TL;DR

CNC apstrāde bieži vien ir būtisks otrreizējais process, ko piemēro sakausētām sastāvdaļām, lai sasniegtu precizitāti, kuru viena sakausēšana viena pati nevar nodrošināt. Lai gan sakausēšana ir lieliska sarežģītu, gandrīz galīgo formu detaļu ražošanai lielos daudzumos ar zemām vienības izmaksām, CNC apstrāde nodrošina gala elementus ar augstu toleranci, piemēram, vītnes caurumus un gludas savienojošās virsmas. Lēmums izmantot vienu vai abu kombināciju ir atkarīgs no kompromisa: sakausēšana ir masražošanai, bet CNC apstrāde pievieno būtisko precizitāti papildu izmaksās.

CNC apstrāde pret sakausēšanu: tieša salīdzināšana

Pamatatšķirību izpratne starp CNC apstrādi un die štampēšanu ir būtiska jebkurai inženierijas vai produktu komandai. Šīs divas ražošanas metodes pārstāv atšķirīgus metāla apstrādes pieejas: viena no tām noņem materiālu, bet otra to veido no kausēta stāvokļa. Pareizās metodes izvēle pilnībā atkarīga no projekta prasībām attiecībā uz apjomu, izmaksām, ātrumu un precizitāti.

CNC (datorvadītā numeriskā vadība) apstrāde ir subtraktīvs process . Tas sākas ar cietu materiāla bloku (billet) un izmanto datorvadītus griešanas rīkus — piemēram, frēzes, urbjus un pagriezējus — lai slānis pēc slāņa noņemtu materiālu, līdz tiek iegūta gala detaļa. Kā aprakstīts Zetwerk , procesu automātiski pārvalda datorprogramma, nodrošinot augstu precizitāti un atkārtojamību. Šī metode ir ļoti daudzpusīga un strādā ar plašu materiālu klāstu, tāpēc ir ideāla prototipu un zemiem līdz vidējiem sērijas apjomiem, kuros galvena nozīme ir precizitātei.

Otrādi, die štampēšana ir formēšanas process . Šajā procesā tiek kausēti nerūsējoši metāli, piemēram, alumīnijs vai cinks, un karsētais materiāls zem augsta spiediena tiek ievadīts speciāli izgatavotā tērauda veidnē, kas pazīstama kā matrica. Kad metāls atdziest un sacietē, matrica tiek atvērta, un detaļa tiek izgrūsta ārā. Šī metode ir ārkārtīgi efektīva lielā daudzumā identisku detaļu ražošanai ar sarežģītām ģeometrijām. Lai gan sākotnējās izmaksas matricas izgatavošanai var būt ievērojamas, detaļas vienības izmaksas ievērojami samazinās lielos apjomos, tādējādi kļūstot par iecienītu izvēli masveida ražošanai patēriņa precēs un automašīnu rūpniecībā.

Kaut arī litēšana veidņos un CNC apstrāde bieži tiek salīdzinātas, ražošanā svarīgu lomu spēlē arī citi paņēmieni, piemēram, kausēšana. Piemēram, uzņēmumi, piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology, specializējas automašīnu kausēšanā — vēl vienā procesā, kurā metāls tiek formēts, izmantojot saspiešanas spēkus, kas ir ideāli piemērots ārkārtīgi izturīgu un ilgmūžīgu komponentu izgatavošanai. Ražošanas iespēju pilnas spektra izpratne nodrošina, ka katram komponentam tiek izvēlēts optimālais process atkarībā no tā specifiskajām veiktspējas prasībām.

Sinerģija: CNC apstrādes izmantošana kā pabeidzošais process liešanas izstrādājumiem

Kaut arī bieži tiek uzskatīti par konkurējošām metodēm, CNC apstrāde un liesma bieži ir partneri secīgā ražošanas procesā. Daudzi augsta veiktspējas komponenti izmanto abu metožu priekšrocības. Process sākas ar liešanu, lai efektīvi izveidotu izstrādājuma galveno, sarežģīto formu (tās gandrīz galīgo formu), un pēc tam pāriet uz CNC apstrādi, lai pabeigtu detaļas, kurām nepieciešams lielāks precizitātes līmenis, nekā to var sasniegt vienīgi liesma.

