Tecniche avanzate di lavorazione CNC: Taglio multiasse, ad alta velocità e laser

Esplori le ultime tecniche di lavorazione CNC con tecniche multiasse, ad alta velocità e laser. Scopra come i metodi di lavorazione avanzati migliorano la precisione, l'efficienza e la flessibilità di progettazione per i componenti complessi nei settori aerospaziale, medico, automobilistico e altri ancora. Scopra i vantaggi dell'integrazione di CAD/CAM per ottimizzare i processi di produzione.

Esplorazione di tecniche avanzate di lavorazione CNC per geometrie complesse

L'articolo affronta una serie di questioni relative alle tecniche di lavorazione CNC e la prima sezione è Introduzione alla lavorazione CNC, che definisce l'argomento del lavoro, ossia il controllo numerico computerizzato, oltre a discutere il suo sviluppo dai tre assi iniziali ai livelli successivi. Segue Tecniche di lavorazione avanzate, in cui si parla delle tecniche di lavorazione multiasse. Lavorazione CNC e metodi CNC ad alta precisione e uscite CNC personalizzate.

Vengono spiegati i concetti di base dei sistemi multiasse, seguiti da una discussione sulle differenze tra la lavorazione a tre e a cinque assi e sui vantaggi, come l'elevata complessità geometrica e la riduzione del numero di impostazioni. La sezione 'Tecnologie CNC di alta precisione' si concentra sulla lavorazione aumentata, sulla lavorazione a cinque assi e sulla lavorazione ad alta velocità e pone l'accento sulla precisione e sul controllo della produzione.

Il segmento delle soluzioni di tecniche di lavorazione CNC personalizzate prende in considerazione gli stampi e gli utensili per lo stampaggio, il taglio laser, il taglio a getto d'acqua e il taglio al plasma; spiega come tutti questi approcci soddisfino requisiti di produzione specifici. Questo documento esamina anche l'integrazione CAD/CAM, che analizza il dovere del software a controllo numerico automatizzato, l'incorporazione CAM, l'analisi CAE e le misure di progettazione e come questi strumenti facilitino la procedura di produzione.

Infine, la Conclusione mette in relazione l'effetto generale delle tecniche NVGE superiori sulla produzione e presenta una sezione di domande frequenti, riconoscendo principalmente le domande relative ai materiali, ai progetti e ai vantaggi dell'applicazione delle tecniche di lavorazione CNC nelle industrie.

Tecniche di lavorazione avanzate

Oltre alle tecniche di lavorazione CNC a tre assi, ci sono approcci che spingono i limiti del design più avanti. La lavorazione multiasse va oltre le forme, utilizzando entrambi i movimenti rotatori degli utensili. La lavorazione a cinque assi offre la possibilità di lavorare i lati di un oggetto, in un'unica configurazione. parti di lavorazione CNC personalizzate Il taglio laser crea forme utilizzando fasci di luce. Anche il taglio a getto d'acqua produce pezzi utilizzando getti d'acqua. Questi metodi hanno combinato i processi di produzione.

Oggi la produzione impiega macchine a controllo numerico computerizzato che offrono livelli superiori di personalizzazione e precisione della produzione. Inoltre, soprattutto durante lo sviluppo del prodotto, la loro precisione diventa una caratteristica importante, in quanto genera i requisiti per una produzione particolare. Ciò comporta una serie di problemi nell'ambito delle tecniche convenzionali di lavorazione CNC a tre assi per pezzi e componenti, in particolare quando si tratta di utilizzare configurazioni geometriche complesse e non standard e requisiti di tolleranza stretti.

In seguito, però, sono emerse limitazioni imprevedibili e sono disponibili numerose nuove tecnologie per risolverle. In questa sede, i processi di lavorazione CNC discussi includono il multiasse, l'alta velocità e il laser in relazione alla costruzione di pezzi complessi. L'applicazione appropriata di questi metodi richiede la massima libertà di progettazione e allo stesso tempo un alto livello di efficienza. Le soluzioni tecniche di lavorazione CNC specializzate sono ancora molto richieste dalle industrie, dal momento che la necessità di progettare prototipi e componenti universali prodotti in serie e facilmente applicabili è molto accurata.

Che cos'è la lavorazione CNC?

La lavorazione CNC (controllo numerico computerizzato) è una tecnica di produzione di un prodotto con l'aiuto di un computer, che può controllare le macchine utensili per fornire comandi utili al processo di taglio e alla creazione di altre parti da una materia prima. In precedenza il futuro della lavorazione CNC ha applicato tre assi lineari e XY per produrre pezzi semplici di tipo cuboidale a blocco allungato.

