, ja projektin valmistumiseen kuluva aika voi myös vaihdella käytetyn terästyypin mukaan. Esimerkiksi ruostumaton teräs voi olla kalliimpaa kuin muunlainen teräs.
Kovat seokset (Inconel, titaani): Uskomattoman vaikea jauhaa niiden suuren kovuuden ja lämmönkestävyyden vuoksi. Tämä aiheuttaa lisäkustannuksia, mahdollisesti enemmän aikaa kuin perinteiset prosessit ja se, että tarvitaan erikoishiontalaikkoja.
CNC-teräksen hionta:
Metallien hionnan alaluokkana teräksen hionnassa on omat näkökantansa:Metallien hionnan alaluokkana teräksen hionnassa on omat näkökantansa:
Terästyyppi: Teräs: Hiontaan käytetään mieluiten mietoa terästä, koska sen hiilipitoisuus ei ole korkea verrattuna runsashiiliseen tai ruostumattomaan teräkseen.
Haluttu viimeistely: Nämä ovat ylimääräisiä vaiheita, jotka tekevät mahdollisuudesta kalliimman ja vievät aikaa.
CNC-alumiinin hionta:
Tämä pehmeys tekee materiaalista suositeltavan nopeaan hiontaan, ja sileät pinnat ovat helposti saavutettavissa.
Toisin kuin kovemmat metallit, se voi olla taloudellisempaa ja vähemmän aikaa vievää, koska sitä voidaan käsitellä.
Joitakin sovelluksia ovat muun muassa ilmailu- ja avaruusteollisuus, autoteollisuus ja elektroniikan kuluttajaosastot.
CNC-muovin hionta:
Vaikka CNC-hionta ei ole yhtä yleistä kuin metallien hionta, sitä voidaan käyttää tietynlaisiin muoveihin.
Huomioon on otettava seuraavat seikat:
Muovityyppi: Jotkin käytettävät kemikaalityypit ovat joustavampia kuin toiset. Esimerkiksi akryylimuovia hiottaessa työ on paljon helpompaa kuin kovia muoveja hiottaessa, ja tämä voi joissakin tapauksissa edellyttää tiettyjen erityisten hiomalaikkojen tai -tekniikoiden käyttöä.
Lämpöherkkyys: Jotkin muovimateriaalit ovat herkkiä lämmölle, ja kun ne altistuvat maajärjestelmän tuottamalle lämmölle, ne sulavat tai vääntyvät. Näiden ongelmien minimoimiseksi on oltava hyvin tarkka jäähdytysnestetyypin ja hiontaparametrien suhteen.
Haluttu viimeistely: Joitakin lisäkiillotusvaiheita voi olla tarpeen kiiltävämmän pinnan saavuttamiseksi.
Miten CNC-hionta toimii?
CNC-hionta on tunnettu menetelmä sen tarkkuusominaisuuksista. Prosessi ei koske vain laitteita vaan myös käyttäjää. Tutustu CNC-hionnan toimintaan yksinkertaisimmista komponenteista monimutkaisiin osiin, jotka tekevät tämän toimenpiteen mahdolliseksi.
- Hiomalaikan valinta: Oikean hiomalaikan valinta työkappaleen materiaalin, hiontamuodon ja halutun viimeistelyn perusteella on ratkaisevan tärkeää.
- Koneen asettaminen: Sinun on asetettava hiomakone säätämällä hiomalaikan nopeutta ja syöttönopeutta hiomatoimintojen laskemiseksi.
- Työkappaleen kiinnittäminen: Työkappaleen kiinnittäminen on ratkaiseva vaihe. Varmista, että kiinnität työkappaleen koneeseen huolellisesti. Varmista myös, että se on oikein kohdistettu hiomalaikan kanssa.
- Hionta: Nyt on vuorossa hiomalaikka. Hiomalaikka poistaa materiaalia työkappaleesta hallitusti halutun muodon ja pinnan viimeistelyn saavuttamiseksi.
