Kafa í CNC tækni: Rekstrarvélfræði & Kostnaðargreining

Fljótleg kynning á CNC tækni

CNC (Tölvutala stjórn) Tækni er hornsteinn nútíma framleiðslu, Virkja nákvæm, Sjálfvirk vinnsluferli í ýmsum atvinnugreinum.

CNC tæknihreyfingar eru byggðar á X, Y, og z ás. Tólið er staðsett með stepper eða servó mótorum,

sem virkar á hreyfingarnar byggðar á kóðanum sem fenginn er úr upprunalegu 3D líkaninu af þeim hluta sem þú vilt búa til-kallað G-kóðinn.

Tölulegar stjórntæki lýsa því hversu hratt á að hreyfa snælduna (snúningshlutinn sem snýst verkfærahafi), Hvaða átt á að hreyfa sig,

Hvaða tæki til að nota (Ef vélin notar mörg tæki og getur skipt á milli þeirra), sem og aðrir þættir eins og að nota kælivökva.

Hvernig CNC vinnsla virkar？

CNC (Tölvutala stjórn) Vinnsla starfar með því að þýða hönnunargögn frá tölvuaðstoðri hönnun (Cad) skrár í kóðuð skipanir sem vélar stjórnandi skilur.

Þessar skipanir leiðbeina vélinni verkfærum um hvert og hversu hratt á að hreyfa sig.

The CNC vinnsla Ferli: Frá CAD til hluta

Þetta ferli felur í sér nokkur skref:

• Hönnun: Að búa til forskriftir hlutans með CAD hugbúnaði.
• Viðskipti: Umbreyta hönnuninni í G-kóða í gegnum kambur (Tölvuaðstoð framleiðsla) Hugbúnaður.
• Uppsetning: Undirbúa vélina, setja upp verkfæri, og laga vinnustykkið á sínum stað.
• Vinnsla: Framkvæma forritaða G-kóða á efninu.
• Eftir vinnslu: Klára snertingu eins og fram og yfirborðsmeðferð.

CNC vinnsla MATerials

1. Málmar í vinnslu CNC

Málmar eru meðal algengustu efnanna vegna styrkleika þeirra, Varanleiki, og svið eiginleika. Hér er sundurliðun á málmunum sem oftast eru notaðir:

Ál

• Eignir: Létt, tæringarþolinn, og auðvelt að vél. Það býður upp á gott jafnvægi styrks og þyngdar.
• Forrit: Aerospace íhlutir, Bifreiðar hlutar, rafræn hús, og lækningatæki.
• Vinsælar málmblöndur: 6061, 7075, Og 2024 Ál.

Ryðfríu stáli

• Eignir: Mjög ónæmur fyrir tæringu, Hiti, og klæðast, Að gera það varanlegt jafnvel í hörðu umhverfi.
• Forrit: Matvælavinnslubúnaður, Lækningatæki, Efnafræðilegir gámar, og bifreiðar.
• Vinsælar einkunnir: 304, 316, Og 17-4 PH.

Títan

• Eignir: Óvenjulegt styrk-til-þyngd hlutfall, tæringarþol, og háhitaþol.
• Forrit: Aerospace íhlutir, Læknisfræðileg ígræðsla, og bifreiðar.
• Vinsælar einkunnir: Bekk 2 (Auglýsing hrein) og TI-6AL-4V (ál).

Eir

• Eignir: Auðvelt að vél með góðum styrk og tæringarþol. Eir hafa einnig framúrskarandi rafleiðni.
• Forrit: Rafmagnshlutir, festingar, og skreytingarhlutar.
• Vinsælar málmblöndur: C360 (Ókeypis vinnsla eir).

Kopar

• Eignir: Framúrskarandi raf- og hitaleiðni, Að gera það tilvalið fyrir rafræna íhluti.
• Forrit: Rafmagnstengi, Hitaskipti, og ofna.
• Vinsælar málmblöndur: C110 (hreint kopar) og c182 (Króm kopar).

Inconel

• Eignir: Superalloy þekktur fyrir getu sína til að standast mikinn hitastig og mikið streitu án þess að afmyndast eða tæringu.
• Forrit: Aerospace og gasturbínuíhlutir, sjávarumsóknir, og hitaskipti.
• Vinsælar einkunnir: Inconel 718 og Inconel 625.

