ماشین CNC یک دستگاه کنترل عددی کامپیوتری (Computer Numerical Control) است که با برنامهریزی دیجیتال، فرآیند ساخت قطعات را به صورت خودکار انجام میدهد.
در واقع، ماشینکاری CNC یک روش تولید کاهشی محسوب میشود؛ به این معنا که از یک قطعه اولیه جامد (بلانک یا قطعه کار) شروع شده و با استفاده از ابزارهای برش، لایههای اضافی ماده به تدریج برداشته میشوند تا قطعه نهایی مطابق با طراحی دیجیتال ساخته شود.
این فرآیند با هدایت کامپیوتر و از طریق حرکت دقیق ابزار برش حول یا درون قطعه کار صورت میگیرد. در ادامه، انواع اصلی این ماشینها و شیوه عملکرد آنها معرفی خواهد شد.
ماشین فرز CNC
ماشینهای فرز CNC با استفاده از ابزار برش دوار و با دقت بالا، ماده زائد را از روی قطعهکار ثابتشده حذف میکنند تا فرم نهایی مطابق با طرح ایجاد شود. فرآیند اصلی به این صورت است که قطعهکار به صورت ثابت روی میز دستگاه بسته شده و ابزار برش با سرعت و حرکت برنامهریزیشده، لایهبرداری و شکلدهی را انجام میدهد.
این دستگاهها امکان تنظیم دقیق پارامترهایی چون سرعت چرخش اسپیندل و نرخ پیشروی را از طریق نرمافزار CAM فراهم میکنند که به بهینهسازی کیفیت سطح و راندمان عملیات منجر میشود. همچنین بسیاری از مدلهای پیشرفته امروزی مجهز به سیستمهای شبیهسازی حرکات چندمحوره هستند که امکان بررسی و رفع خطاها پیش از شروع فرآیند واقعی را ممکن میسازند.
فرزهای CNC در پیکربندیهای عمودی و افقی و با قابلیت بهرهگیری از طیف گستردهای از ابزارها از جمله فرزهای انتهایی، دریل، قلاویز و ریمر ارائه میشوند که انعطاف بالایی در اجرای عملیات مختلف فراهم میآورند.
کاربرد های ماشین های فرز CNC
برخی کاربردهای معمول ماشینکاری CNC عبارتند از:
- کاببینت ها
- مبلمان
- مدل های نمونه
- علائم
- مدل های نمونه
- آلات موسیقی
محدودیت های فرز های CNC
فرزکاری CNC یک فناوری گستردهقبولشده است زیرا هدف خود را با موفقیت انجام میدهد و تولید پرسرعت با ماشینکاری CNC دقیق را فراهم میکند. برخی عواملی که میتوانند به عنوان محدودیت برای کاربران خاص در نظر گرفته شوند عبارتند از:
· محدودیت اندازه: هر ماشین فرز CNC خاص محدودیت اندازه قطعهای که میتواند با استفاده از آن ماشینکاری شود، خواهد داشت. این اندازه معمولاً به حداکثر فاصله ابزارها و اندازه محفظه بستگی دارد.
· مهارت اپراتور: فرزهای CNC نیاز به اپراتورهایی با مجموعه مهارت خوب دارند. یک خطای کوچک اپراتور میتواند منجر به انحرافات قابل توجه در دقت و مشکلات طراحی در مراحل بعدی شود.
· هزینه: برخی کاربران هزینه اولیه نسبتاً بالای ماشین فرز CNC را به عنوان محدودیت روش میبینند. با این حال، باید توجه داشت که هزینه بالا مزایای متعددی مانند دقت و ماشینکاری CNC دقیق را به همراه دارد که جایگزینهای دیگر ارائه نمیدهند.
ماشین های روتر CNC
روتر CNC اشکال و طرحهای مختلف را روی سطوح مسطح هر ماده برش میدهد. این ماشینها جایگزین چندین ابزار دستی سنتی مورد استفاده در کارگاههای نجاری و فلزکاری میشوند، مانند ابزارهای سوراخکاری، ارههای پانل و قالبسازهای اسپیندل.
کاربرد های روترهای CNC
به دلیل توانایی روترهای CNC برای برش اشکال پیچیده، کاربردها شامل:
- مبلمان چوبی حکاکیشده
- قالبها
- دکوراسیون داخلی و خارجی
- حکاکی درها
- علائم
- آلات موسیقی
محدودیتهای روترهای CNC
· نویز بالا: روترهای CNC معمولاً شامل قطعاتی مانند اسپیندل، سیستم استخراج و سیستم خلاء هستند. عملیات کلی ماشین میتواند سطح نویز بالایی ایجاد کند.
· گرد و غبار باقیمانده: محیط کاری روترهای CNC حاوی مقدار بالایی از گرد و غبار چوب یا فلز است.
برش دهنده های پلاسما CNC
ماشین برش پلاسما CNC برشی بسیار دقیق ارائه میدهد. آن از یک قوس تخلیه الکتریکی (مانند مشعل پلاسما) برای یونیزه کردن هوا و ذوب ماده در جایی که قوس الکتریکی ضربه میزند، استفاده میکند. از آنجا که از طریق قوس الکتریکی کار میکند، این فرآیند تنها برای مواد رسانای الکتریکی اعمال میشود.
