CNC Machine

Sumisid sa CNC Technology: Operasyon Mekaniko & Pagsusuri ng Gastos

Isang mabilis na pagpapakilala sa CNC Technology

CNC (Kontrol sa Numerikal ng Computer) teknolohiya ay isang cornerstone ng modernong pagmamanupaktura, pagpapagana ng tumpak na, automated machining proseso sa buong iba't ibang mga industriya.

CNC technology movements are based on the X, Y, at mga Z axes. The tool is positioned using stepper or servo motors,

which acts on the movements based on the code obtained from the original 3D model of the part you want to create – called the G-code.

Numerical controls describe how fast to move the spindle (the rotating part that spins the tool holder), which direction to move,

which tool to use (if the machine uses multiple tools and can switch between them), as well as other factors such as using coolant.

CNC Machining
CNC Machining

Paano Gumagana ang CNC Machining

CNC (Kontrol sa Numerikal ng Computer) machining operates by translating design data from Computer-Aided Design (CAD) files into coded commands understood by a machine controller.

These commands instruct the machine tools on where and how fast to move.

Ang CNC Machining Proseso: Mula sa CAD sa Mga Bahagi

This process involves several steps:

  • Disenyo: Creating the part’s specifications with CAD software.
  • Pagbabalik-loob: Pagbabago ng disenyo sa G-code sa pamamagitan ng CAM (Paggawa na Tinulungan ng Computer) software.
  • Pag-setup: Paghahanda ng makina, pag set up ng mga toolpath, at pag aayos ng workpiece sa lugar.
  • Machining: Pagpapatupad ng nakaprogramang G-code sa materyal.
  • Pagkatapos ng pagpoproseso: Pagtatapos ng mga pagpindot tulad ng deburring at paggamot sa ibabaw.

CNC Machining Mamga terial

1. Mga Metal sa CNC Machining

Ang mga metal ay kabilang sa mga pinaka karaniwang machined na materyales dahil sa kanilang lakas, tibay ng katawan, at hanay ng mga katangian. Narito ang isang pagkasira ng mga pinaka madalas na ginagamit na metal:

Aluminyo

  • Mga Katangian: Magaan ang timbang, hindi lumalaban sa kaagnasan, at madaling mag machine. Nag aalok ito ng isang mahusay na balanse ng lakas at timbang.
  • Mga Aplikasyon: Mga bahagi ng aerospace, mga bahagi ng sasakyan, mga elektronikong pabahay, at mga aparatong medikal.
  • Mga Sikat na Alloys: 6061, 7075, at 2024 aluminyo.

Hindi kinakalawang na asero

  • Mga Katangian: Mataas na lumalaban sa kaagnasan, init, at magsuot ng, ginagawang matibay kahit sa malupit na kapaligiran.
  • Mga Aplikasyon: Kagamitan sa pagpoproseso ng pagkain, mga instrumentong medikal, mga lalagyan ng kemikal, at mga bahagi ng sasakyan.
  • Mga Sikat na Grade: 304, 316, at 17-4 PH.

Titanium

  • Mga Katangian: Pambihirang ratio ng lakas sa timbang, paglaban sa kaagnasan, at mataas na temperatura paglaban.
  • Mga Aplikasyon: Mga bahagi ng aerospace, medikal na implants, at mga bahagi ng sasakyan.
  • Mga Sikat na Grade: Grade 2 (komersyal na dalisay) at Ti-6Al-4V (haluang metal).

tanso

  • Mga Katangian: Madaling machine na may magandang lakas at kaagnasan paglaban. Tanso ay mayroon ding mahusay na electrical kondaktibiti.
  • Mga Aplikasyon: Mga bahagi ng kuryente, mga angkop na bagay, at pandekorasyon na mga bahagi.
  • Mga Sikat na Alloys: C360 (libreng machining tanso).

Tanso

  • Mga Katangian: Napakahusay na electrical at thermal kondaktibiti, paggawa ng ito mainam para sa mga elektronikong bahagi.
  • Mga Aplikasyon: Mga konektor ng kuryente, nalulubog ang init, at mga radiator.
  • Mga Sikat na Alloys: C110 (puro tanso) at C182 (tanso ng kromo).