- Jäähdytysnesteen käyttö: Kuumuus voi vahingoittaa työkappaletta ja vaarantaa sen eheyden, joten tarkkaile jäähdytysnestettä huolellisesti hionnan aikana.
- Prosessin loppuun saattaminen: Hionnan jälkeen tarkasta lopputuotteen tarkkuus ja viimeistely. Suorita halutessasi mahdolliset lisätoimenpiteet lopputuloksen viimeistelemiseksi.
CNC-hionnan edut
Verrattuna muihin perinteisiin hiontamenetelmiin CNC-hionta tarjoaa monia etuja, kuten:
- Tarkkuus: CNC-hionta tarjoaa suuremman tarkkuuden kuin vanhat, perinteiset hiontamenetelmät. CNC-hionnasta on tullut ensisijainen valinta teollisuudenaloilla, jotka vaativat tarkkuutta vaativia komponentteja.
- Poikkeukselliset pintaominaisuudet: Yksi CNC-kehruumenetelmän tärkeimmistä eduista on uskomaton pintarakenne, joka sillä voidaan saavuttaa. Tarkka ja hallittu CNC-hionta tuottaa erittäin sileitä ja tasaisia tuotteita.
- Monipuolisuus: CNC-hiontakoneet ovat monipuolisia. Ne pystyvät käsittelemään suuria työkappaleita, muotoja ja materiaaleja.
- Toistettavuus: Kun CNC-hiontakone on ohjelmoitu tiettyä työtä varten, se voi suorittaa kyseisen työn tarkasti useita kertoja. Tämä on erityisen hyödyllistä suurissa tuotantomäärissä, joissa tarkkuus on avainasemassa.
- Tehokkuus: CNC-hionnalla työt saadaan usein valmiiksi nopeammin kuin manuaalisilla hiontajärjestelmillä.
- Jätteiden vähentäminen: CNC-hiontakoneet voivat vähentää hukkaa tarkkuutensa ja tarkkuutensa ansiosta.
CNC-hionnan sovellukset
CNC-hionta mullistaa valmistuksen edelleen vuoteen 2024 mennessä. CNC-hionta tarjoaa tehokkuutta monilla teollisuudenaloilla. Seuraavassa on muutamia vankkoja ohjelmia, joiden tehokkuus on todistettu.
Ilmailu- ja avaruusteollisuus ja puolustusala: (turbiinien lavat, laskutelineet).
CNC-hionta tunnetaan parhaiten polttoainetehokkuuden kannalta keskeisten pienten lentokoneen osien, kuten turbiinin lapojen ja laskutelineiden, energiaa säästävästä suunnittelusta.
Vapauttaminen GrindingHub vuonna 2024, joka on ensimmäinen hiontatekniikan messutapahtuma, näytti, miten Airbusin kaltaiset yritykset käyttävät CNC-hiontaa seuraavan sukupolven lentokoneen osien valmistukseen.
Autoteollisuus (kampiakselit, nokka-akselit)
Sähköajoneuvojen (EV) laitteet vaativat tarkkuutta ja ainutlaatuista pinnan suunnittelua tehokkuuden ja pitkän kantaman varmistamiseksi.
Vuoden 2024 markkinatutkimusraportti Grand View Research arvioi, että CNC-hiontakoneiden kysyntä kasvaa merkittävästi sähköautoteollisuudessa sähköajoneuvojen yleistymisen vuoksi.
Yritykset kuten Tesla voivat käyttää CNC-hiontaa huipputehokkaiden kampi- ja nokka-akseleidensa hiontaan.
Lääkinnälliset laitteet (elinten korvaaminen, kirurgiset laitteet)
CNC-hionnalla on merkittäviä sovelluksia lääketieteen alalla, kuten tekonivelten ja kirurgisten instrumenttien valmistuksessa.