Ma oggi i nuovi metodi consentono di produrre con più lati e forme più complicate e dettagliate della geometria richiesta, grazie agli assi rotanti aggiuntivi. Le tecniche di lavorazione CNC offrono precisione, coerenza e versatilità, perché la velocità di avanzamento, la profondità del taglio e la posizione in cui deve essere posizionato l'utensile possono essere controllate da numeri.

Di seguito sono riportati i vari vantaggi associati all'applicazione di un sistema avanzato.

Tecniche CNC:

È un dato di fatto che si possono trarre molti vantaggi dall'utilizzo delle moderne tecniche di lavorazione CNC essenziali su misura, dalla fresatura alla tornitura, e scoprire come esse migliorano la precisione, la velocità e l'efficienza della produzione rispetto alle tecniche tradizionali. Le tecniche di lavorazione CNC altamente complete offrono migliori capacità di produrre pezzi complessi, con una maggiore precisione. Ciò consente di rispondere a requisiti standard ancora più elevati in settori come quello aerospaziale e medico.

La lavorazione su più lati offre anche una flessibilità di progettazione che migliora anche la produzione in più fasi. Comprendono; Comprendono; I costi e il tempo utilizzati per l'impostazione sono minori grazie all'impostazione singola, così come il tempo utilizzato per la rimozione del materiale è breve. L'applicazione dei metodi di quest'arte introduce il rilascio di prodotti attraverso geometrie che non erano pensabili prima.

Lavorazione CNC multiasse

Che cos'è la lavorazione multiasse?
La lavorazione multiasse implica la presenza di altri assi rotativi oltre ai tre assi lineari convenzionali dei movimenti X, Y & Z. La possibilità di movimento lineare e rotatorio dell'utensile da taglio in un'unica operazione crea vantaggi di questa tecnologia, in quanto consente di eseguire forme geometriche complicate che potrebbero richiedere molto tempo e molte operazioni in un'unica operazione.

Lavorazione a 3 assi vs. lavorazione a 5 assi
Le tecniche di lavorazione CNC a 3 assi inferiori offrono i movimenti lineari ortogonali di avanzamento lungo le direzioni X, y e z. Servizi di lavorazione CNC a 5 assi aumenta l'utensile in altri due assi rotanti; questi assi rotanti aggiuntivi sono noti come asse 'A' e 'B'. L'utensile o il pezzo in lavorazione possono ora essere ruotati per consentire l'utilizzo del lato destro o del lato superiore o del lato inferiore o di qualsiasi altro lato, uno dopo l'altro, in un'unica posizione. Questo migliora la flessibilità del processo di progettazione e produce un'elevata efficienza. Questo ottimizza lo spazio di progettazione e aumenta l'efficienza del processo.

Vantaggi della lavorazione multiasse

Geometrie complesse
La lavorazione multiasse consente al macchinista di raggiungere i sottosquadri e le regioni interne per le forme 3D complesse.

Setup ridotti
Il riposizionamento viene eliminato grazie all'accesso totale a tutte le superfici nella loro interezza, riducendo i cicli di produzione. Si è osservato che i pezzi complessi comportano una quantità molto minore di riposizionamento.

Maggiore precisione
Rispetto alle tecniche di lavorazione CNC convenzionali, in cui il pezzo viene riposizionato tra le diverse operazioni, la lavorazione multiasse comporta un numero minore di cambi di posizione e quindi riduce al minimo gli errori a livello di precisione. Alcuni dei vantaggi del processo LCM sono: si possono ottenere tolleranze più strette quando si esegue il processo su geometrie complesse.

Applicazione dell'industria automobilistica
I componenti intricati della trasmissione, i blocchi motore con configurazioni complesse delle porte e i bracci delle sospensioni con contorni curvilinei traggono tutti vantaggio dalla libertà di progettazione della lavorazione multiasse e dalle configurazioni semplificate per le applicazioni automobilistiche più rigorose.

Tecniche CNC ad alta precisione

Lavorazione Geater
Le tecniche di lavorazione CNC di Geater si concentrano su tolleranze rigorose, raggiungendo precisioni entro i micron utilizzando macchine utensili e strategie di taglio ottimizzate.

Lavorazione CNC a 5 assi
Come già detto, utilizzando il movimento a 5 assi si possono eseguire tagli complessi all'interno e all'esterno del pezzo con una migliore precisione in un unico set up.

