Tipi di macchine CNC

Controllo numerico computerizzato (CNC) le macchine hanno rivoluzionato l’industria manifatturiera, fornendo una precisione senza pari, ripetibilità, ed efficienza. Comprendere le varie tipologie di macchine CNC e le loro funzionalità è essenziale per scegliere lo strumento giusto per uno specifico progetto o esigenza aziendale. Questa guida completa esplorerà diversi tipi di macchine CNC, le loro categorie, e come selezionare il tipo migliore per le tue esigenze.

Cos'è una macchina CNC?

Un CNC (Controllo numerico computerizzato) La macchina è un dispositivo programmabile che automatizza il processo di produzione controllando il movimento di strumenti e parti tramite CAD (Progettazione assistita da computer) e CAM (Produzione assistita da computer) software per convertire i file di progettazione in istruzioni che controllano il movimento della macchina.

Le macchine CNC possono eseguire una varietà di operazioni con elevata precisione e ripetibilità, consentendo la produzione di massa e la fabbricazione di parti complesse. Le macchine CNC sono ampiamente utilizzate nel settore automobilistico, aerospaziale, elettronica, medico, e altre industrie.

Elementi di base del sistema di macchine CNC

Un sistema di macchine CNC comprende tipicamente i seguenti elementi:

1. Controllore: Il cervello della macchina CNC che legge e interpreta il codice G (il linguaggio macchina) per controllare i movimenti della macchina.
2. Sistema di guida: Include motori e amplificatori che eseguono i comandi del controller.
3. Interfaccia macchina: Interfaccia uomo-macchina (HMI) per immettere comandi e monitorare le operazioni.
4. Utensili da taglio: Frese, trapani, torni, e altri strumenti utilizzati per tagliare e modellare i materiali.
5. Sistema di feedback: Fornisce dati in tempo reale sulle prestazioni della macchina per un posizionamento accurato e la correzione degli errori.

Diversi tipi di macchine CNC

Esistono vari tipi di macchine CNC, ciascuno progettato per compiti specifici:

1. Mulino a macchina CNC:

• • Funzione: Utilizza utensili da taglio rotanti per rimuovere materiale da un pezzo fermo, ideale per creare superfici piane, buchi, e tasche.
  • Applicazioni: Adatto per creare forme complesse e disegni intricati in una varietà di materiali.
  • Limitazione： La dimensione che può lavorare dipende dalle dimensioni dell'involucro che ospita la macchina e dalla distanza massima che gli utensili da taglio possono percorrere.

2. Girare la macchina CNC:

• • Funzione: Conosciuti anche come torni CNC, queste macchine ruotano il pezzo mentre gli utensili da taglio lo modellano, perfetto per componenti cilindrici come alberi, boccole, e bulloni.
  • Applicazioni: Comunemente utilizzato per operazioni di tornitura su materiali come metalli e plastica.
  • Limitazione： A causa del modo in cui questa macchina produce prodotti, è meglio realizzare parti simmetriche.

3. Rettificatrice CNC:

• • Funzione: Utilizza una mola abrasiva per levigare e rifinire le superfici, comunemente usato nelle operazioni di finitura per alta precisione e qualità della superficie.
  • Applicazioni: Utilizzato per operazioni di finitura e creazione di tolleranze estremamente fini.
  • Limitazione： IL La rettificatrice CNC rimuove i materiali da un pezzo in lavorazione a una velocità molto lenta. Per questo motivo trova impiego principalmente come macchina di finitura o levigatura.

4. Macchina CNC per foratura:

• • Funzione: Progettato per creare fori rotondi utilizzando punte rotanti; spesso combinato con la maschiatura per filettare i fori.
  • Applicazioni: Comunemente utilizzato per creare fori precisi in vari materiali.
  • Limitazione： Uno dei limiti principali della macchina è la dimensione del foro che può creare. È difficile creare fori sufficientemente profondi o grandi senza punte da trapano specializzate.

5. Elettroerosione (Macchina a scarica elettrica):

• • Funzione: Utilizza scariche elettriche per erodere il materiale da un pezzo, consente la realizzazione di forme complesse difficilmente ottenibili con i tradizionali utensili da taglio. Esegue lavorazioni senza contatto, permettendogli di lavorare con parti di qualsiasi durezza.
  • Applicazioni: Adatto per la lavorazione di materiali duri e la produzione di caratteristiche complesse.
  • Limitazione： L'elettroerosione è limitata ai materiali conduttivi, rendendolo inadatto per materiali non conduttivi come la ceramica, legna, e plastica.

