Hvis du er ny eller ikke er kjent med CNC-maskiner og ikke vet hva de er, er det ganske grunnleggende. CNC står for Computer Numerical Control. Det finnes mange forskjellige CNC-maskiner. Alle maskiner som styres av en datamaskin, er teknisk sett en CNC-maskin, men i dag skal vi snakke om CNC-fresemaskiner. 

Fresing har et stort omfang på flere områder, fra moderne produksjon til ingeniørarbeid. Hvilket omfang vil det ha i 2024? Det er ulike faktorer å ta hensyn til, basert på teknologisk vekst og kravene fra ulike bransjer.

Her er en kort oversikt over freseanvendelser i andre produksjonsindustrier.

• Bilindustrien og romfartsindustrien
• Medisinsk industri og helsevesen
• Elektronikk- og halvlederindustrien
• Energisektoren 
• Verktøy- og matriseindustrien
• Forbruksvarer, bygg og anlegg og tunge maskiner
• Forsvar og militærvesen

CNC, kunstig intelligens og intelligent produksjon bidrar til å utvide bruksområdene i disse bransjene.

Hva er fresing?

Som CNC-maskinering med høy presisjonen fresemaskin er en del av maskinene som brukes i maskineringsprosessen. Fresing er en produksjonsprosess som bruker et roterende skjæreverktøy til å fjerne materiale fra et arbeidsemne. Ved fresing brukes et roterende skjæreverktøy til å fjerne materiale fra et arbeidsemne. 

Her er en oversikt over fresing:

• Roterende skjæreverktøy: Forestill deg et bor med flere skjærekanter langs omkretsen i stedet for en spiss spiss. Dette verktøyet spinner i høy hastighet.
• Arbeidsstykket: Dette er materialet du skal forme. Det kan være laget av metall, plast, tre eller skum.
• Fjerning av materiale: Når den roterende kutteren kommer i kontakt med arbeidsstykket, spretter den bort små biter av materialet og bringer det nærmere den ønskede endelige formen.

Bruksområder for CNC-fresing

Luft- og romfart: CNC-maskinering har utviklet seg på ulike områder innen romfart på grunn av sin nøyaktighet, tilpasningsdyktighet og evne til å bearbeide et bredt spekter av materialer. Fresing er svært nyttig i romfartsindustrien, for eksempel:

• Turbinens deler 
• Strukturelle deler

Elektronikk: presisjon og miniatyrisering er viktig i elektroindustrien. Fresemaskiner er allsidige og kan utføre kompliserte utskjæringer og former for ulike elektroniske komponenter, som f.eks:

• Komponenter
• kabinetter

Medisinsk: I den medisinske sektoren kreves det høy nøyaktighet og presisjon. Fresing spiller en avgjørende rolle i medisinsk utstyr og instrumenter, som f.eks:

• Proteser
• Ortoser
• Implantater
• Andre kirurgiske instrumenter.

Biler: Fresing har mange bruksområder i bilindustrien. Det er en allsidig prosess fordi den kan brukes til både små og store produksjonsserier. Produsentene produserer forskjellige deler, som f.eks:

• Motordeler
• Tilpassede flenser

Hvordan fungerer fresing?

Som allerede nevnt er fresing en subtraktiv produksjonsprosess. Den fjerner materiale fra et råmateriale ved hjelp av ulike skjæreverktøy til den produserer den ønskede delen. Arbeidsstykket roteres kontinuerlig for å gi presise kutt i varierende vinkler. Det kan imidlertid være nyttig å nevne at hele freseprosessen tar noen få trinn før arbeidsstykket er klart. 

Her er de:

Opprette CAD-modell

Du må starte med en CAD-modelltegning for måldelens geometri. Du kan lage CAD-designet/modellen for råmaterialene til den ønskede delen ved hjelp av programvaren Computer-Aided Design. Med den kan du utvikle 2D- eller 3D-modeller for ulike produktkonsepter.

Konvertering av CAD til CNC

Du må konvertere CAD-modellen til et CNC-program fordi CNC-fresemaskiner ikke forstår en CAD-modell. Det er imidlertid ikke vanskelig å konvertere CAD-modellen til et CNC-program. De fleste CAD-programvarer har denne funksjonen, og du må følge instruksjonene for å oppnå optimale resultater.