Inconel

  • Mga Katangian: Isang superalloy na kilala sa kakayahan nitong makayanan ang matinding temperatura at mataas na antas ng stress nang walang deforming o corroding.
  • Mga Aplikasyon: Mga bahagi ng aerospace at gas turbine, Mga aplikasyon ng marine, at mga heat exchanger.
  • Mga Sikat na Grade: Inconel 718 at Inconel 625.

2. Mga plastik sa CNC Machining

Ang mga materyales na plastik ay madalas na pinili para sa CNC machining kapag magaan ang timbang, kemikal paglaban o elektrikal pagkakabukod ay kinakailangan. Ang mga karaniwang ginagamit na plastik ay kinabibilangan ng:

ABS nga ba (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

  • Mga Katangian: Malakas na, matigas ang ulo, at hindi lumalaban sa epekto. Ang ABS ay madaling makina at malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya.
  • Mga Aplikasyon: Mga bahagi ng sasakyan, mga produkto ng consumer, at mga elektronikong pabahay.

POM (Polyoxymethylene o Acetal)

  • Mga Katangian: Mataas na tigas, mababang alitan, at mahusay na dimensional katatagan.
  • Mga Aplikasyon: Mga Gear, mga bearing, at mga bahaging katumpakan na nangangailangan ng mababang alitan.

Naylon

  • Mga Katangian: Mataas na lakas at kakayahang umangkop na may mahusay na paglaban sa pagsusuot.
  • Mga Aplikasyon: Mekanikal na mga bahagi tulad ng gears, mga bearing, at mga bushing.

PEEK (Polyether Eter Ketone)

  • Mga Katangian: Mataas na mekanikal na lakas, paglaban sa kemikal, at thermal katatagan, paggawa nito ng isa sa mga pinaka matibay na plastik.
  • Mga Aplikasyon: Aerospace, medikal na, at mga bahagi ng automotive, pati na rin ang mga de koryenteng bahagi ng pagkakabukod.

PTFE (Polytetrafluoroethylene o Teflon)

  • Mga Katangian: Mababang alitan, paglaban sa kemikal, at mataas na temperatura paglaban.
  • Mga Aplikasyon: Mga Tatak, mga gasket, at mga patong na hindi malagkit.

HDPE (Mataas na Density Polyethylene)

  • Mga Katangian: Matibay na matibay, magaan ang timbang, at mataas na lumalaban sa epekto at kahalumigmigan.
  • Mga Aplikasyon: Mga tangke, piping, at pagputol ng mga board.

3. Composites sa CNC Machining

Ang mga composite ay lalong ginagamit para sa CNC machining dahil sa kanilang mataas na lakas sa timbang ratio, paglaban sa kaagnasan, at tibay. Ang ilang mga popular na composite materyales ay kinabibilangan ng:

Mga Polymer na Pinatibay ng Carbon Fiber (CFRP)

  • Mga Katangian: Napakalakas na, magaan ang timbang, at lumalaban sa kaagnasan. Ang carbon fiber ay madalas na ginagamit sa mga aplikasyon kung saan ang parehong lakas at pagbabawas ng timbang ay kritikal.
  • Mga Aplikasyon: Mga bahagi ng aerospace, Kagamitan sa Isport, at mga bahagi ng sasakyan.

Mga Polymer na Pinatibay ng Glass Fiber (GFRP)

  • Mga Katangian: Mataas na lakas at katigasan na may mahusay na paglaban sa kaagnasan.
  • Mga Aplikasyon: Mga blades ng turbina ng hangin, mga bahagi ng sasakyan, at mga materyales sa konstruksiyon.

