ماشینکاری CNC چیست و انواع دستگاه CNC کدامند؟
ماشینکاری CNC از الگوریتمی استفاده می کند که توسط طراحان نوشته شده است تا به ماشین ابزار دستور دهد که کجا حرکت کنند و چگونه سایر فرآیندهای ثانویه را کار و کنترل کنند. فرآیند ماشینکاری CNC بسیار مقیاس پذیر است و می تواند هر چیزی را از قطعات الکترونیکی کوچک گرفته تا قطعات هواپیما و هوافضا در مقیاس بزرگ ایجاد کند.
انواع دستگاه های CNC چیست؟
همانطور که در بخش های بعدی خواهیم آموخت، روش های مختلفی برای طبقه بندی یک انواع دستگاه CNC وجود دارد. ابتدایی ترین شکل آن با توجه به طراحی و عملکرد دستگاه CNC است. بر اساس این طبقه بندی، انواع دستگاه CNC به شرح زیر است:
دستگاه فرز CNC:
دستگاه های فرز CNC از ابزارهای برش برای حذف مواد از قطعه کار و شکل دادن دقیق آن به مشخصات مورد نیاز استفاده می کنند. قطعه کار معمولاً در محل ثابت می شود در حالی که ابزار برش دوار با سرعت بالا مواد را از آن جدا می کند.آسیاب های CNC می توانند طیف گسترده ای از ابزارهای برش را داشته باشند که هر کدام هدف متفاوتی دارند. برخی از ابزارهای برش معمولی عبارتند از آسیاب های انتهایی، فرزها، آسیاب های صورت، شیرآلات و مته ها. این ماشین ها در دو نوع عمودی و افقی عرضه می شوند.
کاربرد ماشین های فرز CNC
برخی از کاربردهای معمول ماشینکاری CNC عبارتند از:
- کابینت
- مبلمان
- نمونه های اولیه
- تابلوها
- آلات موسیقی
محدودیت های آسیاب CNC
فرز CNC یک فناوری به طور گسترده پذیرفته شده است زیرا هدف خود را با موفقیت انجام داده است، که عبارت است از تولید با سرعت بالا با ماشینکاری CNC دقیق.برخی از عواملی که می تواند محدودیتی برای کاربران خاص در نظر گرفته شود عبارتند از:
- محدودیت اندازه: هر دستگاه فرز CNC خاص محدودیتی در اندازه قطعه ای دارد که می توان با استفاده از آن ماشین کاری کرد. این اندازه معمولاً به حداکثر فاصله صفر ابزارها و اندازه محفظه بستگی دارد.
- مهارت اپراتور: آسیاب های CNC به اپراتورها نیاز دارند که مجموعه مهارت های خوبی داشته باشند. یک خطای کوچک اپراتور می تواند منجر به انحرافات قابل توجهی در دقت و مشکلات طراحی در مراحل بعدی شود.
- هزینه: برخی از کاربران هزینه اولیه نسبتاً بالای یک دستگاه فرز CNC را به عنوان محدودیت روش می دانند. با این حال، باید توجه داشت که هزینه بالا نیز مزایای متعددی را به همراه دارد، مانند دقت و ماشینکاری دقیق CNC، که سایر جایگزین ها آن را ارائه نمی دهند.
ماشین آلات روتر CNC
روترهای CNC اشکال و طرح های مختلفی را بر روی سطوح صاف از هر ماده ای برش می دهند. این ماشین‌ها جایگزین چندین ابزار دستی می‌شوند که به طور سنتی در کارگاه‌های نجاری و فلزکاری مورد استفاده قرار می‌گرفتند، مانند ماشین‌های ابزار حفاری، اره‌های پانل و قالب‌گیری دوکی.
کاربردهای روترهای CNC
با توجه به توانایی روترهای CNC برای برش اشکال پیچیده، کاربردها عبارتند از:
- مبلمان چوبی کنده کاری شده
- قالب گیری
- دکوراسیون داخلی و خارجی
- کنده کاری درب
- تابلوها
- آلات موسیقی
محدودیت های روترهای CNC
- نویز زیاد: روترهای CNC معمولاً از قطعاتی مانند اسپیندل، سیستم استخراج و سیستم خلاء تشکیل شده اند. عملکرد کلی دستگاه می تواند سطح سر و صدای بالایی ایجاد کند.