Oppsett av CNC-fresemaskiner

For det første må du sørge for at fresemaskinene er riktig konfigurert før du starter. Oppsettstrinnene kan variere avhengig av maskinens merke og modell. Sørg for å sjekke produsent og modell før du bruker maskinen. gå til tilpasset CNC-maskinering for å få vite mer.

Utføre programmet

Etter at maskinen er satt opp, kan operatøren starte CNC-maskinprogrammet. Maskinen håndterer deretter hele freseprosessen på egen hånd. Når programmet er ferdig, leverer maskinen den ønskede delen med riktig spesifikasjon.

Fresemaskiner og komponenter

Typer fresemaskiner

Ulike CNC-fresemaskiner har spesifikke formål. Det er viktig å forstå disse forskjellene for å kunne oppfylle produksjonsbehovene dine, for eksempel når det gjelder kompleksitet, produksjonsvolum eller presisjonskrav.

Vertikale møller

Vertikalfresere er allsidige maskiner. Disse maskinene har mange bruksområder i metallbearbeidingsindustrien. Vertikalfreser har vertikalt orienterte spindler, noe som muliggjør presis og effektiv materialfjerning.

Noen standardfunksjoner for vertikale møller er gitt nedenfor:

• Vertikalfreser tilbyr et bredt spekter av maskineringsoppgaver med sine fleraksekonfigurasjoner, 
• Vertikalfreser har vertikale spindler som gjør det mulig å både bore og frese. 
• Flere akser muliggjør komplekse maskineringsoperasjoner for intrikate deler.
• Vertikalfreser er ideelle for bruksområder som krever høy dimensjonsnøyaktighet og små toleranser. 
• CNC-vertikalfreser muliggjør automatisert og presis maskinering. 

Horisontale møller

Disse har spindler i horisontal posisjon. De egner seg godt til kapping av tunge materialer og store operasjoner.

Nedenfor følger noen vanlige egenskaper ved horisontale møller:

• Horisontale møller er bedre enn vertikale møller for komplekse prosjekter
• Disse møllene har tykke og kortklipte verktøy
• Horisontale freser er ypperlige for komplekse prosjekter
• Horisontalkverner er ekstremt robuste og solide maskiner.
• Rektangulær styreskinne med høy stabilitet
• Disse møllene er det ideelle valget for fjerning av bulkmateriale på kort tid
• 45 graders rotasjon av fresehodet med og mot klokken

Revolvermøller

Disse møllene kalles også tårnmøller. Disse møllene har et bord som kan beveges parallelt og vertikalt, samtidig som spindelen er i posisjon til å skjære i materialet. De brukes vanligvis til spesifikke typer fresing som involverer kutt på en mølle.

Nedenfor følger noen av standardfunksjonene til revolverfreser:

• Revolverfreser anses for å være de mest allsidige fresemaskinene i dag.
• De kan flyttes for å forbedre maskinens funksjonalitet.
• Har en solid struktur og en unik design.
• Inkluderer flere brukervennlige funksjoner med større funksjonalitet
• Velkjente maskiner er kjent for sin høye ytelse og sitt lave vedlikeholdsbehov.
• I stand til å produsere en mengde produkter.
• Billigere sammenlignet med horisontale fresemaskiner.

Sengemøller

Sengefreser ligner på revolverfreser fordi de har justerbare spindler, men bare flytter bordet vinkelrett på dem. I mellomtiden beveger spindelen seg parallelt.

Noen vanlige egenskaper ved sengefabrikker er gitt nedenfor:

• Sengefreser er konstruert for krevende arbeid
• Disse maskinene kan håndtere større og tyngre arbeidsstykker enn andre typer fresemaskiner.
• Disse maskinene brukes også til matriser og støpeformer.
• De brukes ofte i produksjon av store deler til flere sektorer.

Hva er de viktigste delene av en CNC-fresemaskin?

Fem viktige deler av CNC-fresemaskinen inkluderer:

Søylebase

Støpejernssøylen og sokkelen støtter operasjonene som utføres på fresemaskinene. Basen som søylen er montert på, inneholder smøreolje og kjølevæske. Søylen støtter kneet langs arbeidsbordet. Basen bærer vekten, som fungerer som grunnlaget for maskinen.