4. Ceramics sa CNC Machining

Kahit na hindi gaanong karaniwan, Ang mga keramika ay ginagamit para sa kanilang pambihirang katigasan, paglaban sa init, at paglaban sa kaagnasan. Ang mga materyales na ito ay madalas na pinili para sa mga dalubhasang application:

Alumina (oksido ng aluminyo)

  • Mga Katangian: Lubhang mahirap at lumalaban sa pagsusuot, init, at kaagnasan.
  • Mga Aplikasyon: Mga tool sa pagputol, mga de koryenteng insulator, at mga aparatong medikal.

Zirconia (Zirconium Dioxide)

  • Mga Katangian: Napakahusay na katigasan, thermal pagkakabukod, at magsuot ng resistensya.
  • Mga Aplikasyon: Mga implant sa ngipin, Mga tool sa pagputol, at mataas na temperatura na mga bahagi.

Magkano ang Gastos ng CNC Machining?

CNC machining gastos ay naiimpluwensyahan ng isang iba't ibang mga kadahilanan, kasama na ang pagpili ng materyal, Disenyo ng pagiging kumplikado, oras ng machining, pagpili ng tool ng makina, dami ng produksyon, gastos sa paggawa, di tuwirang gastos, at scrap at rework.

Mga Gastos sa Materyal

Ang uri at gastos ng mga materyales makabuluhang epekto CNC machining gastos.

Mga alloys na may mataas na pagganap, tulad ng titan o hindi kinakalawang na asero, ay karaniwang mas mahal kaysa sa mga plastik o mas malambot na metal.

Dagdag pa, ang machinability ng mga materyal na impluwensya gastos, bilang mas mahirap sa makina materyales ay maaaring mangailangan ng mas maraming oras at mga mapagkukunan.

Pagiging kumplikado ng Disenyo

Ang pagiging kumplikado ng disenyo ng bahagi ay direktang nakakaapekto sa mga gastos sa machining. Mga kumplikadong geometry, masikip na mga kinakailangan sa pagpaparaya,

at mga espesyal na tampok ng disenyo ay maaaring kailanganin advanced na mga diskarte sa machining at pinasadyang mga tool, sa gayon ay dumarami ang mga gastos.

Machining Oras

Machining oras, na kinabibilangan ng aktwal na oras ng pagputol at oras ng pag setup para sa mga pagbabago ng tool at mga pagsasaayos, nag aambag sa gastos.

Ang mas mahabang mga oras ng machining ay humantong sa mas mataas na gastos. Ang pag optimize ng proseso ng machining at pagpapahusay ng kahusayan ng produksyon ay maaaring mabawasan ang mga gastos.

Mga Tool sa Machine

Ang pagpili at pamamahala ng mga tool ng makina ay makabuluhang nakakaapekto sa mga gastos. Ang gastos ng mga tool sa pagputol, ang haba ng buhay nila, at dalas ng kapalit lahat ng epekto pangkalahatang gastos sa machining.

Ang tamang pagpili at pagpapanatili ng tool ay kritikal para sa pagkontrol ng gastos.

Dami at Laki ng Batch

Ang mataas na dami ng produksyon ay maaaring magpababa ng mga gastos sa bawat yunit, bilang nakapirming mga gastos sa pag setup ay kumalat sa higit pang mga bahagi.

Ang maliit na batch production ay maaaring magresulta sa mas mataas na gastos sa bawat bahagi dahil sa proporsyonal na mas malaking epekto ng oras ng pag setup.

Mga Gastos sa Paggawa

Ang sahod ng mga bihasang operator at inhinyero ay bumubuo ng bahagi ng mga gastos sa machining ng CNC. Ang mga operasyon o bahagi na may masalimuot na mga kinakailangan ay maaaring magkaroon ng karagdagang gastos sa paggawa.

Hindi direktang Gastos

Hindi direktang gastos na nauugnay sa CNC machining, tulad ng mga gastusin sa pasilidad, Mga Utility, at mga gastos sa pangangasiwa, nakakaimpluwensya din sa kabuuang gastos.

Nag-scrap at Muling Paggawa

Ang epektibong kontrol sa kalidad at mga proseso ng inspeksyon ay maaaring mabawasan ang mga rate ng scrap at muling paggawa, humahantong sa pagtitipid ng gastos.

