CNC precisiebewerking heeft de productie aanzienlijk verbeterd door de hoge precisie te leveren die nodig is. Er is onderzocht dat precisiebewerking de arbeidskosten verlaagt door 20% naar 30% in vergelijking met gewone machinemethoden.

De regio Azië-Pacific heeft momenteel het grootste marktaandeel (meer dan 35,9% vanaf 2022). Evenzo zal de wereldwijde markt voor CNC-machines naar verwachting groeien met een Compound Annual Growth Rate (CAGR) van 7,3% van 2021 tot 2028.

Deze bewerkingstechniek heeft de norm gezet voor snelheid, nauwkeurigheid, ontwerpflexibiliteit en nauwe toleranties. Zoals 50% machinisten erkennen, helpt het bij het maken van nauwkeurige vormen met een gladde afwerking.

Veel productie-industrieën wereldwijd zijn afhankelijk van hoge-precisie machinale bewerking, wat vraagt om een samenwerking tussen professionele ontwerpers en deskundige ingenieurs. De ontwerpers zijn verantwoordelijk voor het maken van lay-outs en het omzetten daarvan in productie-instructies.

Dit artikel gaat in op het begrip van precisiebewerking, overwegingen voor het kiezen van het juiste materiaal, het CNC-bewerkingsproces en de toepassing ervan.

Inzicht in CNC precisiebewerking

CNC-verspaning is het summum van een uiterst nauwkeurig productieproces vanwege de snelheid, precisie en het vermogen om strakke CNC-toleranties aan te houden. Dit proces helpt om exacte vormen te maken van metaal, hout, glas en andere materialen. De kern van elke toegewijde fabrikant is een concurrerende productieomgeving gebaseerd op nauwkeurige engineeringpraktijken. Laten we dit proces eens begrijpen en leren hoe we gevangenissen kunnen bereiken in CNC verspanen.

Het CNC-bewerkingsproces

CNC verspanen is een moderne productietechniek die computercode gebruikt om machinebewegingen te besturen. Het wordt veel gebruikt om metalen onderdelen te maken en wanneer de onderdelen identiek moeten zijn. Bij de CNC bewerkingsmethode worden geprogrammeerde commando's gebruikt. Deze commando's besturen de bewegingen van de snijgereedschappen en zorgen voor een nauwkeurige en herhaalbare productie van complexe vormen.

Kritische onderdelen van een CNC-machine 

CNC-bewerking kan complex zijn, met verschillende onderdelen die samenwerken om de krappe toleranties te creëren die nodig zijn voor productie. Ze bestaan uit vele cruciale onderdelen, waarvan er enkele zijn:

1. Spindel
2. Assen
3. Gereedschapwisselaar
4. Besturingseenheid

Spindel

Dit onderdeel houdt het snijgereedschap of werkstuk vast en roteert het, waardoor het een vitale rol speelt in het CNC-bewerkingsproces. De snelheid en kracht bepalen de effectiviteit van de materiaalverwijdering.

Assen

Bij CNC-verspaning worden verschillende assen gebruikt waarmee het snijgereedschap in verschillende richtingen kan bewegen. Met dit meerassige proces kunnen ingewikkelde ontwerpen en met precisie bewerkte onderdelen worden gemaakt.

Gereedschapwisselaar

Gereedschapwisselaars schakelen automatisch tussen meerdere snijgereedschappen om de productiviteit te verhogen en handmatige interventies te verminderen. Dit belangrijke onderdeel is nodig voor de productie van precisieonderdelen met verschillende geometrieën.

Besturingseenheid

De besturingseenheid interpreteert de CNC-programmeertalen (G-code en M-code) en stuurt de bewegingen van de machine. G-code programmering regelt de positie en snelheid van het gereedschap. M-code beheert hulpfuncties zoals koelmiddelregeling en gereedschapswissels.

CNC Programmeertalen

1. G-code

Het is de primaire programmeertaal die wordt gebruikt bij CNC-verspaning en die de verplaatsingssnelheid en -bewegingen van het gereedschap dicteert.

2.  M-code

M-code vult G-code aan door machinespecifieke functies te beheren, zoals het inschakelen van de spindel of het wisselen van gereedschap. Dat is essentieel voor een efficiënte werking en de productie van nauwkeurige onderdelen.

Hoe krijg je precisie bij CNC-bewerking?

Als onderdeel van moderne productie is CNC-verspaning afhankelijk van nauwkeurige bewerkingsmethoden om nauwkeurige en gedetailleerde onderdelen te maken. Laten we eens kijken naar de essentiële aspecten van precisiebewerking bij CNC frezen voor precisie.