Knær

Knærne er bundet til søylen gjennom svalehalesnittet. En vertikal stilleskrue hjelper til og holder kneet i posisjon. Denne typen skrue kalles også en heveskrue. Den skal bevege seg opp og ned til basen. Girmekanismen er plassert inne i kneet, mens salen, som er plassert på toppen av søylen, kan gå på tvers horisontalt og brukes til å gi arbeidsstykket en lineær horisontal bevegelse.

Mekanisme for kraftmating

Denne matingen er plassert i kneet og brukes for det meste til å kontrollere langsgående, tverrgående og vertikale matinger. Matingene stilles inn enten via en g-kode eller ved hjelp av et hastighetsvalghåndtak på enheten.

Arbeidsbord

Det er mer som et rektangulært bord som er laget av støpejern. Det har T-spor der arbeidsstykket kan spennes fast direkte på bordet. En skrustikke eller et annet verktøy kan monteres for å holde mindre deler og bearbeide dem trygt og effektivt. Arbeidsbordet er utstyrt med en langsgående kraftmating med variabel hastighet og håndtak. På samme måte er en annen blyskrue på X-aksen plassert under bordet og fungerer ved å gå i inngrep med mutteren for å skyve bordet sidelengs.

Spindel

Spindelen er også en av de kritiske komponentene i fresemaskinen. Den spiller en avgjørende rolle i maskinen. Når den er i ro, driver den skjæreverktøyene. Den fungerer også som holder for borbiter, spennhylser og mange andre. På grunn av disse forskjellige formene og mekaniske måtene å bruke fresene på, kan en fresemaskin brukes på mange måter å frese på.

Fresingsprosessen (trinn for trinn)

Her er en trinnvis oversikt over arbeidsprosessen til fresemaskiner:

Lasting av arbeidsstykket: Det første trinnet i det innledende oppsettet er å plassere arbeidsstykket på maskinens bordmating mens den andre enden er fastspent. En unøyaktig plassering av fiksturen vil føre til vibrasjoner, spesielt ved bruk av høy hastighet for å skjære eller forme arbeidsstykket. Dette vil føre til unøyaktigheter.

Valg av verktøy: På grunn av den teknologiske utviklingen brukes det i dag ulike typer verktøy i en fresemaskin. Velg riktig type verktøy basert på materialet som skal bearbeides, og hvor omfattende bearbeidingen skal være.

Maskinoppsett: Maskininnstilling betyr å endre visse aspekter ved maskinen, for eksempel spindelhastigheten, tilførselen av kjølevæske til verktøymaskinen, matehastigheten, skjæredybden osv.

Utførelse av fresing: Når oppsettet er gjort, starter operatøren selve freseoperasjonene.

Roughing: Dreining er en prosess der man forbedrer materialegenskapene til arbeidsstykket ved å utsette det for mekaniske påkjenninger. Dette bringer arbeidsstykket til en ubestemt tilstand som nærmer seg den skisserte formen. Dette gjøres med høy skjærehastighet og mating for å redusere verktøyets levetid og dermed øke sjansen for brudd.

Halvferdiggjøring: Etter roughing, reduserer hastigheten fresemaskinen. Vanligvis har den formen på den endelige delen som skal produseres på den som et resultat av arbeidet.

Etterbehandling: Sammenlignet med grovbearbeiding utføres finbearbeiding med lav mating og liten kuttedybde. For å optimalisere eller minimere feilen er målet å oppnå et arbeidsemne som ligger så nær maskinens tiltenkte dimensjoner som mulig.

Lossing: Operatøren laster ut den ferdige delen fra fresemaskinen.

Inspeksjon og kvalitetskontroll: På dette stadiet kontrolleres det ferdige produktet for å sikre at det ikke er noen feil. Hvis det er noen uregelmessigheter eller behov for ekstra materialfjerning, plasserer operatøren vanligvis delen tilbake på maskinen og utfører enda en etterbehandlingssyklus. Dette gjøres helt til detaljen er akseptabel.

Etterbehandling: Delen kan ha andre sekundære bearbeidingsoperasjoner etter fresing. Noen av de vanligste etterbehandlingsteknikkene er:

• Avgrading
• Rengjøring
• Sliping av overflater
• Fonishing osv.