Kā paskaidroja G&M Die Casting , šis hibrīdais pieeja ir viena avota risinājums montāžai gatavu daļu izgatavošanai. Ieliešana kalnos var izgatavot elementus ar tolerancēm aptuveni ±0,005 collas, kas ir pietiekami daudzām lietošanas jomām. Tomēr, ja dizains prasa stingrākas tolerances, ideāli plakanas savienojošās virsmas vai sarežģītus elementus, piemēram, vītnes caurumus, ir nepieciešama sekundārā apstrāde ar CNC mašīnām. Šeit parādās CNC centri, kas precizē ielieto daļu, lai tā atbilstu precīziem specifikācijām.

Šis sinerģētiskais sadarbības veids ļauj ražotājiem sasniegt abu pasaulu labāko: izmaksu efektivitāti un augsta apjoma ieliešanas kalnos ātrumu daļas pamatmasai, kombinētu ar CNC apstrādes hirurģisko precizitāti tās kritiskākajiem elementiem. Tas nodrošina gan ekonomisko dzīvotspēju, gan funkcionālo veiktspēju.

Biežākās sekundārās CNC apstrādes operācijas uz ielietām daļām ietver:

• Urbošana un vītņošana: Precīzu vītņoto caurumu izveidošana skrūvēm un bultskrūvēm.
• Frezēšana: Plakano virsmu apstrāde blīvslēgiem vai savienošanai ar citām sastāvdaļām.
• Izurbšana: Izveidojot ideāli apaļas un precīzi novietotas caurules rullīšiem vai vārpstām.
• Tēmēšana: Apstrādājot cilindriskas detaļas ar stingrām diametra tolerancēm.
• O-veida blīvslazdu izveide: Precīzu kanālu apstrāde blīvējumiem, lai novērstu noplūdes.

Svarīgi apsvērumi diešmetinājuma komponentu apstrādei

Diešmetinājuma detaļas apstrāde nav tas pats, kas cietas bluķa materiāla apstrāde. Lietošanas process ievieš unikālas materiāla īpašības un izaicinājumus, ko inženieri un metinātājiem ir jāņem vērā, lai panāktu veiksmīgu rezultātu. Lai izvairītos no detaļas bojāšanas vai tās integritātes pasliktināšanās, ir būtiska pareiza plānošana un tehnika.

Viens no galvenajiem izaicinājumiem ir materiāla porozitāte . Mikroskopiskas gāzes kabatas reizēm var veidoties iekšā liešanas procesā, kad kausētais metāls atdziest. Kad griešanas rīks saskaras ar šādiem dobumiem, tas var izraisīt sliktu virsmas kvalitāti vai pat rīka salūzumu. Metinātājiem ir jāizmanto asas rīki un optimizēti griešanas parametri, lai mazinātu porozitātes iedarbību. Vēl viens svarīgs faktors ir fiksācija , vai fiksācijas ierīces. Ieliešanas veidā izgatavotas detaļas tiek izveidotas gandrīz pabeigtā formā, bieži ar sarežģītām, nevienmērīgām virsmām un plānām sienām. Lai droši un atkārtoti noturētu detaļu, neizkropļojot to un nepievienojot bojājumus apstrādes procesa laikā, parasti nepieciešama pielāgota fiksācijas ierīce.

Turklāt materiāli, ko izmanto liešanā, piemēram, A380 alumīnijs, ir ar atšķirīgām īpašībām salīdzinājumā ar parastiem stieņaluminiem, piemēram, 6061 alumīniju. Liešanas alumīnijam bieži ir augstāks silīcija saturs, kas padara to abrazīvāku un izraisa ātrāku instrumenta nolietojumu. Efektīvai apstrādei bieži nepieciešamas speciālas instrumentu pārklājuma kārtas un ģeometrijas.

Ieteicamās darbības metodes die-cast komponentu apstrādei ietver:

• Izmantojiet asus, pārklātus instrumentus: Polikristālisko dimanta (PCD) vai pārklātu karbīda instrumentu izmantošana bieži tiek ieteikta, lai pretestos augsta silīcija saturu alumīnija sakausējumu abrazīvajai dabai.
• Optimizējiet ātrumus un padeves parametrus: Griešanas parametri jāregulē rūpīgi, lai novērstu zemspīlējošo sakausējumu kūšanu un panāktu tīru griezumu bez materiāla pārklāšanas.
• Ieviest pienācīgu darbaspuru turēšanu: Izstrādājiet stiprinājumus, kas atbalsta daļas unikālo ģeometriju, nostiprinot to stipros un stabila joslas, lai novērstu deformāciju vai bojājumus.
• Efektīva tīres pārvaldība: Izmantojiet augsta spiediena gaisa strūklas vai minimālu dzesēšanas šķidrumu, lai attīrītu tīres, jo tradicionāls liels daudzums dzesēšanas šķidruma reizēm var iekļūt materiāla porās un vēlāk izraisīt problēmas.

