KRATKO

CNC обрада је често кључни споредни процес који се примењује на делове изливене под притиском како би се постигла прецизност коју само ливење не може обезбедити. Док ливење под притиском изузетно добро произвodi сложене делове готовог облика у великим количинама и ниском цени по јединици, CNC обрада омогућава финалне карактеристике високе тачности, попут навојних рупа и глатких површина за спајање. Одлука о коришћењу једног или комбинације оба процеса заснива се на компромису: ливење под притиском служи за масовну производњу, док CNC обрада доноси неопходну прецизност уз додатну цену.

CNC обрада насупрот ливењу под притиском: Упоредна анализа

Разумевање основних разлика између CNC обраде и ливења под притиском је од основног значаја за сваки инжењерски или продуктовки тим. Ове две методе производње представљају различите приступе обради метала: једна уклања материјал, а друга га обликује из течног стања. Избор одговарајуће методе у потпуности зависи од захтева пројекта у погледу количине, цене, брзине и прецизности.

CNC (Computer Numerical Control) обрада је субтрактивни процес . Започиње се чврстим блоком материјала (прут) и користе се алати под управљањем рачунара — као што су фрезе, бушаци и стругови — који слој по слој уклањају материјал док се не обликује готов део. Како је описано од стране Zetwerk , процес је аутоматизован помоћу рачунарског програма, чиме се осигурава висока прецизност и поновљивост. Ова метода је веома свестрана и може се користити са великим бројем материјала, због чега је идеална за прототипе и серијску производњу малог до средњег капацитета где је прецизност на првом месту.

Насупрот томе, ливење под притиском је proces litanja . Подразумева топљење нелегираних метала као што су алуминијум или цинк и убризгавање течног материјала под високим притиском у посебно направљену челичну калуп, познат као матрица. Након што се метал охлади и затвордни, матрица се отвори и део се избаци. Ова метода је изузетно ефикасна за производњу великих количина идентичних делова са комплексним геометријама. Иако су почетни трошкови израде матрице значајни, трошак по делу се знатно смањује при великим серијама, због чега је овај поступак први избор за масовну производњу у потрошачкој и аутомобилској индустрији.

Иако се ливење под притиском и CNC обрада често упоређују, друге методе као што је ковање такође имају кључну улогу у производњи. На пример, компаније попут Shaoyi (Ningbo) Metal Technology специјализоване су за аутомобилско ковање, други процес који обликује метал коришћењем компресивних сила, идеалан за израду изузетно јаких и трајних делова. Разумевање целокупног спектра опција производње осигурава да се изабере најбољи процес у складу са специфичним захтевима за перформансе делова.

Синергија: Коришћење CNC обраде као завршног процеса код ливења у матрици

Иако се често приказују као конкурирајуће методе, CNC обрада и ливање у матрици су често партнери у низном производном процесу. Многи високоперформантни делови искоришћавају предности обе методе. Процес почиње ливањем у матрици, како би ефикасно створио основни, комплексни облик дела (тзв. near-net shape), а затим прелази на CNC обраду ради завршних додира који захтевају већи степен прецизности него што је могуће постићи самим ливањем.

Како је објашњено од стране G&M Die Casting , ова хибридна метода је решење са једног извора за израду делова спремних за монтажу. Ливењем у алата може да се производе карактеристике са толеранцијама око ±0,005 инча, што је довољно за многе примене. Међутим, када дизајн захтева уže толеранције, савршено равне површине за спајање или сложене карактеристике попут навојних рупа, потребно је секундарно обрадити. Овде наступају CNC машине, које доводе ливени део до тачних спецификација.

Ова синергетска веза омогућава произвођачима да постигну најбоље од оба света: економичност и брзину масовне производње ливењем у алата за већи део дела, у комбинацији са прецизношћу CNC обраде за његове најкритичније карактеристике. Ово осигурава и економску исплативост и функционалну перформансу.

Уобичајене секундарне CNC операције обраде на деловима направљеним ливењем у алата укључују:

• Borovanje i taranjanje: Израда прецизних навојних рупа за вијке и навртке.
• Freziranje: Обрада равних површина за салах или спајање са другим компонентама.
• Бушење: Прављење савршено округлих и прецизно позиционираних отвора за лежаје или вратила.
• Freziranje: Обрада цилиндричних карактеристика са уским дозвољеним одступањима пречника.
• Израда жлебова за О-прстенове: Обрада прецизних канала за заптиве како би се спречило цурење.

Кључни аспекти обраде делова изливака под притиском

Обрада дела изливка под притиском није исто што и обрада чврстог блока материјала. Процес ливења уноси јединствене карактеристике материјала и изазове које инжењери и оператери морају узети у обзир ради постизања успешног резултата. Правилно планирање и техника су од суштинског значаја да би се спречило оштећење дела или компромитовање његове целовитости.