- گرد و غبار باقیمانده: محیط کار روترهای CNC حاوی مقدار زیادی گرد و غبار چوب یا گرد و غبار فلز است.
برش پلاسما CNC
یک دستگاه برش پلاسما CNC یک برش بسیار دقیق را ارائه می دهد. از یک قوس تخلیه الکتریکی (مانند یک مشعل پلاسما) برای یونیزه کردن هوا و ذوب مواد در محل برخورد قوس الکتریکی استفاده می کند. از آنجایی که از طریق قوس الکتریکی کار می کند، این فرآیند فقط برای مواد رسانای الکتریکی اعمال می شود.
کاربردهای برش پلاسما CNC
- خودرو سازی
- تعمیرات خودرو
- مغازه های تولیدی
- نجات و اسقاط
محدودیت های برش پلاسما CNC
- مواد: برش پلاسما فقط فلزات و آلیاژهای رسانا را برش می دهد. این محدودیت برای کاربرانی که مایل به ماشینکاری موادی مانند چوب و پلاستیک هستند، مشکل ساز است.
- مناطق متاثر از گرما: برش پلاسما یک فرآیند برش گرم است که با ذوب کردن مواد کار می کند. گرما مناطق متاثر از حرارت قابل مشاهده (HAZs) را در ناحیه برش ایجاد می کند.
ماشین تراش و تراش CNC
ماشین های تراش CNC با چرخاندن مواد قطعه کار حول یک محور مرکزی کار می کنند. سپس ابزارهای برش بر روی قطعه کار اعمال می شود تا مواد را جدا کرده و به شکل مورد نیاز درآورند. یک ماشین تراش CNC می تواند محصول نهایی را بسیار سریعتر و با دقت بیشتری نسبت به ماشین تراش دستی تولید کند.ماشین‌های تراش CNC برای فرآیندهای مختلف مانند برش، سنباده‌زنی، روکش‌کاری، سوراخ‌کاری، تراشکاری، خنجر کردن و غیره ایده‌آل هستند. در تراشکاری CNC، یک ابزار غیر چرخشی به صورت خطی روی قطعه کار چرخان حرکت می‌کند تا یک مسیر برش مارپیچی ایجاد کند.
کاربردهای تراش CNC و ماشین های تراش
دستگاه تراش CNC تقریباً در هر صنعت تولیدی برای ساخت مواردی مانند:
- میل بادامک
- قطعات خودرو
- لوله تفنگ
- میل لنگ
- خفاش های بیسبال
- آلات موسیقی
- میز نهارخوری
- پایه های مبلمان
محدودیت های تراش CNC و ماشین های تراش
- ماهیت متقارن: به طور کلی، تراش های CNC تنها به دلیل شکل دادن به مواد می توانند اجزای متقارن ایجاد کنند. بنابراین، این ماشین‌ها در صورت نیاز به اشکال سفارشی و نامتقارن از کار می‌افتند.
دستگاه برش لیزری CNC
برش های لیزری CNC از یک پرتو لیزر بسیار متمرکز برای برش ورق های هر ماده ای استفاده می کنند. دستگاه برش لیزری CNC برش هایی را حتی با دقت بیشتری نسبت به برش پلاسما ایجاد می کند. برش لیزری CNC به مواد رسانا محدود نمی شود، زیرا لیزرهای حالت جامد می توانند هر ماده ای را برش دهند.
کاربردهای برش لیزری CNC
- قطعات هوافضا
- قاب خودرو
- تجهیزات پزشکی
- حکاکی مواد
محدودیت های برش لیزری CNC
- ضخامت محدود: دستگاه های برش لیزری به حداکثر ضخامت موادی که می توانید با آنها برش دهید محدود می شوند.
- تخصص فنی: ماشین های برش لیزری برای کار با آنها به اپراتورهای بسیار ماهر نیاز دارند. دستگاه های برش لیزر می توانند به طور بالقوه خطرناک باشند، بنابراین اپراتور باید بداند که چگونه آنها را در حین حرکت پرتو لیزر بر روی قطعه کار کنترل کند.