Nauwkeurigheid en kalibratie van bewerkingsmachines

Precisie in CNC-bewerking Technieken zijn afhankelijk van de nauwkeurigheid en kalibratie van de gereedschappen. Regelmatig onderhoud en nauwkeurige kalibraties zijn essentieel om de machine correct te laten werken. Dat kan fouten verminderen en de productie van hoogwaardige onderdelen garanderen.

Snijgereedschap kiezen en onderhouden

De juiste selectie en het juiste onderhoud van de snij-instrumenten voor het materiaal en de toepassing zorgen voor een efficiënte materiaalverwijdering en oppervlaktekwaliteit. Regelmatig onderhoud van de gereedschappen, zoals slijpen en vervangen van versleten gereedschappen, voorkomt defecten en helpt de precisie te verbeteren.

Span- en opspantechnieken voor veilig verspanen

De procedures voor het veilig vasthouden van het werkstuk voorkomen ongewenste verschuivingen tijdens het snijden, die fouten kunnen veroorzaken. Er worden verschillende methoden gebruikt om het werkstuk op zijn plaats te houden. Deze omvatten bankschroeven, klemmen en andere specifieke bevestigingen. Zulke methoden helpen bij het snijden en knippen naar specifieke, exacte vormen en het behouden van de vorm van de producten.

Koelvloeistofkeuze en -toepassing

De juiste keuze van koelmiddel vermindert warmte en wrijving, die de precisie kunnen beïnvloeden. Door de juiste koelselectie toe te passen, behouden de toepassingen de levensduur van het gereedschap en de oppervlakteafwerking en wordt oververhitting voorkomen. Het garandeert de maatnauwkeurigheid van het aluminium CNC-bewerkingsproces en andere precisiebewerkingen.

Materiaalkeuze voor CNC precisiebewerking

CNC precisiebewerkingsprocessen verwerken een uitgebreide reeks materialen, over het algemeen ingedeeld in verschillende categorieën, waaronder metaal, kunststof en hout.

Waarom aluminium een veelgebruikte keuze is voor CNC precisiebewerking

Aluminium is een veelgebruikt materiaal voor CNC-bewerkingsprocessen. Het is relatief licht in gewicht, sterk, gemakkelijk machinaal te bewerken, corrosiebestendig en zeer universeel. Deze eigenschappen maken aluminium waardevol voor talloze toepassingen in de auto-industrie, luchtvaart, bouw en industrie.

Lichtgewicht en toch sterk

Aluminium biedt een unieke combinatie van lichtheid en sterkte. Deze eigenschappen maken het ideaal voor het creëren van toepassingen waar gewicht en sterkte factoren van belang zijn zonder afbreuk te doen aan de structurele integriteit.

Uitstekende bewerkbaarheid

Alunimun is gunstig voor CNC-verspaning vanwege een van de bewerkbare eigenschappen. Het stelt de machine in staat om het onderdeel snel te snijden, complexe vormen te maken en nauwkeurig af te werken door de bewerkingstijd en slijtage van gereedschap te verminderen.

Goede corrosiebestendigheid

Dit materiaal produceert een natuurlijke oxidelaag die een uitstekende weerstand tegen corrosie biedt. Dat is vooral gunstig in omgevingen die blootstaan aan vocht en chemicaliën. Deze eigenschap verlengt de levensduur van onderdelen doordat er minder onderhoud nodig is.

Veelzijdigheid in verschillende legeringen

Aluminium is verkrijgbaar in verschillende soorten, elk met specifieke eigenschappen voor verschillende toepassingen. Hierdoor kunnen ingenieurs het beste type voor hun project kiezen, wat zorgt voor goede prestaties en kosteneffectiviteit.

Inzicht in aluminiumlegeringen voor nauwkeurig CNC frezen

Bij het kiezen van het perfecte materiaal voor CNC precisiebewerking is het belangrijk om de populaire aluminiumlegeringen te begrijpen. Elke legering heeft unieke eigenschappen die bijdragen aan verschillende functionele en prestatievereisten.

Focus op aluminium 6061 T6: Eigenschappen, toepassingen

De legering 6061 T6 heeft uitstekende mechanische eigenschappen en wordt veel gebruikt bij CNC precisiebewerking. Het heeft een hoge sterkte, uitstekende corrosiebestendigheid en een goede bewerkbaarheid. Deze legering wordt gebruikt voor structurele onderdelen en precisiemachineonderdelen.

