Все, что нужно знать о станках с ЧПУ
Первые станки с ЧПУ были разработаны в 1940-х и 50-х годах и основывались на распространенной в телекоммуникациях технологии хранения данных, известной как «перфолента» или «перфорированная бумажная лента». Технология перфолент давно устарела, так как в 1950-х и 1960-х годах носители данных быстро перешли к аналоговой, а затем и цифровой компьютерной обработке.
Как это работает
Механическая обработка в целом — это способ трансформации заготовки материала, например, металлической болванки, в готовое изделие или прототип детали с помощью процесса контролируемого удаления материала. Подобно другой технологии разработки прототипов, FDM (3D-печать), ЧПУ полагается на цифровые инструкции из файла автоматизированного производства (CAM) или автоматизированного проектирования (CAD), такого как Solidworks 3D или RADAN. Станок с ЧПУ интерпретирует проект как инструкции по резке деталей.
Возможность программирования компьютерных устройств для управления станками быстро повышает производительность цеха за счет автоматизации высокотехнологичных и трудоемких процессов. Автоматизированная резка повышает как скорость, так и точность создания деталей — особенно когда материал имеет критическое значение.
Зачастую процессы обработки требуют использования нескольких инструментов для выполнения нужных разрезов (например, сверл разного размера). Станки с ЧПУ обычно объединяют инструменты в общие блоки или ячейки, из которых станок может их извлекать. Базовые станки перемещаются по одной или двум осям, в то время как современные станки перемещаются латерально по осям x, y, продольно по оси z и часто вращаются вокруг одной или нескольких осей.
Многоосевые станки способны автоматически переворачивать детали, что позволяет удалять материал, который ранее находился «снизу». Это избавляет рабочих от необходимости переворачивать заготовку прототипа и позволяет обрабатывать все стороны без ручного вмешательства. Полностью автоматизированная резка, как правило, точнее той, что возможна при ручном вводе. Тем не менее, иногда отделочные работы, такие как травление, лучше выполнять вручную, так же как и простые разрезы, которые потребовали бы обширных проектных работ для программирования станка на автоматизацию.
Типы станков с ЧПУ
Станки с ЧПУ обычно делятся на две общие категории: традиционные технологии обработки и новые технологии обработки:
Традиционные технологии
Сверла работают путем вращения сверла и перемещения его в контакт с неподвижным блоком исходного материала.
Токарные станки, по сути, являются инверсией сверл: они вращают блок материала относительно сверла (вместо того чтобы вращать сверло и приводить его в контакт с материалом). Токарные станки обычно контактируют с материалом путем бокового перемещения режущего инструмента до тех пор, пока он постепенно не коснется вращающегося материала.
Фрезерные станки: фрезерные станки, пожалуй, самые распространенные станки с ЧПУ, используемые сегодня. Они предполагают использование вращающихся режущих инструментов для удаления материала с заготовки.
Новые технологии
Электрическая и/или химическая обработка: существует ряд новых технологий, использующих специализированные методы для резки материала. Примеры включают электронно-лучевую обработку, электрохимическую обработку, электроэрозионную обработку (EDM), фотохимическую обработку и ультразвуковую обработку.
Большинство этих технологий являются узкоспециализированными и используются в особых случаях для массового производства изделий из определенного типа материала.
Другие среды резки
Существует ряд других новых технологий, использующих различные среды для резки материала. Примеры включают пробивные станки, станки лазерной резки, кислородно-топливную резку, плазменную резку и технологию гидроабразивной резки.
Используемые материалы: в станке с ЧПУ можно использовать практически любой материал. Все зависит от применения. К распространенным материалам относятся металлы, такие как алюминий, латунь, медь, сталь и титан, а также дерево, пенопласт, стекловолокно и пластмассы, такие как полипропилен.
Применение для быстрого прототипирования: станки с ЧПУ стали первым крупным прорывом в области быстрого прототипирования. До появления числового программного управления (в случае технологии перфоленты) и компьютерного числового программного управления (с аналоговыми и цифровыми вычислениями) детали приходилось обрабатывать вручную. Это неизбежно приводило к большим погрешностям в конечных прототипах и тем более, если станки использовались вручную для крупносерийного производства.
Что лучше? ЧПУ или 3D-печать?
Честный ответ заключается в том, что все зависит от материала, сложности детали и экономических факторов. Технология 3D-печати, такая как станки FDM, наращивает детали снизу вверх. Они могут создавать сложные формы и внутренние компоненты несколько проще, чем станок с ЧПУ. Напротив, традиционные станки с ЧПУ несколько ограничены доступными инструментами и осями вращения, которые способен использовать станок. С другой стороны, прототипирование FDM гораздо более ограничено в материалах, чем обработанный блок материала. Например, если вам нужен прототип гибкого шарнира, вам стоит выбрать ЧПУ и полипропилен. Практически любой материал поддается механической обработке, в то время как для 3D-печати адаптированы лишь определенные материалы в виде филаментов.
Применение в производстве: многие новые специализированные станки с ЧПУ строятся специально для нишевых производственных процессов. Например, электрохимическая обработка используется для резки особо прочных металлических изделий, изготовление которых иначе невозможно. Традиционные станки с ЧПУ более универсальны и обычно могут использоваться как для разработки прототипов, так и для производства.
Источник: www.creativemechanisms.com
Информация об IMA
В зависимости от ситуации и типа деталей, которые уже производятся или планируются к производству в будущем, производственное предприятие должно выбрать необходимый тип станка с ЧПУ для инвестирования. Лучшие итальянские производители, члены Italian Machinery Association, предлагают широчайший спектр решений для удовлетворения любых потребностей.