2. Plastefni í CNC vinnslu

Plastefni eru oft valin fyrir CNC vinnslu þegar léttvigt er, Nauðsynlegt er efnaþol eða rafmagns einangrun. Algengt er að nota plastefni:

Abs (Akrýlonitrile bútadíen styren)

• Eignir: Sterkur, Erfitt, og höggþolinn. ABS er auðvelt að vél og mikið notað í ýmsum atvinnugreinum.
• Forrit: Bifreiðaríhlutir, neytendavörur, og rafræn hús.

Pom (Pólýoxýmetýlen eða asetal)

• Eignir: Mikil stífni, Lítill núningur, og framúrskarandi víddarstöðugleiki.
• Forrit: Gír, legur, og nákvæmni hlutar sem krefjast lítillar núnings.

Nylon

• Eignir: Mikill styrkur og sveigjanleiki með framúrskarandi slitþol.
• Forrit: Vélrænir hlutar eins og gírar, legur, og runna.

Kíktu (Polyether eter ketón)

• Eignir: Mikill vélrænn styrkur, Efnaþol, og hitauppstreymi, Að gera það að einingargóðu plasti.
• Forrit: Aerospace, Læknisfræðilegt, og bifreiðaríhlutir, sem og rafmagns einangrunarhlutir.

PTFE (Polytetrafluoroethylene eða teflon)

• Eignir: Lítill núningur, Efnaþol, og háhitaþol.
• Forrit: Innsigli, þéttingar, og húðun sem ekki er stafur.

HDPE (Háþéttni pólýetýlen)

• Eignir: Varanlegt, létt, og mjög ónæmur fyrir áhrifum og raka.
• Forrit: Skriðdreka, Piping, og skurðarborð.

3. Samsetningar í vinnslu CNC

Samsetningar eru í auknum mæli notaðar við CNC vinnslu vegna mikils styrks og þyngdarhlutfalls, tæringarþol, og endingu. Nokkur vinsæl samsett efni eru meðal annars:

Kolefnisstyrktar fjölliður (CFRP)

• Eignir: Einstaklega sterkt, létt, og tæringarþolinn. Kolefnistrefjar eru oft notaðir í forritum þar sem bæði styrkur og þyngd er mikilvæg.
• Forrit: Aerospace íhlutir, íþróttabúnaður, og bifreiðar.

Gler trefjar styrktar fjölliður (GFRP)

• Eignir: Mikill styrkur og stífni með framúrskarandi tæringarþol.
• Forrit: Vindmyllablöð, Bifreiðar hlutar, og byggingarefni.

4. Keramik í vinnslu CNC

Þó sjaldgæfari, Keramik er notuð fyrir óvenjulega hörku sína, hitaþol, og tæringarþol. Þessi efni eru oft valin til sérhæfðra forrita:

Súrál (Áloxíð)

• Eignir: Einstaklega erfitt og ónæmur fyrir klæðnaði, Hiti, og tæringu.
• Forrit: Skurðarverkfæri, Rafmagns einangrunarefni, og lækningatæki.

Zirconia (Zirconium Dioxide)

• Eignir: Framúrskarandi hörku, Varmaeinangrun, og klæðast mótstöðu.
• Forrit: Tannígræðslur, Skurðarverkfæri, og háhita íhlutir.

Hvað kostar CNC vinnsla?

Vinnslukostnaður CNC er undir áhrifum af ýmsum þáttum, þ.mt efnisval, Hönnun flækjustig, vinnslutími, val á vélartólum, framleiðslurúmmál, launakostnaður, óbeinn kostnaður, og rusl og endurgerð.

Efnislegur kostnaður

Gerð og kostnaður við efni hafa veruleg áhrif á vinnslukostnað CNC.

Afkastamikil málmblöndur, svo sem títan eða ryðfríu stáli, eru venjulega dýrari en plast eða mýkri málmar.

Að auki, Vélhæfni efnisins hefur áhrif á kostnað, Eftir því sem erfiðara að vélar geta krafist meiri tíma og fjármagns.