6061 T6 aluminium vs 7075

7075 aluminiumlegering is sterker dan 6061 legeringen, waardoor het ideaal is voor toepassingen met hoge druk. Het is minder goed machinaal te bewerken en duurder dan 6061. 6061 biedt echter een betere balans tussen sterkte, bewerkbaarheid en kosten.

Korte vermelding van aluminium 6063      

6063 aluminium is een veelgebruikte legering die vaak wordt gebruikt in architecturale toepassingen vanwege de uitstekende afwerkingseigenschappen. Het is minder intens dan 6061 en niet geschikt voor toepassingen met hoge druk.

Aanvullende overwegingen voor materiaalselectie

Bij materiaalselecties spelen extra overwegingen een rol, zoals de functionaliteit van het onderdeel, gewichtsbeperkingen en de kosten om uw project op punt te stellen. Deze overwegingen zorgen ervoor dat het geselecteerde materiaal voldoet aan de technische en economische vereisten.

Onderdeel Functionaliteit en Sterktevereisten

De functionaliteit en structurele vereisten van het onderdeel hangen af van de geschikte materialen, die variëren door hun unieke eigenschappen. Verschillende toepassingen hebben verschillende niveaus van sterkte en duurzaamheid nodig, wat de keuze tussen legeringen zoals 6061 en 7075 beïnvloedt.

Gewichtsbeperkingen

Gewichtsbeperkingen zijn de belangrijkste factor bij het creëren van toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en de auto-industrie. De lichtgewichteigenschappen van aluminium verminderen het totale gewicht van het onderdeel zonder afbreuk te doen aan de sterkte of prestaties.

Kostenfactoren

Kostenfactoren spelen een rol bij het kiezen van het juiste materiaal voor bepaalde voorwerpen. Materialen met veelzijdige legeringen hebben vergelijkbare eigenschappen, maar sommige zijn duurder, zoals 7075. Het afwegen van de materiaalkosten tegen de specifieke voordelen maakt het project haalbaar en zorgt ervoor dat het budget wordt gerespecteerd.

Het machinale bewerkingsproces voor metalen precisieonderdelen

Ingenieurs geven de voorkeur aan het CNC-bewerkingsproces voor het maken van metalen precisieonderdelen, dat zeer geschikt is voor diverse industrieën zoals lucht- en ruimtevaart, auto's en elektronica. Dit proces omvat geavanceerde computergestuurde machines om nauwe toleranties en ingewikkelde geometrieën te bereiken.

Soorten CNC-bewerkingsprocessen die worden gebruikt voor precisieonderdelen

CNC-verspaning biedt verschillende processen om de met precisie bewerkte onderdelen te maken; elke methode voldoet aan de criteria van verschillende toepassingen en conformiteitsniveaus.

3-assig frezen: Basisprincipe en mogelijkheden

De 3-assige methode is de meest eenvoudige manier van CNC frezen. Het beweegt het werkstuk langs de drie assen om verschillende eigenschappen en vormen te creëren. Dit proces produceert onderdelen met een vlak oppervlak, sleuven en geboorde gaten.

4- en 5-assig frezen: Voordelen voor complexe geometrieën

De 4- en 5-assige freesmogelijkheden zijn groter dan de 3-assige vanwege de roterende bewegingen langs de extra assen. Deze processen maken de productie van complexe geometrieën en ingewikkelde ontwerpen eenvoudig, waarvoor meer dan drie assen nodig zouden zijn.

CNC Draaien: Geschikt voor roterende onderdelen

Tijdens de CNC draaiprocedure roteert het onderdeel terwijl het snijgereedschap langs een of twee assen beweegt om cilindrische of conische vormen te creëren. Deze methode helpt bij de productie van roterende onderdelen zoals assen, bussen en andere ronde onderdelen.

Factoren die de nauwkeurigheid tijdens het verspanen beïnvloeden

Om precisie te bereiken bij het CNC bewerken van metalen onderdelen zijn er verschillende factoren die de uiteindelijke kwaliteit en nauwkeurigheid van de onderdelen beïnvloeden.

Gereedschapsbaanoptimalisatie

Een goed geplande optimalisatie van het gereedschapstraject zorgt ervoor dat het snijgereedschap de meest efficiënte route volgt om de cyclus te versnellen en de nauwkeurigheid te verbeteren. Het minimaliseert onnodige bewegingen en produceert een consistente snijkracht, wat leidt tot grotere precisie.