Yhdistämällä CNC-hionta 3D-tulostus- ja skannaustekniikkaan valmistajat voivat luoda seuraavia tuotteita. yksilölliset implantit jotka sopivat täydellisesti potilaan erityiseen anatomiaan. Tämä mahdollistaa istuvuuden, mukavuuden ja liikkuvuuden.
Taulukko, jossa verrataan CNC-hiontaa ja perinteistä hiontaa:
| Ominaisuus | CNC-hionta | Perinteinen hionta |
| Prosessin valvonta | Tietokoneohjattu, tarkka ja toistettava | Manuaalinen, vaatii ammattitaitoisen käyttäjän |
| Tarkkuus | Korkea tarkkuus ja tiukat toleranssit | Tarkkuus riippuu käyttäjän taidoista |
| Nopeus | Nopeampi monimutkaisille muodoille ja suurille volyymeille | Hitaampi, erityisesti monimutkaisissa muodoissa |
| Monimutkaisuus | Voi käsitellä monimutkaisia muotoja ja geometriaa | Rajoittuu yksinkertaisempiin muotoihin |
| Asetusaika | Nopeampi käyttöönotto automaation ansiosta | Hitaampi asennus, vaatii manuaalisia säätöjä |
| Työvoimakustannukset | Pienemmät työvoimakustannukset automaation ansiosta | Korkeammat työvoimakustannukset ammattitaitoisen käyttäjän vaatimuksen vuoksi |
| Materiaalijäte | Vähemmän materiaalihukkaa tarkan valvonnan ansiosta | Enemmän materiaalihävikkiä käyttäjän virheiden mahdollisuuden vuoksi. |
| Sovellukset | Ihanteellinen suuren volyymin, tarkkuusosille, monimutkaisille muodoille. | Soveltuu yksinkertaisempiin osiin, pienen volyymin tuotantoon tai rajoitetun budjetin tuotantoon. |
CNC-hionnan kustannukset ja läpimenoaika
Huom: Tämä on likimääräinen hinta. Ota yhteyttä lähimpään CNC-työstöyritykseen saadaksesi todelliset hinnat.
| Monimutkaisuus | Materiaali | Arvioidut kustannukset kappaletta kohti (USD) | Arvioitu läpimenoaika |
| Yksinkertainen (tasaiset pinnat) | Pehmeät metallit (alumiini) | $5 - $20 | 1-3 päivää |
| Kohtalainen (lieriömäinen, jossa on joitakin piirteitä) | Teräs | $20 - $50 - $50 | 3-5 päivää |
| Monimutkainen (useita ominaisuuksia, tiukat toleranssit) | Kovat seokset (esim. Inconel, titaani) | $100+ | 5-7+ päivää |
| Kohtalainen | Muovit | $15 - $40 | 2-4 päivää |
| Yksinkertainen | Kovapuut | $10 - $25 | 1-2 päivää |
Millaisia ovat CNC-hiontakoneet?
CNC-hiontakone käyttää tietokonenumeroita materiaalin poistamiseen työpisteestä hiomalaikan avulla tarkasti. Seuraavassa on erittely eräistä yleisimmin käytetyistä tyypeistä sekä niiden eduista ja haitoista:
CNC-pintahiomakoneet
Plussaa
- Monipuolinen: Käsittele eri materiaaleja ja kokoja tasaisempien esineiden luomiseksi.
- Korkea tarkkuus: Saat erinomaiset mittatoleranssit ja korkean viimeistelyn.
- Erilaisia hiontavaihtoehtoja ovat reuna-, pinta- ja kulmahionta. eri sovelluksia varten.
Miinukset
- Rajoitettu tasaisille pinnoille: ei sovellu monimutkaisten geometrioiden hiontaan.
- Työkappaleen kokorajoitukset: Siihen eivät mahdu hyvin suuret tai painavat kappaleet.
- Hitaampi poisto kuin jotkin muut haukottelumenetelmät.