Paano bawasan / i save ang mga gastos sa machining ng CNC?

Ang pagbabawas ng mga gastos sa CNC machining ay nagsasangkot ng pag optimize ng iba't ibang aspeto mula sa disenyo hanggang sa pagpapatupad.

Narito ang mga pangunahing estratehiya upang makatulong na pamahalaan at bawasan ang CNC machining gastos epektibong:

  • I optimize ang Disenyo upang Paliitin ang pagiging kumplikado: Sa panahon ng phase ng disenyo, maiwasan ang mga tampok tulad ng manipis na pader, malalim na mga cavities, at matatalim na 90 degree na sulok, na kung saan ay maaaring dagdagan ang machining kahirapan at gastos.
  • Pumili ng Angkop na mga Materyal: Pumili ng mga materyales batay sa mga kinakailangan sa pag andar ng bahagi, pag iwas sa sobrang pagtutukoy, at mag opt para sa mga materyales na mas madali sa makina at mas mura.
  • Limitahan ang Lalim ng mga Cavities at Thread: Disenyo na may restricted cavity depths upang mabawasan ang machining oras at gastos. Pati na rin, Panatilihin ang mga haba ng thread na minimal upang maiwasan ang pangangailangan para sa mga dalubhasang tool at idinagdag na mga gastos.
  • Dagdagan ang kapal ng pader: Ang mas makapal na pader ay maaaring mapabuti ang katatagan ng machining at mabawasan ang mga gastos. Para sa mga bahagi ng metal, ang iminungkahing minimum na kapal ng pader ay mas malaki kaysa sa 0.8 mm, at para sa mga plastik, ito ay higit pa sa 1.5 mm.
  • Gumamit ng Mga Sukat ng Standard Tool: Disenyo ng mga bahagi na katugma sa mga karaniwang laki ng tool ng CNC upang mabawasan ang mga pagbabago ng tool at oras ng machining.
  • Iwasan ang Sobrang Pagpaparaya: Maliban kung talagang kinakailangan, iwasan ang pagtukoy ng mahigpit na pagpaparaya, na kung saan ay maaaring dagdagan ang machining pagiging kumplikado at mga gastos.
  • Leverage Batch Production: Ang mas malaking dami ng order ay maaaring kumalat ang mga nakapirming gastos sa higit pang mga bahagi, pagbaba ng gastos sa bawat yunit.
  • I-minimize ang Pagtatapos ng Ibabaw: Ang mga hindi kinakailangang paggamot sa ibabaw ay maaaring magdagdag sa gastos, kaya dapat sila ay matukoy batay sa aktwal na pangangailangan ng bahagi.
  • Mamuhunan sa Automation at Teknolohikal na Innovation: Ang paggastos sa robotic automation at modernong teknolohiya ng CNC ay maaaring mapahusay ang kahusayan, bawasan ang gastos sa paggawa, at mapabuti ang kalidad ng produksyon.
  • I optimize ang Mga Parameter ng Machining: Sa pamamagitan ng pinong pag tune ng mga parameter tulad ng bilis ng pagputol, rate ng feed, at bilis ng spindle, Maaari mong mapanatili ang kalidad habang binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at mga gastos.

Mga uri ng CNC machine

CNC (Kontrol sa Numerikal ng Computer) machine dumating sa isang iba't ibang uri ng, bawat isa ay dinisenyo para sa mga tiyak na function sa pagmamanupaktura. Narito ang mga pangunahing uri:

  1. CNC paggiling Mga Machine: Used to remove material from a workpiece using rotating cutting tools. They can produce complex shapes and high-precision parts with multiple axes (hanggang sa 5 mga axe).
  2. CNC Lathes: Specialize in producing cylindrical parts by rotating the workpiece while a stationary cutting tool removes material. They are ideal for crafting symmetrical components like shafts and fittings.
  3. CNC Mga cutter ng plasma: Use plasma (a high-temperature ionized gas) to cut through metals like steel, aluminyo, at tanso. They’re typically used in fabrication shops for cutting sheet metal.
  4. Mga cutter ng CNC Laser: Utilize a focused laser beam to cut or engrave materials with high precision. They are perfect for intricate designs and are often used in industries like aerospace and electronics.
  5. Mga Router ng CNC: Designed for cutting, carving, and engraving materials like wood, mga plastik na, at malambot na metal. They are commonly used in cabinetry, paggawa ng sign-making, at pagmomodelo ng arkitektura.
  6. CNC Mga gilingan: Magtrabaho ng mga gasgas na gulong upang tapusin ang mga ibabaw o makamit ang isang pinong pagtatapos. Ang mga makinang ito ay mahalaga para sa pagkamit ng mga bahagi ng mataas na pagpaparaya sa mga industriya tulad ng automotive at aerospace.
  7. CNC Electric Discharge Machines (EDM): Gamitin ang mga electrical discharge o sparks upang hubugin ang mga metal sa pamamagitan ng pagguho ng materyal mula sa isang workpiece. Ang mga ito ay mainam para sa paglikha ng mga kumplikadong cavities o hugis sa matitigas na materyales tulad ng bakal.
  8. Mga Cutter ng Waterjet ng CNC: Gumamit ng tubig na may mataas na presyon (madalas na hinahalo sa abrasives) para mag cut ng materials. Waterjets ay ginagamit para sa pagputol ng iba't ibang mga materyales, kasama na ang mga metal, mga plastik na, at bato, nang hindi lumilikha ng init.

CNC Machining Center vs. Ordinaryong CNC

CNC machine ay revolutionized manufacturing, at may mga natatanging kategorya tulad ng CNC machining centers at ordinaryong CNC machine.
Habang parehong nag aalok ng katumpakan, pag aautomat, at kahusayan, Naghahain sila ng iba't ibang mga layunin at function sa proseso ng pagmamanupaktura.
Hatiin natin ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang CNC machining center at isang ordinaryong CNC machine.

cnc machining mga pasadyang bahagi
CNC machining pasadyang mga bahagi

1. Kahulugan at Pag andar

  • CNC Machining Center: Ang isang CNC machining center ay isang advanced na, multi functional machine na idinisenyo para sa iba't ibang mga operasyon tulad ng paggiling, pagbabarena, pag tap sa, at nakakainip, lahat sa isang solong pag setup.
    Ito ay lubos na automated at nilagyan ng isang tool magazine para sa mga awtomatikong pagbabago ng tool, paggawa ng mainam para sa mga kumplikadong bahagi at multi hakbang na proseso ng pagmamanupaktura.
  • Ordinaryong CNC Machine: Karaniwang tumutukoy sa mga pangunahing kagamitan sa CNC tulad ng CNC lathes o mills na nakatuon sa mga tiyak na gawain (hal., pagliko, paggiling).
    Ang mga makinang ito ay karaniwang mas limitado sa pag andar, may kakayahang magsagawa lamang ng isa o dalawang operasyon sa isang pagkakataon, na may mas kaunting mga awtomatikong tampok.

2. Kapasidad ng Tool at Kakayahang Magbago

  • CNC Machining Center: Dumating sa isang awtomatikong tool changer (ATC) na nagbibigay daan para sa maraming mga tool na swapped out sa panahon ng mga operasyon nang walang manu manong interbensyon.
    Ang tampok na ito ay nagbibigay daan sa makina upang maisagawa ang isang malawak na hanay ng mga gawain sa isang solong pag setup, lubhang pagbabawas ng downtime at pagtaas ng kahusayan sa produksyon.
  • Ordinaryong CNC Machine: Karamihan sa mga ordinaryong CNC machine ay nangangailangan ng mga pagbabago sa manu manong tool, lalo na ang mga mas mababang dulo na modelo.
    Habang nagbibigay sila ng tumpak na machining, ang kakulangan ng isang ATC ay naglilimita ng maraming nalalaman at nangangailangan ng mas madalas na paglahok ng operator, pagbagal sa mga proseso ng maraming hakbang.