کاربرد های برش دهندههای پلاسما CNC
- تولید خودرو
- تعمیرات خودرو
- کارگاههای ساخت
- نجات و اسکراپینگ
محدودیت های برش دهنده های پلاسما CNC
· مواد: برش پلاسما تنها فلزات و آلیاژهای رسانا را برش میدهد. این محدودیت برای کاربرانی که مایل به ماشینکاری مواد مانند چوب و پلاستیک هستند، مانع بزرگی به شمار می رود.
· مناطق تحت تأثیر حرارت: برش پلاسما یک فرآیند برش گرم است که با ذوب ماده کار میکند حرارت ناشی از این فرآیند، باعث ایجاد یک ناحیهی دچار تغییرات حرارتی (HAZ) در اطراف محل برش میشود که اغلب به صورت تغییر رنگ یا تغییر در ساختار فلز قابل مشاهده است.
ماشین های تراش و تراشکاری CNC
ماشینهای تراش CNC با چرخاندنِ قطعه کار به دور یک محور کار خود را آغاز میکنند. سپس ابزار برش به آرامی به سطح این قطعهی چرخان نزدیک شده و برادهبرداری میکند تا آن را به شکل مورد نیاز درآورند. ماشین تراش CNC میتواند محصول نهایی را بسیار سریعتر و با دقت بیشتر نسبت به تراشهای دستی تولید کند.
ماشینهای تراش CNC برای فرآیندهای مختلف ایدهآل هستند، مانند برش، سمبادهکاری، روبهرو کردن، حفاری، تراشکاری، نرلینگ و غیره. در تراشکاری CNC، یک ابزار غیرچرخشی به صورت خطی روی قطعه کار چرخشی حرکت میکند تا مسیر برش هلیکال/مارپیچی ایجاد کند.
کاربرد های ماشین های تراش و تراشکاری CNC
ماشین تراش CNC در تقریباً هر صنعت تولیدی برای ساخت اقلامی مانند:
- میل بادامک ها
- قطعات خودرو
- لولههای تفنگ
- میل لنگ ها
- چوب بیسبال
- آلات موسیقی
- میزهای ناهارخوری
- پایههای مبلمان
محدودیتهای ماشینهای تراش و تراشکاری CNC
· طبیعت متقارن: به طور کلی، تراشهای CNC تنها میتوانند اجزای متقارن ایجاد کنند به دلیل نحوه شکلدهی مواد. بنابراین، این ماشینها هنگام کار با اشکال سفارشی و نامتقارن شکست میخورند.
ماشین برش لیزر CNC
برشدهندههای لیزر CNC از پرتو لیزر بسیار متمرکز برای برش ورقهای هر ماده استفاده میکنند. ماشین برش لیزر CNC برشهایی با دقت حتی بیشتر از برش پلاسما تولید میکند. برشدهندههای لیزر CNC محدود به مواد رسانا نیستند، زیرا لیزرهای حالت جامد میتوانند هر مادهای را برش دهند.
کاربرد های برش دهنده های لیزر CNC
- قطعات هوافضا
- قابهای خودرو
- تجهیزات پزشکی
- حکاکی مواد
محدودیت های برش دهنده های لیزر CNC
· ضخامت محدود: ماشینهای برش لیزر به حداکثر ضخامت مادهای که میتوان با آنها برش داد، محدود هستند.
· تخصص فنی: ماشینهای برش لیزر نیاز به اپراتورهای بسیار ماهر برای کار با آنها دارند. ماشینهای برش لیزر میتوانند بالقوه خطرناک باشند، بنابراین اپراتور باید بداند چگونه آنها را کنترل کند در حالی که پرتو لیزر روی قطعه کار حرکت میکند.
ماشین های تخلیه الکتریکی CNC (EDM)
ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) مشابه برش پلاسما با استفاده از قوس الکتریکی برای حذف ماده در مکان مورد نیاز کار میکند. این روش میتواند برشهای سریع دوبعدی روی فرمت ورق فلزی ایجاد کند.
کاربرد های ماشین های تخلیه الکتریکی CNC
- تولید قالبهای تزریقی
- ریختهگری قالب
- پانچهای بلانکینگ
- نمونهسازی
محدودیت های ماشین های تخلیه الکتریکی CNC
· محدودیتهای ماده: ماشین تخلیه الکتریکی CNC تنها برای مواد رسانا کار میکند. شما نمیتوانید از این روش برای ماشینکاری پلاستیکها، سرامیکها، چوب یا سایر مواد غیررسانا استفاده کنید.
· نرخ برش کند: ماشین EDM در گوشهها و منحنیها بسیار کند است به دلیل سایش الکترود بالا ناشی از تخلیههای الکتریکی مکرر، که منجر به افزایش هزینهها و تولید کلی کند میشود.