Hönnun flækjustig

Flækjustig hlutarhönnunar hefur bein áhrif á vinnslukostnað. Flóknar rúmfræði, Þétt þolkröfur,

og sérstakir hönnunaraðgerðir geta krafist háþróaðrar vinnslutækni og sérhæfð verkfæri, þar með auka kostnað.

Vinnslutími

Vinnslutími, sem felur í sér raunverulegan skurðartíma og uppsetningartíma fyrir breytingar á verkfærum og stillingar, stuðlar að kostnaði.

Lengri vinnslutímar leiða til hærri kostnaðar. Að hámarka vinnsluferlið og auka skilvirkni framleiðslu getur dregið úr kostnaði.

Vélarverkfæri

Val og stjórnun vélatækja hefur veruleg áhrif á kostnað. Kostnaðurinn við að skera verkfæri, líftími þeirra, og tíðni skiptis öll áhrif á heildarvinnslukostnað.

Rétt val á verkfærum og viðhald eru mikilvæg fyrir kostnaðareftirlit.

Rúmmál og lotustærð

Mikil rúmmál framleiðsla getur lækkað kostnað fyrir hverja einingu, Þegar fastur uppsetningarkostnaður er dreifður yfir fleiri hluta.

Lítil framleiðsluframleiðsla getur leitt til hærri kostnaðar á hluta vegna hlutfallslega stærri áhrifa uppsetningartíma.

Launakostnaður

Laun hæfra rekstraraðila og verkfræðinga eru hluti af CNC vinnslukostnaði. Vinnuaflsfrekur rekstur eða hlutar með flóknar kröfur geta haft í för með sér vinnuaflskostnað.

Óbeinn kostnaður

Óbeinn kostnaður í tengslum við CNC vinnslu, svo sem aðbúnaðarkostnaður, tól, og stjórnunarkostnað, hafa einnig áhrif á heildarkostnaðinn.

Rusl og endurgerð

Árangursrík gæðaeftirlit og skoðunarferlar geta lágmarkað ruslhraða og endurvinnslu, sem leiðir til kostnaðarsparnaðar.

Hvernig á að draga úr/spara CNC vinnslukostnað？

Að draga úr kostnaði við CNC vinnslu felur í sér að hámarka ýmsa þætti frá hönnun til framkvæmdar.

Hér eru lykilaðferðir til að hjálpa til við að stjórna og lækka vinnslukostnað CNC á áhrifaríkan hátt:

• Fínstilltu hönnun til að lágmarka flækjustig: Á hönnunarstiginu, Forðastu eiginleika eins og þunna veggi, Djúp holrúm, og skörp 90 gráðu horn, sem getur aukið vinnsluörðugleika og kostnað.
• Veldu viðeigandi efni: Veldu efni út frá hagnýtum kröfum hlutans, Forðast of forskrift, og velja efni sem auðveldara er að vél og ódýrari.
• Takmarka dýpt holrúms og þræði: Hönnun með takmarkaðri hola dýpi til að draga úr vinnslutíma og kostnaði. Líka, Haltu þráðarlengdum í lágmarki til að forðast þörfina fyrir sérhæfð tæki og bætt við kostnaði.
• Auka veggþykkt: Þykkari veggir geta bætt vinnslustöðugleika og dregið úr kostnaði. Fyrir málmhluta, fyrirhuguð lágmarks veggþykkt er meiri en 0.8 mm, og fyrir plastefni, Það er meira en 1.5 mm.
• Notaðu venjulegar verkfærastærðir: Hönnunarhlutir sem eru samhæfðir við venjulegar CNC verkfærastærðir til að lágmarka breytingu á verkfærum og vinnslutíma.
• Forðastu óhóflegt vikmörk: Nema algerlega nauðsynlegt, Forðastu að skilgreina þétt vikmörk, sem getur aukið vinnslu flækjustig og kostnað.
• Nýta framleiðslu framleiðslu: Stærra pöntunarmagn getur dreift föstum kostnaði yfir fleiri hluta, lækka kostnað á hverja einingu.
• Lágmarkaðu yfirborðsáferð: Óþarfa yfirborðsmeðferðir geta bætt kostnaðinn, Svo ætti að ákvarða þær út frá raunverulegum þörfum hlutans.
• Fjárfestu í sjálfvirkni og tækninýjungum: Útgjöld í vélfærafræði sjálfvirkni og nútíma CNC tækni geta aukið skilvirkni, draga úr launakostnaði, og bæta framleiðslugæði.
• Fínstilltu vinnslubreytur: Með því að fínstilla breytur eins og skurðarhraða, fóðurhraði, og snældahraði, Þú getur viðhaldið gæðum en dregið úr orkunotkun og kostnaði.