Typer freseoperasjoner

Det finnes mange forskjellige typer fresing. Noen av dem brukes for å øke kapasiteten i virksomheten, noen for å forbedre effektiviteten og noen for andre formål.

Disse typene kan lage deler av former, men de varierer avhengig av hvordan formen er satt sammen.

Disse forskjellige typene er:

Planfresing

En planfres brukes der det er behov for å skape overflatefinish på et arbeidsemne. Planfreser flater ut en overflate eller produserer en ru overflate på en jevn eller glatt overflate. Den kan også lage enestående overflatefinish uten bølger. Planfresing kan utføres automatisk eller årlig. Det finnes ulike valg av freser for hver type.

Periferifresing

Ved periferifresing er kutteren plassert slik at den skjærer gjennom arbeidsstykket fra siden. Dermed glir kantene på skjæreverktøyet på arbeidsflaten i kontakt med verktøyspissen. Dette er det motsatte av planfresing. Det innebærer at man bruker en vanlig fres med like mange tenner som bredden på flaten. Periferifresing er å foretrekke når det skal fjernes mye materiale på én gang eller når det skal skjæres dypt.

Endefresing

En endefres brukes på samme måte som et bor, men den har en annen geometri. Endefreser er likevel utformet for å utføre radiale og aksiale kutt. Boremaskinene som skal brukes, kan bare utføre aksiale boreoperasjoner.

Gjengefresing

Gjengefresing brukes til å skjære gjenger for å lage dem på innsiden av et arbeidsemne. Gjengefreser brukes kun på forborede gjenger. I sin struktur er gjengefresene i en tilstand av rotasjon og omkretsrotasjon innenfor den indre periferien. Det bemerkes også at gjengedreining er å foretrekke sammenlignet med gjengefreser.

Fordeler og begrensninger ved fresing

Vi vet alle at fresing er en allsidig bearbeidingsprosess i industrien. Den har mange fordeler, men også noen begrensninger.

Nedenfor følger noen vanlige fordeler og begrensninger.

Fordeler med fresing

• Fresing er en svært allsidig prosess. Den støtter ulike materialer.
• Fresing er ideelt for produksjon av store kvanta.
• Fresing er en rask produksjonsprosess.
• Datastyring for å sikre at de ferdige delene er nøyaktige og presise.
• Fresing øker muligheten til å designe intrikate strukturer.
• Automatisering bidrar til å redusere lønnskostnadene ved fresing. 
• Denne CNC-fresedelen viser god tilpasningsevne og fleksibilitet.

Begrensninger ved fresing

• Fresemaskiner og oppsett krever høyere kostnader.
• Fresing er ikke egnet for ømfintlige deler.
• Det kreves skikkelig opplæring av arbeidere og operatører for å sikre at verktøy og flygeblad er trygge.

 Faktorer som påvirker fresenøyaktigheten

Det er nemlig avgjørende å oppnå presise resultater ved CNC-fresing. Nedenfor er noen faktorer som kan påvirke nøyaktigheten.

Kvalitet på maskinverktøy:

 bidrar dette betydelig til den generelle tilstanden og presisjonen til selve CNC-fresemaskinen. I tillegg må man kanskje ta hensyn til faktorer som spindelutslag (wobble), tilbakeslag (slark i tannhjulene) og bordets planhet, ettersom de også kan føre til unøyaktigheter.

Valg av skjæreverktøy 

Det er viktig å velge et skjæreverktøy som er egnet for det aktuelle materialet og den aktuelle operasjonen. Overflateskader kan oppstå hvis man bruker sløve eller ødelagte verktøy. Riktig vedlikehold og utskifting av verktøy i tide er avgjørende.

Klemming av arbeidsstykket: 

Arbeidsstykket må være godt fastspent på maskinbordet for å hindre at det beveger seg under fresingen. Feil oppspenningsteknikk kan føre til vibrasjoner og unøyaktigheter.

Skjæreparametere: 

Det har vist seg at det er avgjørende å velge riktig hastighet, matehastighet og skjæredybde. Feil parametere kan påvirke nøyaktigheten, for eksempel ved at verktøyet bøyes av, får skravlespor eller til og med brekker.