CNC lieriöhiomakone
Plussaa
- Suunniteltu lieriömäisten työkappaleiden hiontaan: ihanteellinen akseleille, tangoille ja rullille.
- Korkea tarkkuus tarkkojen halkaisijoiden ja pyöreyden saavuttamiseksi.
- Sisäinen ja ulkoinen jauhatuskapasiteetti: Käsitellään sekä sisä- että ulkopuolista hiontaa lieriömäisissä työkappaleissa.
Miinukset
- Rajoitettu lieriön muotoon: ei sovellu litteiden kappaleiden tai monimutkaisten geometrioiden hiontaan.
- Voi olla vaikea konfiguroida erityisiä hiontasovelluksia varten.
- Sekä sisä- että ulkopinnan hiontaan tarvitaan useita pohjapiirustuksia.
CNC Centrifugal Spinner
Plussaa
- Nopea ja tehokas materiaalin poisto: soveltuu laajamittaiseen tuotantoon.
- Kustannustehokas yksinkertaisten muotojen, kuten akselien ja tappien, hiontaan.
- Jatkuvaa käyttöä varten on saatavana automaattisia latausvaihtoehtoja.
Miinukset
- Rajoitettu työpisteen koko ja muotoiltavuus: ihanteellinen sudo, sylinterimäinen toiminta.
- Pienempi tarkkuus kuin muilla hiontamenetelmillä: ei todennäköisesti sovellu seuraaviin tarkoituksiin kriittiset toleranssit.
- Erikokoisiin työpajoihin tarvitaan erikoislaitteita.
Johtavat CNC-hiomakoneiden valmistajat
Johtavat CNC-hiomakoneiden valmistajat ovat levittäytyneet useisiin maihin, ja jokaisella on vahvuuksia tietyillä aloilla. Seuraavassa on joitakin keskeisiä toimijoita:
Chevalier
Chevalier on merkittävä toimija CNC-hiontakoneiden valmistuksessa, ja se on keskittynyt erityisesti CNC-hiontapintojen valmistukseen. Se tarjoaa myös hiontakoneita, mutta sen erikoisalaa näyttää olevan pintojen hionta.
- Keskitytään pinnan hiontaan: Heidän omistautumisensa pinnan hiontaan tarkoittaa, että heillä on asiantuntemusta korkean tarkkuuden ja hyvän viimeistelyn saavuttamisessa. Tarjolla voi olla erilaisia hiomapintoja, joiden materiaalit on optimoitu tasaisuutta ja suurta kestävyyttä varten.
- Kilpailukykyinen hinnoittelu: Chevalier tarjoaa kilpailukykyisen hinnoittelun verrattuna muihin valmistajiin, joilla on samanlaiset ominaisuudet. Tämä voi olla houkutteleva vaihtoehto asiakkaille, jotka eivät ole tyytyväisiä velkaan.
- Mallit ja koneet: Chevalier tarjoaa erilaisia hiontakoneita, joiden kapasiteetti ja ominaisuudet vaihtelevat, kuten:
- FSG-ADIV-sarja.
Walter
Walter on työkalujen teroitukseen erikoistuneiden CNC-hiontakoneiden valmistaja.
Keskity: WALTER keskittyy pääasiassa CNC-hiontakoneisiin työkalujen valmistukseen ja leikkaamiseen. Walterin koneet pystyvät käsittelemään monimutkaista työkalugeometriaa. Niiden koneet soveltuvat useille eri työkalumateriaaleille, mm:
- HSS (pikateräs)
- Karbidi
- PCD (monikiteinen timantti)
Mallit ja koneet: WALTER CNC tarjoaa erilaisia työkaluleikkauskoneita, joissa on erilaisia vaihtoehtoja erilaisiin tarpeisiin:
- HELITRONIC POWER 400
- HELITRONIC VISION 400 L
- HELITRONIC MICRO
STUDER
STUDER on suosittu korkean tarkkuuden lieriöhiontakoneiden valmistaja. Ne tunnetaan ainutlaatuisesta laadusta ja edistyksellisestä tekniikasta. Yritys omistaa palvelunsa eri teollisuudenalojen vaatimusten täyttämiseen. Tässä on erittely siitä, mitä STUDER tarjoaa:
Keskity: Yritys keskittyy ensisijaisesti CNC-sylinterihiomakoneisiin. Nämä koneet on suunniteltu erityisesti työkappaleiden ulko- ja sisäkkäisten kaarteiden tarkkaan hiontaan ja ainutlaatuisen pinnan viimeistelyyn.