Tegundir CNC vélar

CNC (Tölvutala stjórn) vélar koma í ýmsum gerðum, hver hannaður fyrir sérstakar aðgerðir í framleiðslu. Hér eru lykilgerðirnar:

1. CNC Milling Vélar: Notað til að fjarlægja efni úr vinnustykki með því að nota snúningsskeraverkfæri. Þeir geta framleitt flókin form og háþróunarhluta með mörgum ásum (allt að 5 Ása).
2. CNC rennur: Sérhæfðu í að framleiða sívalur hluta með því að snúa vinnustykkinu á meðan kyrrstætt skurðartæki fjarlægir efni. Þeir eru tilvalin til að föndra samhverf íhluti eins og stokka og innréttingar.
3. CNC plasma skútar: Notaðu plasma (Háhita jónað gas) að skera í gegnum málma eins og stál, Ál, og eir. Þeir eru venjulega notaðir í framleiðsluverslunum til að klippa málm málm.
4. CNC leysir skútar: Notaðu einbeittan leysigeisla til að skera eða grafa efni með mikilli nákvæmni. Þau eru fullkomin fyrir flókna hönnun og eru oft notuð í atvinnugreinum eins og geimferðum og rafeindatækni.
5. CNC leið: Hannað til að klippa, útskurður, og leturgröftur eins og tré, plast, og mjúkir málmar. Þeir eru oft notaðir í skápum, skilti, og byggingarlist.
6. CNC kvörn: Notaðu slípiefni til að klára yfirborð eða ná fínum frágangi. Þessar vélar eru nauðsynlegar til að ná háum þolum í atvinnugreinum eins og bifreiðum og geimferðum.
7. CNC rafmagns losunarvélar (EDM): Notaðu rafmagns losun eða neistaflug til að móta málma með því að rýrna efni úr vinnustykki. Þau eru tilvalin til að búa til flókin holrúm eða form í hörðum efnum eins og stáli.
8. CNC WaterJet Cutters: Notaðu háþrýstingsvatn (Oft blandað við svarfefni) að skera efni. Vatnsjet eru notuð til að skera ýmis efni, þar á meðal málmar, plast, og steinn, án þess að búa til hita.

CNC vinnslustöð vs. Venjulegt CNC

CNC vélar hafa gjörbylt framleiðslu, Og það eru aðgreindir flokkar eins og CNC vinnslustöðvar og venjulegar CNC vélar.
Þó að báðir bjóði nákvæmni, Sjálfvirkni, og skilvirkni, Þeir þjóna mismunandi tilgangi og aðgerðum í framleiðsluferlinu.
Við skulum brjóta niður lykilmuninn á CNC vinnslustöð og venjulegri CNC vél.

1. Skilgreining og virkni

• CNC vinnslustöð: CNC vinnslustöð er háþróuð, Fjölvirkni vél sem er hönnuð fyrir margvíslegar aðgerðir eins og malun, borun, banka, og leiðinlegt, Allt í einni uppsetningu.
  Það er mjög sjálfvirkt og búið verkfæratímariti fyrir sjálfvirkar tækjabreytingar, Að gera það tilvalið fyrir flókna hluta og fjölþrepa framleiðsluferli.
• Venjuleg CNC vél: Vísar venjulega til grunn CNC búnaðar eins og CNC rennibekkir eða myllur sem einbeita sér að sérstökum verkefnum (T.d., snúa, Milling).
  Þessar vélar eru yfirleitt takmarkaðri í virkni, fær um að framkvæma aðeins eina eða tvær aðgerðir í einu, með færri sjálfvirkum eiginleikum.