ماشین های تخلیه الکتریکی CNC (EDM)
ماشین تخلیه الکتریکی (EDM) با استفاده از یک قوس الکتریکی برای حذف مواد در محل مورد نیاز، مشابه برش های پلاسما کار می کند. این روش می تواند برش های دو بعدی سریع را بر روی فرمت ورق فلز ایجاد کند.
کاربرد ماشین های تخلیه الکتریکی CNC
- ساخت قالب های تزریق
- دایکستینگ
- پانچ های خالی
- نمونه سازی
محدودیت های ماشین های تخلیه الکتریکی CNC
- محدودیت های مواد: دستگاه تخلیه الکتریکی CNC فقط برای مواد رسانا کار می کند. شما نمی توانید از این روش برای ماشینکاری پلاستیک، سرامیک، چوب یا سایر مواد نارسانا استفاده کنید.
- سرعت برش آهسته: یک دستگاه EDM در گوشه ها و منحنی ها بسیار کند عمل می کند به دلیل سایش زیاد الکترود ناشی از تخلیه های الکتریکی مکرر، که منجر به افزایش هزینه ها و کاهش تولید کلی می شود.
دستگاه برش واترجت CNC
دستگاه CNC واترجت از یک جت بسیار نازک آب برای برش مواد استفاده می کند. برش با جت آب CNC به دلیل قابلیت کار بر روی هر ماده ای یکی از پرکاربردترین روش ها می باشد. برش های جت آب چند محوره CNC قابلیت برش های سه بعدی را نیز دارند. علاوه بر این، ضخامت مواد مناسب برای برش واترجت بالا است.
کاربردهای برش واترجت CNC
- برش فوم، کاغذ، سنگ، سرامیک، شیشه و ورق فلز
- معدن
- هوافضا
- خودرو
- ساخت عمومی
محدودیت های برش واترجت CNC
- زمان برش: برش جت آب CNC کندتر از سایر جایگزین ها است. سرعت کندتر است، به خصوص در اطراف گوشه ها و برش های منحنی.
- خرابی قطعات: برش های واترجت با استفاده از جت های فشار بالا کار می کنند. در صورت استفاده از سیستم واترجت بی کیفیت، احتمال خرابی قطعات کاتر وجود دارد.
ماشین آلات سنگ زنی CNC
آسیاب‌های سطحی CNC از چرخ‌های چرخشی مخلوط سرامیکی برای حذف مواد قطعه کار برای اهداف سنباده‌کاری، تکمیل یا پرداخت استفاده می‌کنند. چرخ‌های سنگ‌زنی الماسی می‌توانند کارهای تکمیلی ثانویه با کیفیت فوق‌العاده‌ای را ارائه دهند.
کاربرد آسیاب های CNC
- دنده با دقت بالا
- قطعات خودرو
- تجهیزات پزشکی
- قطعات هوافضا
- ابزار سازی
محدودیت های آسیاب های CNC
- فرآیند آهسته: یک آسیاب CNC دقیقاً مواد را حذف می کند، اما با سرعت آهسته، آن را برای هر برنامه کاربردی برای شکل دادن به مواد غیر قابل استفاده می کند و فقط برای تکمیل و صاف کردن سطوح کار می کند.
دستگاه حفاری CNC
دستگاه حفاری CNC یکی از رایج ترین انواع فرآیند ماشینکاری CNC در کارگاه ها است. برای سوراخ کردن هر ماده ای برای پیچ، مونتاژ ثانویه یا الزامات زیبایی شناسی ایده آل است.
کاربردهای دستگاه حفاری CNC
- خودرو سازی
- کشتی سازی
- فضانوردی
- ماشین آلات مهندسی
- قالب سازی
- نجاری و ساخت مبلمان
محدودیت های دستگاه حفاری CNC
ابعاد سوراخ: ابعاد یک سوراخ توسط حفاری CNC محدود است، زیرا این روش نمی تواند سوراخ های عمیق یا سوراخ های بزرگ ایجاد کند. علاوه بر این، قطرهای مختلف سوراخ های مته به مته هایی با اندازه خاص نیاز دارند.