ماشین برش واترجت CNC
ماشین CNC واترجت از یک جت بسیار نازک آب برای برش ماده استفاده میکند. برش واترجت CNC یکی از کاربردی ترین روشها به دلیل توانایی کار روی هر ماده است. برشدهندههای واترجت CNC چندمحوره قادر به برشهای سهبعدی نیز هستند. علاوه بر این، ضخامت ماده مناسب برای برش واترجت بالا است.
کاربرد های برش واترجت CNC
- برش فوم، کاغذ، سنگ، سرامیک، شیشه و ورق فلزی
- معدنکاری
- هوافضا
- خودرو
- ساخت عمومی
محدودیت های برش واترجت CNC
· زمان برش: برشدهنده واترجت CNC کندتر از جایگزینهای دیگر است. سرعت به ویژه در اطراف گوشهها و برشهای منحنی کندتر است.
· شکست اجزا: برشدهندههای واترجت با استفاده از جتهای فشار فوقالعاده بالا کار میکنند. اگر از سیستم واترجت با کیفیت پایین استفاده شود، احتمال شکست اجزای برشدهنده وجود دارد.
ماشین های سنگ زنی CNC
سنگزنیهای سطحی CNC، مورد استفاده برای فرآیند سنگزنی CNC، از چرخهای سنگزنی ترکیبی سرامیکی چرخشی برای حذف ماده قطعه کار برای سمباده کاری یا پولیش استفاده میکنند. چرخهای سنگزنی الماسی میتوانند لمسهای پایانی ثانویه با کیفیت فوقالعاده بالا ارائه دهند.
کاربرد های سنگزنیهای CNC
- چرخدندههای دقیق بالا
- قطعات خودرو
- تجهیزات پزشکی
- قطعات هوافضا
- ابزارسازی
محدودیت های سنگ زنیهای CNC
فرآیند کند: سنگزنی CNC ماده را دقیق حذف میکند، اما با نرخ کند، که آن را برای هر کاربردی برای شکلدهی مواد غیرقابل استفاده میکند و تنها برای صاف کردن سطوح کاربرد دارد.
ماشین حفاری CNC
حفاری CNC یکی از رایجترین انواع فرآیندهای ماشینکاری CNC در کارگاهها است. آن برای حفاری سوراخها در هر ماده برای پیچها، مونتاژ ثانویه یا الزامات زیبایی شناختی ایدهآل است.
کاربرد های ماشین حفاری CNC
- تولید خودرو
- کشتیسازی
- فضانوردی
- ماشینآلات مهندسی
- ساخت قالب
- نجاری و ساخت مبلمان
محدودیت های ماشین حفاری CNC
ابعاد سوراخ: ابعاد سوراخ توسط حفاری CNC محدود است، زیرا این روش نمیتواند سوراخهای عمیق یا بزرگ ایجاد کند. علاوه بر این، قطرهای مختلف سوراخهای حفاری نیاز به بیتهای حفاری با اندازه خاص دارند.
چگونه بهترین نوع ماشین CNC را انتخاب کنیم؟
بهترین نوع ماشین CNC با دانستن اینکه چه فرآیند CNC میخواهید استفاده کنید و چه مواد را کار میکنید، انتخاب میشود. برخی ملاحظات کلیدی عبارتند از وزن ماشین، شعاع کار، سرعت ماشین، در دسترس بودن قطعات یدکی و مصرف برق.
مواد رایج مورد استفاده در ساخت ماشینهای CNC عبارتند از آلومینیوم، کامپوزیت پلیمری و چدن. زمانی که به یک ماشین بادوام برای کارهای سخت نیاز دارید چدن بهترین انتخاب است. مواد دیگر برای کارهای سبکتر مناسب هستند.
ماشین CNC شما باید بزرگتر از حداکثر ناحیه برای محصولات شما باشد. ماشین شما باید شعاعی بزرگ تر از بزرگ ترین مادهای که برش میدهید، داشته باشد. در نظر گرفتن نرخ تغذیه هنگام انتخاب بهترین نوع ماشین CNC کمککننده است. آن نرخ برش مواد در طول فرآیندهای تولید را تعیین میکند.
مانند هر وسیله دیگری، ماشین CNC ممکن است با استفاده خراب شود یا فرسوده گردد. شما باید اطمینان حاصل کنید که تکنسینهای شما میتوانند برندی که خریداری میکنید را به راحتی تعمیر کنند و قطعات یدکی در دسترس باشند. برای مثال، برای تعمیرات تخصصی مانند تعمیر اره آب صابونی که میتواند بخشی از فرآیندهای برش در ماشینآلات صنعتی باشد، میتوانید از شرکت تعمیرات اره آب صابونی با بیش از ۵۰ سال سابقه، اطلاعات بیشتری کسب کنید و خدمات حرفهای دریافت نمایید. این امر زمان توقف ماشین را کاهش میدهد. بسته به ماشینی که انتخاب میکنید، ممکن است نیاز به افزایش قدرت موجود در کارگاه داشته باشید. بررسی نیازهای قدرت ماشین و انجام تنظیمات لازم در محل کار ضروری است.