Aanvoersnelheden en snijsnelheden

De voedingssnelheid en de snijsnelheid beïnvloeden de bijpassende werkstukkwaliteit. De voedingssnelheid geeft aan hoe het snijgereedschap in het materiaal beweegt. De snijsnelheid vertegenwoordigt de bewegingssnelheid van het gereedschap op het materiaaloppervlak. De juiste balanceertechniek helpt om efficiënt materiaal te verwijderen en slijtage van het gereedschap te voorkomen.

Minimaliseren van gereedschapdoorbuiging en -trilling

Het minimaliseren van gereedschapdoorbuigingen en -trillingen is cruciaal om het uiteindelijke onderdeel met hoge nauwkeurigheid en precisie te maken. Het verwaarlozen van deze aspecten tijdens het CNC bewerken kan leiden tot overmatige kracht, ongelijkmatige oppervlakken en maatfouten. Daarom kan het gebruik van stijve tollhouders, het optimaliseren van de snijcondities en het kiezen van het juiste gereedschap de kans op onverwachte fouten verkleinen.

Toepassingen van machinaal bewerkte precisiecomponenten

Nauwkeurig bewerkte onderdelen zijn essentieel in numerieke platforms die nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en hoogwaardige toepassingen vereisen. CNC-verspaning van aluminium is meestal het populairst voor het maken van complexe onderdelen op maat die voldoen aan strenge specificaties en prestatievereisten.

Branches die vertrouwen op CNC precisiebewerking

• Ruimtevaart en defensie
• Auto's en transport
• Medische apparatuur en elektronica
• Prototyping en productontwikkeling

Ruimtevaart en defensie

De lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie maken gebruik van precisiebewerking om vliegtuigonderdelen, motoronderdelen en complexe assemblages te maken en hun veiligheid en prestaties onder extreme omstandigheden te garanderen.

Auto's en transport

Fabrikanten passen CNC-precisiemethoden toe om zeer duurzame en functionele onderdelen te maken voor de auto- en transportsector. Hun toepassingen omvatten motoronderdelen, transmissieproducten en andere kritieke elementen.

Medische apparatuur en elektronica

De medische en elektronica-industrie gebruiken nauwkeurige machinale bewerkingen om medische implantaten, chirurgische instrumenten, elektronische behuizingen en koellichamen te maken.

Prototyping en productontwikkeling

Prototyping en productontwikkeling maken gebruik van CNC-verspaning om aangepaste prototypes en productieonderdelen in kleine aantallen te maken, waardoor nieuwe producten snel prototypes kunnen maken en opnieuw beoordeeld kunnen worden.

Voorbeelden van machinaal bewerkte precisiecomponenten

• Vliegtuigonderdelen, Motoronderdelen
• Medische implantaten, chirurgische instrumenten
• Elektronische behuizingen en koellichamen
• Aangepaste prototypes en productieonderdelen in kleine oplages

Vliegtuigonderdelen, Motoronderdelen

In moeilijke bedrijfsomstandigheden zorgen uiterst nauwkeurige motor- en vliegtuigonderdelen voor meer veiligheid en een betere toepasbaarheid van de producten in de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Medische implantaten, chirurgische instrumenten

Gereedschappen zoals medische implantaten en instrumenten die worden gemaakt via een proces dat bekend staat als CNC precisiebewerking, bieden de beste veiligheidsmaatregelen en prestaties.

Elektronische behuizingen en koellichamen

Het CNC-bewerkingsproces voorziet de elektronische behuizing en koellichamen van de vereiste nauwkeurige bewerking, die de gevoelige componenten beschermt en de warmteafvoer effectief regelt.

Aangepaste prototypes en productieonderdelen in kleine oplages

Precieze CNC-bewerking produceert ook prototypes op maat en productieonderdelen in kleine aantallen omdat dit gedetailleerde en nauwkeurige modellen zijn voor evaluatie.

Conclusie:

Hoge nauwkeurigheid is een cruciale vereiste in de industrie om nauwkeurige en betrouwbare componenten te maken. CNC-verspaning met hoge precisie speelt hierbij een belangrijke rol. Deze technologie heeft verschillende voordelen, waaronder eenvoudige bewerking en hoge nauwkeurigheid. Toepassingen zijn onder meer vliegtuigonderdelen en -motoren, medische toepassingen zoals implantaten en elektronische toepassingen zoals behuizingsonderdelen. De komende vooruitgang in CNC precisiebewerking omvat mogelijk verbeterde automatisering en de integratie van AI in optimalisatie en geavanceerde materialen. Ongetwijfeld zal de vooruitgang in CNC-bewerking leiden tot nog geavanceerdere en nauwkeurigere productiestrategieën.