Lavorazione ad alta velocità
Grazie all'uso di alte velocità di mandrino e di utensili veloci, le tecniche di lavorazione CNC ad alta velocità consentono di ottenere tempi di ciclo più brevi, ottenendo anche finiture superficiali comparabili.

Vantaggi delle tecniche di alta precisione

Produzione più veloce
Il materiale viene eroso a una velocità maggiore, il che mette in primo piano il tempo dei produttori, riducendo la quantità di tempo complessiva necessaria per la rimozione del materiale.

Maggiore durata dell'utensile
Gli utensili rivestiti e le velocità/alimentazioni ottimizzate consentono all'utensile di durare molto più a lungo e prima che possa arrivare a una fase in cui deve essere affilato/sostituito.

Manipolazione dei dettagli
È possibile produrre micro-disegni geometrici migliorati, grazie a un processo più fine per i componenti miniaturizzati che hanno tolleranze sottili.

Applicazione di dispositivi medici
Gli strumenti e gli impianti, così come le protesi, vengono replicati in modo quasi caratteristico con tolleranze di livello micron, richieste per la biocompatibilità, grazie a tecniche di lavorazione CNC ad alta precisione facilmente disponibili. Gli impianti articolari più complicati possono essere realizzati e adattati all'anatomia del singolo paziente.

Soluzioni CNC personalizzate

Stampi e utensili per lo stampaggio
Gli stampi di tranciatura comportano una lavorazione multiasse ad alta complessità, sotto controllo computerizzato, per tranciare pezzi identici dalla lamiera.

Taglio laser
Le tecniche di lavorazione laser CNC consentono agli ingegneri di avere il controllo sulla geometria dei pezzi e il loro layout include le forme. Il laser coerente ad alta intensità ablaziona un'ampia gamma di materiali per applicazioni aerospaziali, mediche, automobilistiche e di altri settori.

Taglio a getto d'acqua
I getti d'acqua utilizzano un flusso di alta pressione incorporato nell'abrasivo allo scopo di tagliare senza lasciare uno strato di zona interessata dal calore, anche su materiali termicamente sensibili. Le unità di taglio a getto d'acqua consentono di tagliare ad alta velocità i materiali compositi metallici e le pietre per fabbricare parti specifiche del materiale.

Taglio al plasma
Eccitando un gas ionizzato in spazi di taglio che possono essere programmati, le tecniche di lavorazione CNC tagliano materiali elettricamente conduttivi, dall'acciaio dolce alle leghe di alluminio.

Vantaggi delle tecniche personalizzate
Oltre ad aumentare l'efficienza e la flessibilità del design, le soluzioni per i clienti generano pezzi specializzati costruiti su ordinazione. Poiché la produzione è manuale, ci sono molti errori nella produzione manuale rispetto alla produzione automatizzata.
Applicazione aerospaziale
Sezioni e componenti di aeromobili singoli o isolati, comprese le aerostrutture una tantum e le parti di produzione e di fabbricazione standard, migliorano i dettagli intricati e le sagome complesse grazie al taglio laser, mentre il waterjet personalizza i pannelli delle armature in composito e il plasma taglia i pannelli della fusoliera. Le soluzioni efficaci sono personalizzate su misura, per realizzare l'assemblaggio fino alle viti.

Integrazione CAD/CAM

Software CNC
Il CAD prevede la creazione di modelli di pezzi in forma digitale, mentre il CAM prevede la conversione dei progetti CAD in codice leggibile dalla macchina. Insieme al CAE, realizzano suite integrate di progettazione e produzione.

Integrazione CAM
I programmi CAM adattano i percorsi utensile e garantiscono la possibilità del loro utilizzo. Le realizzazioni di pre-produzione dei percorsi utensile controllano i processi prima della produzione dei pezzi ed evidenziano gli errori.

Analisi CAE
Per questi motivi, utilizzando il CAE, gli ingegneri confermano che il progetto della parte può supportare la sua funzione progettuale mediante prove di stress/termiche senza prototipazione. I progetti possono essere ottimizzati.

Considerazioni sulla progettazione CNC
Esistono strumenti software computazionali che aiutano il Design for Manufacturability, partendo dalle tolleranze fino alle tecniche di lavorazione CNC essenziali, dalla fresatura alla tornitura, e scoprono come migliorano la precisione, la velocità e l'efficienza delle regole geometriche di produzione. Le superfici corrette che sono complesse vengono ridotte in questo processo per facilitare la Lavorazione CNC in automazione processo.