6. Macchina CNC per taglio al plasma:

• • Funzione: Taglia i materiali utilizzando una torcia al plasma ad alta temperatura, adatto per materiali elettricamente conduttivi come acciaio e alluminio.
  • Applicazioni: Ideale per tagliare acciaio e altri materiali conduttivi.
  • Limitazione： Queste macchine producono un calore enorme mentre tagliano i materiali sciogliendoli. Questo calore spesso influisce sulla finitura superficiale del materiale tagliato, con conseguente zone termicamente alterate. Un'altra limitazione è che questa macchina ha una gamma ristretta di materiali che può tagliare, poiché taglia solo metalli e altre leghe conduttive.

7. Macchina CNC per taglio a getto d'acqua:

• • Funzione: Utilizza un getto d'acqua ad alta pressione miscelato con abrasivi per tagliare i materiali senza generare calore, perfetto per tagliare materiali spessi e sensibili al calore.
  • Applicazioni: Soluzione di taglio versatile adatta alla gomma, pelle, fibra di vetro, circuiti stampati, schiuma, carta, ceramica, bicchiere, calcolo, e lamiera.
  • Limitazione： Uno dei maggiori svantaggi è che la velocità di taglio del getto d’acqua è più lenta rispetto ad altre alternative di taglio. Questa velocità inferiore è particolarmente evidente attorno ai tagli curvi e agli angoli.

8. Macchina CNC per taglio laser:

• • Funzione: Utilizza un raggio laser focalizzato per tagliare o incidere materiali con elevata precisione. Il raggio laser taglia i materiali indipendentemente dalla loro conduttività per creare il prodotto o la forma desiderata.
  • Applicazioni: Comunemente utilizzato per il taglio dei metalli, plastica, legna, e tessuti.
  • Limitazione： Uno dei limiti di una macchina CNC per il taglio laser è lo spessore massimo di 2,75 pollici del materiale che puoi tagliare con essa.

9. Macchina del router CNC:

• • Funzione: Spesso utilizzato per tagliare il legno, plastica, e materiali più morbidi, I router CNC hanno un mandrino rotante ad alta velocità per finiture lisce.
  • Applicazioni: Adatto per segnaletica, ebanisteria, e lavori decorativi.
  • Limitazione： Il funzionamento complessivo della macchina router CNC può essere piuttosto rumoroso a causa dei suoi diversi componenti.

10. Macchina CNC multiasse:

• • Funzione: Le macchine CNC multiasse possono muoversi in quattro o più direzioni, rispetto ad una macchina a due o tre assi, la lavorazione multiasse è più complessa e produce parti più precise. Offrono una migliore flessibilità e spaziano da configurazioni a 4 fino a 12 assi.
  • Applicazioni: Ideale per parti complesse che richiedono lavorazione da più angolazioni.
  • Limitazione： Queste macchine differiscono in modo significativo da 2 e a 3 assi e spesso necessitano di operatori esperti per ottenere prestazioni ottimali.

11. 3Stampante D:

• • Funzione: Un tipo di macchina CNC che costruisce parti strato dopo strato da un file digitale, utilizzando materiali come la plastica, resine, e metalli.
  • Applicazioni: Ampiamente usato nella prototipazione, produzione, e creazione di prodotti personalizzati.
  • Limitazione： Il costo per l’acquisto di queste apparecchiature CNC e dei componenti di produzione che utilizzano questo processo è piuttosto elevato. Anche, 3La velocità di stampa D è lenta, soprattutto se utilizzati per processi di produzione di massa.

12. Cambio utensile automatico CNC:

• • Funzione: Noto anche come ATC, migliora la produttività consentendo l'utilizzo di più strumenti in un'unica configurazione senza intervento manuale.
  • Applicazioni: Migliora la produttività e riduce i tempi di inattività negli ambienti di produzione.
  • Limitazione： Alto tasso di fallimento, lunghi tempi di cambio utensile, la capacità del magazzino utensili è ridotta.

Tipi di macchine CNC per numero di assi coordinati

Le macchine CNC possono essere classificate in base al numero di assi coordinati su cui operano:

2-Macchine CNC ad assi:

2-Le macchine CNC ad asse sono il tipo più semplice, operante lungo la X (orizzontale) e Y (verticale) assi. Solitamente vengono utilizzati per tagli dritti, praticare fori, oppure lavorare una singola superficie senza riposizionare il pezzo.

3-Macchine CNC ad assi:

Le macchine CNC più comuni sono i modelli a 3 assi, che aggiungono un asse Z per la profondità agli assi X e Y standard. Lavorano su pezzi fissi e possono gestire compiti in 2.5 dimensioni, rendendoli versatili per le lavorazioni di base.

4-Macchine CNC ad assi:

Queste macchine includono un asse A, che consente la rotazione lungo l'asse X, oltre all'X, Y, e assi Z. Questa funzione è ideale per attività come ritagli e taglio ad arco.