2. Tól getu og breytileiki

• CNC vinnslustöð: Er með sjálfvirkan verkfæraskipti (ATC) sem gerir kleift að skipta um mörg tæki meðan á aðgerðum stendur án handvirkra íhlutunar.
  Þessi aðgerð gerir vélinni kleift að framkvæma breitt úrval af verkefnum í einni uppsetningu, draga verulega úr niður í miðbæ og auka framleiðslugetu.
• Venjuleg CNC vél: Flestar venjulegar CNC vélar þurfa handvirkar breytingar á verkfærum, sérstaklega lægri gerðir.
  Meðan þeir veita nákvæma vinnslu, Skortur á fjölhæfni ATC og krefst tíðar þátttöku rekstraraðila, hægja á fjölþrepa ferlum.

3. Flækjustig vinnustykki

• CNC vinnslustöð: Tilvalið fyrir mjög flóknar vinnuhluta sem krefjast margra vinnsluaðgerða.
  Þessar vélar geta séð um flóknar rúmfræði, Hornflata, og djúp holur, Að gera þær nauðsynlegar fyrir atvinnugreinar eins og geimferð, bifreiðar, og framleiðslu lækningatækja.
• Venjuleg CNC vél: Hentar best fyrir einfaldari hluta og aðgerðir sem þurfa ekki mörg vinnsluskref.
  Þessar vélar eru árangursríkar fyrir minna flókin verkefni eins og að snúa, Einföld mölun, eða klippa.

4. Hreyfingaröxla

• CNC vinnslustöð: Felur venjulega í sér fjölþætta getu, svo sem 3 ás, 4-ás, eða jafnvel 5 ás vinnsla.
  Þetta gerir ráð fyrir sveigjanlegri og kraftmeiri hreyfingu, gera kleift að framleiða flókna hluta án þess að þurfa að færa vinnustykkið margfalt.
• Venjuleg CNC vél: Starfar almennt á færri ásum, svo sem 2 ás eða 3 ás.
  Þó enn sé nákvæm, Þessar vélar eru takmarkaðri þegar kemur að því að búa til hluta með flóknum rúmfræði eða mörgum eiginleikum.

5. Sjálfvirkni og skilvirkni

• CNC vinnslustöð: Mjög sjálfvirk með lágmarks inntak rekstraraðila, fær um að keyra stöðugar framleiðslulotur.
  Sameining ATC og margra ásar eykur verulega skilvirkni vinnsluferla.
• Venjuleg CNC vél: Krefst meiri handvirkra íhlutunar, sérstaklega þegar kemur að breytingum á verkfærum eða skipt á milli vinnsluaðgerða.
  Þó að það sé skilvirkt fyrir sérstök verkefni, Sjálfvirkni og framleiðni í heild eru lægri miðað við vinnslustöðvar.

6. Forrit

• CNC vinnslustöð: Víða notað í atvinnugreinum þar sem krafist er flókinna hluta með mikla nákvæmni, svo sem Aerospace, bifreiðar, og hátækniframleiðsla.
  Hæfni til að framkvæma margar aðgerðir í einni uppsetningu sparar tíma og dregur úr villum.
• Venjuleg CNC vél: Hentar fyrir atvinnugreinar sem krefjast einfaldari, minna flóknir hlutar, svo sem almennir vélrænir íhlutir, Grunnfestingar, og stokka.
  Þessar vélar henta vel fyrir litlar vinnustofur eða verkefni þar sem flækjustigið réttlætir ekki notkun vinnslustöð.

Þættir sem hafa áhrif á verð á CNC vél

• Tækni
• Efnislegur kostnaður
• Framleiðslukostnaður
• Stillingar
• Vörumerki og gæðatrygging
• Eftir söluþjónustu

Heildarhandbók CNC vélarinnar - í hverju verðsviði

Kostnaður við CNC vél getur verið mjög breytilegur, á bilinu nokkur hundruð dollara til nokkurra tugi eða jafnvel hundruð þúsunda dollara.

Þetta verulega verðsvið hefur áhrif á ýmsa þætti, þar á meðal gerð CNC vélarinnar, stærð þess og stífni, Kraft og toggeta, fjöldi ásanna, og viðbótaraðgerðir.

 

CNC vél	Verð
Áhugamál stig CNC leið	$200 - $3000
Faglegur CNC leið	$3K - $ 10K
Iðnaðar CNC leið	$40K - $ 200.000
Framleiðsla CNC leið	$200K - $ 400.000
Áhugamál stig CNC Mill	$2K - 7K
Fagleg 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 Axes)	> $500K