3. Pagiging kumplikado ng Workpiece

  • CNC Machining Center: Ideal para sa mataas na kumplikadong workpieces na nangangailangan ng maramihang mga operasyon machining.
    Ang mga makina na ito ay maaaring hawakan ang masalimuot na geometries, mga ibabaw na may anggulo, at malalalim na cavities, paggawa ng mga ito mahalaga para sa mga industriya tulad ng aerospace, automotive, at pagmamanupaktura ng medikal na aparato.
  • Ordinaryong CNC Machine: Pinakamahusay na angkop para sa mas simpleng mga bahagi at mga operasyon na hindi nangangailangan ng maramihang mga hakbang sa machining.
    These machines are effective for less complicated tasks such as turning, simple milling, or cutting.

4. Mga Axes ng Paggalaw

  • CNC Machining Center: Usually includes multi-axis capabilities, such as 3-axis, 4-axis, or even 5-axis machining.
    This allows for more flexible and dynamic movement, enabling the production of complex parts without having to reposition the workpiece multiple times.
  • Ordinaryong CNC Machine: Generally operates on fewer axes, such as 2-axis or 3-axis.
    While still precise, these machines are more limited when it comes to creating parts with complicated geometries or multiple features.

5. Automation at Kahusayan

  • CNC Machining Center: Highly automated with minimal operator input, capable of running continuous production cycles.
    The integration of ATC and multiple axes significantly increases the efficiency of machining processes.
  • Ordinaryong CNC Machine: Requires more manual intervention, especially when it comes to tool changes or switching between machining operations.
    While efficient for specific tasks, the overall automation and productivity are lower compared to machining centers.

6. Mga Aplikasyon

  • CNC Machining Center: Widely used in industries where complex parts with high precision are required, tulad ng aerospace, automotive, and high-tech manufacturing.
    The ability to perform multiple operations in one setup saves time and reduces errors.
  • Ordinaryong CNC Machine: Suited for industries that require simpler, less complex parts, such as general mechanical components, basic fittings, at mga baras.
    These machines are a good fit for small workshops or tasks where the level of complexity doesn’t justify the use of a machining center.

Mga Kadahilanan na Nakakaapekto sa Presyo ng isang CNC Machine

  • Teknolohiya
  • Mga Gastos sa Materyal
  • Mga Gastos sa Produksyon
  • Pag-configure
  • Brand and Quality Assurance
  • After-Sales Service

Ang Kumpletong Gabay sa Presyo ng CNC Machine – Sa Bawat Saklaw ng Presyo

The cost of a CNC machine can vary widely, ranging from a few hundred dollars to several tens or even hundreds of thousands of dollars.

This significant price range is influenced by various factors, including the type of CNC machine, its size and rigidity, power and torque capabilities, the number of axes, and additional features.

 

CNC Machine Presyo
Hobby-Level CNC Router $200 – $3000
Professional CNC Router $3K – $10K
Industrial CNC Router $40K – $200K
Production CNC Router $200K – $400K
Hobby-Level CNC Mill $2K – 7K
Professional CNC Mill $7K – $50K
Industrial 3-Axis Mill $60K – $100K
Industrial 5-Axis Mill $200K – $500K
Production Mill (Vertical Machining Center) > $500K
Hobby-Level CNC Lathe $2K – $12K
Professional 2-Axis CNC Lathe $15K – $50K
Industrial 2-Axis CNC Lathe $60K – $100K
Production CNC Lathe (Horizontal Machining Center With 7-13 Mga Axe) > $500K

Pangwakas na Salita

CNC technology plays a crucial role in modern manufacturing, nag aalok ng walang kapantay na katumpakan, maraming nalalaman, and the ability to produce complex components efficiently.

While the initial investment in CNC machines and the ongoing costs may seem high, the benefits in terms of quality, reduced labor, and automated processes often outweigh the expenses, particularly in industries demanding high accuracy.

With continuous advancements in automation and multi-axis capabilities, CNC technology is set to remain a key player in the future of manufacturing.

Mag-scroll sa Itaas