5-Macchine CNC ad assi:

5-Le macchine CNC ad asse introducono un asse C, consentendo all'utensile da taglio di ruotare. Questa configurazione consente la lavorazione di cinque superfici contemporaneamente, producendo parti altamente precise ideali per apparecchiature mediche.

7-Macchine CNC ad assi:

7-le macchine ad assi hanno tre assi per la rotazione del pezzo, tre per il movimento dell'utensile, e un asse E aggiuntivo per la rotazione del braccio. La loro capacità di creare parti complesse li rende adatti al settore aerospaziale, medico, e componenti militari.

9-Macchine CNC ad assi:

Combinazione di una fresatrice a 5 assi e di un tornio a 4 assi, 9-Le macchine CNC ad asse gestiscono in modo efficiente sia le caratteristiche delle parti interne che quelle esterne. Sono comunemente usati per la produzione di impianti dentali, strumenti medici, e componenti aerospaziali avanzati.

12-Macchine CNC ad assi:

Queste macchine sono dotate di due teste di taglio, ciascuno in grado di muoversi lungo la X, Y, Z, UN, B, e assi C. Questa configurazione consente una produzione più rapida con una precisione eccezionale, ideale per volumi elevati, compiti di lavorazione complessi.

Tipi di macchine CNC divise per servosistema

Le macchine CNC possono anche essere classificate in base ai loro servosistemi:

Sistema di controllo ad anello aperto: Sistema di controllo di base senza meccanismo di feedback; costo inferiore ma minore precisione.

Sistema di controllo ad anello semichiuso: Utilizza alcuni feedback per correggere gli errori; un'opzione intermedia per costi e precisione.

Sistema di controllo a circuito chiuso: Sistema avanzato con feedback completo, offrendo alta precisione e errore minimo.

Tipi di macchine CNC secondo Moving Trail

Diverse macchine CNC sono progettate per seguire percorsi specifici:

Controllo del punto: Controlla i punti iniziale e finale del percorso utensile, concentrandosi sul posizionamento piuttosto che sul percorso intrapreso.

Controllo lineare: Garantisce il movimento lineare tra i punti, comunemente usato per operazioni di foratura e maschiatura.

Controllo del contorno: Controlla continuamente il percorso utensile, consentendo la creazione di superfici curve o sagomate.

Come selezionare il miglior tipo di macchina CNC?

Quando scegli la macchina CNC giusta per la tua attività, devono essere presi in considerazione diversi fattori. La macchina ideale dipende dalla natura della tua attività, il tipo di prodotti che produci, e la scala di produzione. Ecco le considerazioni chiave per la scelta di una macchina CNC:

Tipo di attività

Il tipo di attività che gestisci restringerà notevolmente le tue scelte. Per una piccola officina CNC, potrebbero essere sufficienti alcuni router CNC. Al contrario, un'operazione di produzione su larga scala potrebbe richiedere dimensioni maggiori, macchine CNC multifunzionali più versatili.

Disponibilità di pezzi di ricambio

Macchine CNC, come qualsiasi altra attrezzatura, può usurarsi o rompersi. È importante scegliere una marca o un modello che i tuoi tecnici possano riparare facilmente, con pezzi di ricambio facilmente reperibili. La disponibilità dei componenti influisce direttamente sui tempi di inattività e sulla rapidità con cui la produzione può riprendere.

Requisiti del prodotto

La macchina CNC specifica di cui hai bisogno dipende in gran parte dalla complessità dei prodotti che produci. I prodotti semplici possono richiedere solo un tornio CNC o una fresatrice a 3 assi. Tuttavia, per articoli più complessi, una macchina CNC a 5 assi in grado di eseguire più operazioni in un unico setup sarebbe più efficiente. Macchine specializzate, come i torni svizzeri, sono ideali per produrre grandi volumi di piccole dimensioni, parti cilindriche complesse.

Requisiti di alimentazione

Le macchine CNC generalmente consumano molta energia, spesso richiedono alimentazione trifase per funzionare in modo efficiente. È fondamentale garantire che la tua struttura possa fornire la potenza necessaria per qualsiasi nuova attrezzatura CNC. Dovresti anche valutare il consumo energetico attuale per evitare di superare la capacità dell'alimentatore quando aggiungi nuove macchine.

Materiale da lavorare

Il materiale che intendi lavorare è un fattore critico. Le macchine devono essere sufficientemente robuste per fresare con precisione le leghe dure. D'altra parte, materiali più morbidi come l'acciaio dolce possono richiedere solo macchine di precisione in grado di mantenere le tolleranze richieste.

Considerando questi fattori, puoi selezionare una macchina CNC che meglio si adatta alle tue esigenze di produzione e ai requisiti aziendali.

QUESTO: Servizio di lavorazione CNC per ogni progetto CNC

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Riferimento al contenuto：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/