Parametri di lavorazione
I parametri di taglio di velocità, avanzamento, profondità e refrigerante vengono definiti all'interno di un software in base ai materiali selezionati e alla capacità di lavoro delle tecniche di lavorazione CNC.

Vantaggi dell'integrazione CAD/CAM
I processi completamente digitalizzati consentono di lavorare dalla fase di progettazione ai pezzi finiti. La codifica manuale complessa e dispendiosa in termini di tempo e le congetture vengono scambiate con la generazione di codice ottimale quantitativo e analitico e con il controllo e l'esecuzione della simulazione per il primo tentativo di successo. È possibile avere risultati coerenti solo da un ambiente di ingegneria integrato nel sistema.

Conclusione:

Le tecniche di lavorazione CNC digitali sono emerse negli ultimi anni e hanno cambiato notevolmente la flessibilità o la precisione di produzione. Mentre prima i progettisti erano limitati a 'forme prismatiche e alla lavorazione in assi limitati, gli attuali progressi moderni offrono soluzioni illimitate con una maggiore complessità dei pezzi e tolleranze minuscole. Dal scenario multiasseDa una maggiore velocità e precisione di lavorazione all'integrazione di laser e idrogetti, la lavorazione continua ad evolversi.

Con le soluzioni CAD/CAM integrate che migliorano il flusso dalla progettazione alla produzione, il settore manifatturiero met oggi ha uno sviluppo più rapido ed è in grado di realizzarlo su larga scala. Con l'aumento dei requisiti delle specifiche di progettazione, metodi più sofisticati di tecniche di lavorazione CNC miglioreranno la progettazione e la produzione di strutture complesse. Liberate dalla tecnologia digitale, le industrie impiegheranno una gamma estesa di servizi di lavorazione specializzati per soddisfare sia l'esigenza di versatilità della prototipazione che la standardizzazione della produzione di massa.

Domande frequenti

D: Cosa si può realizzare con la lavorazione CNC avanzata e quali sono i materiali più utilizzati nel processo?

R: I metalli sono uno dei più comuni, disponibili in molti tipi come l'alluminio, l'acciaio, il titanio e la lega Inconel, che hanno caratteristiche diverse per usi diversi. Altri materiali termoplastici sono l'ABS, il nylon e il PEEK. Nuovi sviluppi hanno permesso di applicare l'idoneità ai compositi, alle ceramiche e ai legni densi/bambù. La decisione giusta può essere presa in base ad aspetti quali l'uso dell'articolo o del componente, le condizioni di funzionamento e il costo da sostenere. Il materiale giusto migliora le prestazioni di un pezzo e, allo stesso tempo, massimizza i vantaggi della lavorazione digitale che consente di realizzare qualsiasi geometria.

D: Quali sono gli elementi da tenere in considerazione quando si pensa alla lavorazione CNC avanzata?

R: Alcuni dei fattori importanti sono la riduzione delle aree non lavorabili, lo spessore adeguato delle pareti e le restrizioni sulle dimensioni del raggio e/o della cresta del design da produrre. Le curve rettangolari interprofilo planari presentano problemi, quindi i filetti. Non è necessario che la lunghezza dei filetti sia superiore a tre volte la dimensione del foro da filettare. Le attuali scale dei fori facilitano la costruzione. L'utilizzo del software CAM per la simulazione dei programmi dei pezzi elimina le possibilità di complicazioni prima della produzione. Di conseguenza, è efficace mantenere uno stretto coordinamento con i macchinisti su progetti con tolleranze così strette, per soddisfare il livello di producibilità del pezzo senza alcun conflitto.

D: Quali sono i settori che hanno beneficiato maggiormente delle tecnologie CNC avanzate?

R: Prima di tutto il settore aerospaziale, con parti intricate di jet e veicoli spaziali fresate dai dati CAD CAM. Altre parti destinate al corpo umano, ricevono tecniche di lavorazione CNC di precisione. L'industria automobilistica impiega la fresatura multiasse nella produzione di parti di motori ad alta velocità. I macchinari della funzione ottica acquisiscono il complesso supporto delle lenti dalla potenza di 5 assi. L'elettronica impiega la fresatura ad alta velocità con circuiti piccoli e ripetitivi nei dispositivi. L'architettura brilla con il metallo modellato, come il taglio laser per le facciate sostenibili, e gli spazzaneve ricevono rivestimenti di aspirazione ergonomici grazie alla collaborazione Multi-Plant a getto d'acqua. In tutti i settori, i processi sofisticati promuovono astrattamente le innovazioni.