Један од првих изазова је порозност материјала . Микроскопски мехурићи гаса понекад могу настати унутар изливка током затврдњавања топлог течног метала. Када се алат за резање судари са тим шупљинама, то може довести до лошег квалитета површине или чак прекида алата. Оператори морају користити оштре алате и оптимизоване параметре резања да би умањили ефекте порозности. Још један кључни фактор је постављање и учитвање , или фиксирање. Делови направљени ливењем под притиском праве се у облику који је близу коначном, често са комплексним, неравним површинама и танким зидовима. Обично је потребна прилагођена причвршћивачка направа како би се део сигурно и поновљиво држао без изобличења или оштећења током процеса обраде.

Штавише, легуре које се користе у ливењу под притиском, као што је алуминијумска легура A380, имају другачија својства од уобичајених легура за екструзију попут алуминијума 6061. Ливени алуминијум често има већи садржај силицијума, због чега је абразивнији и узрокује брже хабање алата. За ефикасну обраду често су неопходне специјализоване покривене површине и геометрије алата.

Најбоље праксе за обраду делова направљених ливењем под притиском укључују:

• Користите оштре алате са преклопним слојем: Поликристални дијамант (PCD) или карбидни алати са преклопним слојем често се препоручују да би се отпорно деловало на абразивност алуминијумских легура са високим садржајем силицијума.
• Оптимизујте брзине и напредовање: Параметри резања морају се пажљиво контролисати како би се спречило топљење легура ниског топлотног отпора и постигао чист рез без размазивања материјала.
• Имплементирајте одговарајуће усмеравање рада: Конструишите прибеге које подржавају јединствену геометрију делова, причвршћујући на чврстим и стабилним областима како бисте спречили скретање или оштећење.
• Ефикасно управљање струготинама: Користите млаз ваздуха под високим притиском или минималну сечивну течност за уклањање струготина, јер традиционална сечивна течност понекад може продрирати у поре материјала и изазвати проблеме касније.

Анализа трошкова: Када је ливење под притиском + CNC рентабилније?

Одлука између искључиво CNC обраде и комбинованог процеса ливења под притиском и машинске обраде готово увек је под утицајем запремине производње и трошкова. Иако CNC обрада нуди флексибилност и избегава високе првобитне трошкове алата, ливење под притиском обезбеђује непревазиђену ефикасност у већим серијама. Разумевање тачке пресека трошкова је кључно за доношење исправне финансијске одлуке у пројекту производње.

За мале серије, као што су прототипови или серије од неколико стотина делова, CNC обрада је готово увек јефтинија. Како SyBridge Technologies истиче да нема потребе за улагањем десетак хиљада долара у челичну матрицу. Трошкови су углавном одређени временом рада машине и материјалом. Међутим, ови трошкови по комаду остају релативно константни независно од броја произведених јединица. Ливење под притиском, са друге стране, има веома велике почетне трошкове због пројектовања и израде матрице. Али када се матрица једном направи, делови се могу производити за неколико центи по комаду, што се односи на материјал и време циклуса.

Убедљив пример из праксе од Динакаст истиче овај компромис. За камеру Light L16, производња комплексног шасија путем CNC обраде била је пет пута скупља него ливење под притиском. За потрошачки производ масовне производње, ова разлика у трошковима чини CNC обраду непрактичном за велику серијску производњу. Почетна инвестиција у матрицу брзо је надокнађена огромним уштедама у трошковима по комаду, тако да је хибридни приступ био једини изводљив начин даљег развоја.

Као опште правило, тачка прелаза када ливење под притиском постане економичније обично се креће између 2.000 и 5.000 јединица. Испод овог опсега, трошкови алата су превисоки да би се оправдали. Изнад те границе, ниски трошак по комаду код ливења под притиском омогућава значајне уштеде које расту са сваким произведеним делом, чинећи га јасним победником за масовну производњу.

Često postavljana pitanja

1. Која је разлика између CNC обраде и ливења под притиском?

CNC обрада је субтрактивни процес који полази од чврстог блока материјала и исеца га како би направио део. Ливење под притиском је процес формирања који улива топљени метал у челичну калупу (матрицу) да би обликовао део. CNC је најбољи за мале до средње серије и високу прецизност, док је ливење под притиском идеално за велике серије производње сложених делова по ниском трошку по јединици.

2. Којих 7 главних делова има CNC машина?

Главни компоненти типичне CNC машине укључују јединицу за контролу машине (MCU), која је мозак система; улазне уређаје за учитавање програма; систем погона са моторима за кретање оса; саму алатну машину (нпр. вретено и резне алата); систем повратне спреге ради осигуравања тачности; постељину и сто који чине структуру машине; и систем хлађења за управљање топлотом.

3. Да ли је ливење под притиском јефтиније од CNC-а?

Зависи од запремине производње. За мале количине (прототипови до неколико хиљада делова), CNC обрада је јефтинија зато што се избегава висока почетна цена израде матрице. Међутим, за велике серије производње (обично преко 5.000 комада), ливење под притиском постаје знатно економичније због изузетно нiske цене по комаду, што брзо надокнађује почетна улагања у алатање.