Materialegenskaper:

Ulike materialer har forskjellige bearbeidingsegenskaper. Uventet avbøyning eller verktøyslitasje kan oppstå på grunn av uforutsette materialegenskaper, og dermed påvirke nøyaktigheten.

Programmeringsfeil: 

Feil i CNC-programmeringen kan føre til unøyaktige verktøybaner eller maskineringsoperasjoner. Grundig programverifisering er avgjørende.

Miljømessige forhold: Termisk ekspansjon som følge av temperatursvingninger kan føre til unøyaktigheter i maskinens og arbeidsstykkets dimensjoner. Et stabilt miljø må opprettholdes.

Vanlige utfordringer i forbindelse med fresing

CNC-fresing har sine egne utfordringer, selv om det kan brukes på mange ulike bruksområder:

Brudd på verktøyet: 

Det kan oppstå verktøybrudd på grunn av feil valg av verktøy, for stor skjærekraft eller slitasje på verktøyet. Dette fører til forsinkelser i produksjonen og økte kostnader.

Chatter Marks: 

Når det oppstår vibrasjoner under bearbeidingen, blir overflatefinishen på arbeidsstykket ujevn. Ved å optimalisere skjæreparametrene og sørge for riktig verktøyskarphet kan man bidra til å minimere skravling.

Forvrengning av arbeidsstykket: Tynne eller ustøttede arbeidsstykker kan bøyes eller deformeres under skjærekreftene, noe som kan føre til unøyaktigheter i dimensjonene. Dette kan løses ved hjelp av strategisk plasserte klemmer og fiksturer.

Restspenning:

 Fresing etterlater spenninger i materialet som bearbeides. Disse påvirker ytelsen, noe som gjør det nødvendig med ytterligere trinn som spenningsavlastning og gløding.

Valg og håndtering av kjølevæske:

Et dårlig valg av kjølevæske kan føre til slitasje på verktøyet, dårlig sponavgang og problemer med overflatefinishen. Derfor er det viktig å velge riktig type kjølevæske og vedlikeholde den på riktig måte.

Komplekse maskineringsfunksjoner: Det er vanskelig å lage intrikate geometrier eller holde stramme toleranser uten å ty til spesielle verktøy og programmeringsteknikker.

Fremtiden for fresing

Fremtiden for fresing ser lys ut. Ved hjelp av avansert teknologi har også fresing utviklet seg. 

Se på noen moderne teknologier som har endret freseprosessen fullstendig.

Kunstig intelligens (AI) og maskinlæring

De stadige fremskrittene innen kunstig intelligens og maskinlæring har revolusjonert CNC-fresing den siste tiden. Disse teknologiene kan brukes til å identifisere nødvendige mønstre i data som samles inn fra CNC-fresemaskiner, noe som muliggjør vedlikehold. Disse teknologiene kan forbedre den generelle driftseffektiviteten til fresemaskiner.

Tingenes internett (IoT)

Intelligente teknologier som IoT gjør det raskt mulig å samle inn og analysere data på CNC-fresemaskiner. Denne teknologien gjør det mulig for produsenter å observere statusen til maskinene sine, løse eventuelle problemer og foreta raske justeringer.

Automatisering

I dag er CNC-freseprosesser i ferd med å bli helautomatiserte. Alle typer avansert utstyr, som verktøyvekslere for å håndtere ulike verktøy og arbeidsstykker, og til og med systemer for å overvåke verktøyslitasje, blir nå stadig mer populært.

Avanserte materialer

CNC-fresing utvikler seg ved hjelp av nye avanserte materialer, blant annet karbonfiberkompositter og høyfaste og lette legeringer.

Konklusjon

Fresing er en viktig produksjonsmetode. Den spiller en viktig rolle i mange bransjer når det gjelder produksjon av en rekke ulike kvalitetsdeler. Den innebærer etterbehandling av flate og buede overflater, noe som gjør den svært allsidig.

Moderne teknologi og avanserte verktøy som spiralformede freser, freser med variabel stigning og takkede freser har ytterligere forbedret freseoperasjoner med hensyn til materialfjerningshastighet, størrelsesnøyaktighet, formstruktur og overflatetoleranser.  

Hvis du har noe CNC-fresingskrav, velkommen til å kontakte oss, vil vi sitere deg om 24 timer, GC mold er en av topp 10 CNC-maskineringstjenester i verden.