Mallit ja koneet: STUDER tarjoaa CNC-sylinterihiomakoneet erilaisiin tarpeisiin, kuten:
- Yleiskäyttöiset sylinterimäiset imusuulakkeet
- Suurnopeusvalssauskoneet
- Kampiakselin hiontakoneet
- Ei-ympyränmuotoiset jyrsinkoneet
Kellenberger
Kellenberger on tunnettu sveitsiläinen valmistaja, joka valmistaa laadukkaita ja korkealaatuisia CNC-yleishiomakoneita. Nämä koneet ovat erittäin suosittuja niiden monipuolisuuden ja joustavuuden vuoksi.
Keskity: Kellenberger on erikoistunut CNC-yleishiomakoneisiin. Nämä koneet on suunniteltu hoitamaan erilaisia hiontatehtäviä, mikä mahdollistaa joustavuuden eri materiaaleja vaativille liikkeille.
Mallit ja koneet: Kellenberger tarjoaa erilaisia hiomakoneita erilaisiin tehtäviin ja tarpeisiin, kuten:
- BOULEPRO 200
- KELLENBERGER 10
- VOUMARD 30
- HAUSER 2000
CNC-hiomakoneen valinnassa huomioon otettavat tekijät
CNC-hiomakoneet ovat tehokkaita tarkkuusmateriaalin poistokoneita. Oikean hiomakoneen valitseminen vaatii huolellista harkintaa, sillä monet tekijät voivat vaikuttaa suuresti tuottavuuteen, tehokkuuteen ja tuotteen yleiseen menestykseen. Seuraavassa kerrotaan, miksi on tärkeää punnita näitä tekijöitä ennen CNC-hiomakoneen valintaa:
Tarvittava hiontatyyppi
Valitse päähiontatehtävä. Tehtävät voivat olla pintahionta, lieriöhionta, sisähionta tai työkaluhionta.
Työkappaleen koko ja materiaali
Ota huolellisesti huomioon työkappaleen koko ja materiaali. Eri koneilla on erilaiset ominaisuudet, ja ne voivat soveltua paremmin tiettyihin sovelluksiin.
Vaadittu tarkkuus ja pintakäsittely
Määritä osien vaatima tarkkuus- ja pintakäsittelytaso. Suurempi tarkkuus edellyttää yleensä kehittyneempiä koneita.
Tuotannon määrä ja talousarvio
Laske hiottavien tavallisten osien määrä. Tehokkaat ympäristöt voivat hyötyä nopeammasta ja nopeammin reagoivasta automaatiosta.
Päätelmä
Yhteenvetona voidaan todeta, että CNC-hionta on välttämätöntä tarkkuusosien valmistuksessa ja muotoilussa eri teollisuudenaloilla. Näillä kehittyneillä koneilla saadaan aikaan erinomainen viimeistely ja tiukat toleranssit, jotka ovat tärkeitä ilmailu- ja avaruusalalla, autoteollisuudessa ja lääkinnällisten laitteiden osissa. CNC-hionta kehittyy jatkuvasti automaation lisääntyessä ja monimutkaisempien geometrioiden kysynnän lisääntyessä, mikä takaa tehokkuuden ja tarkkuuden kilpailuympäristössä.