Izmaksu analīze: Kad die šķidrās lēšanas + CNC apstrāde ir ekonomiskāka?

Lēmums starp tikai CNC apstrādi un kombinētu die šķidrās lēšanas un apstrādes procesu gandrīz vienmēr tiek diktiēts ar ražošanas apjomu un izmaksām. Lai gan CNC apstrāde nodrošina elastību un izvairās no augstām sākotnējām rīku izmaksām, die šķidrās lēšana nodrošina neaizvietojamu efektivitāti lielos apjomos. Svarīgi ir saprast izmaksu krustošanās punktu, lai pieņemtu pamatotu finansiālu lēmumu par ražošanas projektu.

Zemiem apjomiem, piemēram, prototipiem vai dažu simtu gabalu sērijām, CNC apstrāde gandrīz vienmēr ir lētāka. Tad SyBridge Technologies norāda, ka nav nepieciešams ieguldīt desmitiem tūkstošu dolāru tērauda formas izgatavošanā. Izdevumi galvenokārt ir saistīti ar mašīnas darbalaiku un materiālu. Tomēr šie izdevumi par vienu detaļu paliek relatīvi nemainīgi neatkarīgi no tā, cik daudz vienību tiek ražotas. Ielejformēšana, savukārt, sākas ar ļoti augstiem sākotnējiem izdevumiem, kas saistīti ar formas dizainu un izgatavošanu. Taču, reiz izgatavojot šo rīku, detaļas var ražot par daļu centa izmaksām materiālam un cikla laikam.

Pārliecinošs gadījuma pētījums no Dynacast uzsver šo kompromisu. Lai izgatavotu sarežģītu korpusu kameras Light L16, CNC apstrāde bija piecreiz dārgāka nekā ielejformēšana. Masu tirgus patēriņa precei šis izdevumu atšķirība padarīja CNC apstrādi nepraktisku lielražošanai. Sākotnējie izdevumi par formu ātri tika kompensēti, ietaupot milzīgas summas uz katras detaļas izmaksām, tādējādi hibrīda pieeja kļuva par vienīgo reālo ceļu uz priekšu.

Kā vispārējs norādījums, pārejas punkts, kurā izkausēšana kļūst ekonomiskāka, parasti atrodas diapazonā no 2 000 līdz 5 000 vienībām. Zemāk par šo diapazonu veidņu izmaksas ir pārāk augstas, lai tās attaisnotu. Virs šī apjoma zemas izmaksas par katru detaļu izkausēšanā radītās ievērojamas taupīšanas, kas pastiprinās ar katru ražoto detaļu, padara to par skaidru uzvarētāju masveida ražošanā.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir atšķirība starp CNC apstrādi un izkausēšanu?

CNC apstrāde ir substraktīvs process, kas sākas ar cietu materiāla bloku un no tā izgriež, lai izveidotu detaļu. Izkausēšana ir formēšanas process, kas ielej kausētu metālu tērauda veidnē (formā), lai izveidotu detaļu. CNC ir vispiemērotākā zemiem līdz vidējiem apjomiem un augstai precizitātei, savukārt izkausēšana ir ideāla sarežģītu detaļu masveida ražošanai ar zemām izmaksām par vienību.

2. Kādas ir septiņas galvenās CNC mašīnas daļas?

Tipiskas CNC mašīnas galvenie komponenti ietver Mašīnas vadības vienību (MCU), kas ir sistēmas smadzenes; ievades ierīces programmas ielādei; piedziņas sistēmu ar motoriem, lai kustētu asis; pašu mašīnrīku (piemēram, špindeli un griešanas rīkus); atgriezeniskās saites sistēmu, lai nodrošinātu precizitāti; gultni un galdu, kas veido mašīnas struktūru; kā arī dzesēšanas sistēmu siltuma pārvaldībai.

3. Vai formas liešana ir lētāka nekā CNC?

Tas ir atkarīgs no ražošanas apjoma. Mazākiem daudzumiem (no prototipa līdz dažiem tūkstošiem detaļu) CNC apstrāde ir lētāka, jo tiek izvairīts lielais sākotnējais izdevums formas izgatavošanai. Tomēr lielām ražošanas partijām (parasti vairāk nekā 5 000 vienības) formas liešana kļūst ievērojami izdevīgāka, jo ļoti zemās izmaksas uz vienu detaļu ātri kompensē sākotnējos instrumentu izdevumus.