Zënter der Industrieller Revolutioun hunn d'Entreprisen no neien a méi effektive Weeër gesicht, fir hir Produktioun ze erhéijen an hir Ressourcen optimal auszenotzen.
Enn vun de 40er Joren huet den John T. Parsons d'Iddi vun der 'Numerescher Kontroll' (NC) mat Maschinnen entwéckelt, déi Band gestanzt hunn, an dat war den Ufank vun eppes, wat e dauerhaften Impakt hätt.
CNC oder 'Computer Numerical Control' war den technologesche Fortschrëtt vun dësem Prozess, an et gëtt et zënter 1952, wéi de Richard Kegg (a Kooperatioun mam MIT) déi éischt CNC-Fräsmaschinn entwéckelt huet (d'Cincinnati Milacron Hydrotel - patentéiert am Joer 1958 als 'Motor Controlled Apparatus for Positioning Machine Tool') - dëst war déi richteg kommerziell Gebuert vun der Technologie, an et ass zënterhier e laange Wee komm.
Well d'Fortschrëtter an der Computertechnologie, dem 3D-Dréck an aner Innovatiounen d'technologesch Landschaft veränneren, ginn d'Komplexitéit an d'Detailer vu ville Schnëtt- a Veraarbechtungsaarbechten ëmmer méi komplizéiert, an d'CNC-Bearbeitungstechnik huet sech missen upassen, fir matzehalen, besonnesch mam Opkomme vum 3D-Dréck (deen ee vu senge gréissten Konkurrenten ass).
CNC ass e programméierbare Code, deen entwéckelt a a spezifesch Maschinnen agefouert gëtt a et hinnen erlaabt, präzis Beweegungen auszeféieren – e virtuellt Objet (den Design) huelen an en an e richtegt Objet (de Produit) verwandelen.
Well dëse Code a 'cartesesch Koordinaten' ëmgewandelt gëtt, funktionéieren d'Maschinnen bal wéi Roboter - si liwweren eng iewescht Präzisioun an eng Qualitéit, déi ëmmer sou gutt ass wéi hiren ursprénglechen Design.
Wann mir iwwer CNC-'Bearbeitung' schwätzen, schwätze mir iwwer Fräsen, Dréien a Bueren - awer am Allgemengen deckt de Begrëff Bearbeitung e breet Spektrum vu mechaneschen Technologien of, déi kierperleche Kontakt involvéieren fir Material ze entfernen, andeems eng Rei vun Tools dofir benotzt ginn.
All CNC-Bearbeitungsmethoden benotzen CNC-Maschinnen, awer net all dës sinn dofir geduecht - an dat läit un der computergestëtzter numerescher Kontroll an der Notzung vu computergestëtzte Systemer, déi et erlaben, d'Method ze automatiséieren - CNC-Maschinne kënnen ënnerschiddlech Zorte vu Fräsmaschinnen (wéi Plasma oder Laser), Kantpressen asw. enthalen, awer et ëmfaasst och Computeren.
An dësem Artikel wäerte mir CNC-Fräsen a CNC-Bueren méi genee ënnersichen, diskutéieren, wat dës Begrëffer bedeiten, wéi d'Maschinnen funktionéieren a wat den Ënnerscheed tëscht dësen zwou technologesche Stiler ass - an dann wäerte mir kucken, wéi dës benotzt ginn a wat d'Zukunft fir d'CNC-Bearbeitung bereet hält, wa se mat aneren Technologien an Innovatiounen konkurréiert.
Wat ass CNC Milling?
Wann et ëm CNC-Fräsen geet, ass de Prozess subtraktiv, deen de Computernumeresche Kontrollsystem fir d'Automatiséierung benotzt, an handwierklech Materialien ewechhëlt, bis déi finaliséiert an fäerdeg Designen formuléiert sinn.
Fräsen ass den Term, deen fir de Prozess vum Schneiden an Bueren vu Materialien (dacks Holz, Plastik oder Metall) benotzt gëtt, a benotzt normalerweis e rotéierend zylindrescht Tool (e Fräs), dat an enger Spindel gehale gëtt. Dës kënnen a Form a Gréisst variéieren an bidden d'Méiglechkeet, sech laanscht eng aner Achs ze beweegen, fir a verschiddene Wénkelen ze schneiden, fir Schlitzer, Lächer an Detailer am Material ze kreéieren.
Virun der CNC-Technologie gouf et Fräsmaschinne a verschiddenen Typen (jee no Maschinn mat 2 Achsen bis zu Maschinne mat 5 Achsen), woubäi all progressiven numeresche Wäert eng aner Achs oder Funktioun bäigefüügt huet. Well CNC-Fräsmaschinne computerbetriwwe sinn, benotze se eng beliebig Zuel vun Achsen (vun 2 bis 5) a brauche keng manuell Operatioun.
Modern CNC-Fräsmaschinne kënnen souwuel als horizontal wéi och als vertikal Bearbeitungszentren zesummegebaut ginn – eng vertikal Maschinn huet d'Achs an enger vertikaler Positioun ausgeriicht a verfügt normalerweis iwwer laang, dënn Schnëttinstrumenter – dës si generell méi bëlleg wéi horizontal Fräsmaschinnen (d'Präisser kënne bis zu 4-5 Mol ënnerschiddlech sinn) a gi méi dacks an Atelieren gesinn (wéinst der Disponibilitéit, déi duerch de méi niddrege Präis erméiglecht gëtt) a gëllen als méi einfach ze benotzen (mat enger erhéichter Benotzervisibilitéit vun der Aarbechtszon).
Horizontal Maschinne si mat der Achs an enger horizontaler Positioun ausgeriicht a verfüge generell iwwer méi kuerz a méi déck Schnëttinstrumenter. Am Verglach vun deenen zwee gëllen horizontal Maschinne manner villfälteg, awer och vill besser fir laang Materialien, well se et och erméiglechen, Deeler mat manner Operatiounen, enger besserer Uewerflächenabschluss a méi séierem Fräsen ze kreéieren.
Wéinst der grousser Auswiel un Designen, déi mat enger CNC-Maschinn erstallt kënne ginn, ass et keng Iwwerraschung, datt et eng Rei vun ënnerschiddlechen Zorte vu CNC-Fräsmaschinne gëtt, déi a Gréisst variéieren, fir besser un d'Aarbechten ze passen, fir déi se benotzt ginn - wéi zum Beispill Revolverfräsen, déi vertikal mat enger fixer Spindel schaffen (den Dësch passt sech un d'Aarbecht un), déi am beschte fir Detailaarbechten geegent sinn, oder Bettfräsen, déi op gréissere, méi steife Rahmen gebaut sinn a meeschtens fir mëttelgrouss Produktioune benotzt ginn, fir déi den Revolver ze kleng wier.
Déi richteg Maschinn fir d'Aarbecht ze wielen ass eng wichteg Entscheedung, well déi verschidde Gréissten, Funktiounen a Betribsméiglechkeeten eng grouss Roll spillen, ob se fir den Zweck gëeegent ass oder net.
De Fräsprozess besteet aus verschiddene Schrëtt, déi en vun Ufank bis Enn duerchlafen – d'Entwécklung vum gewënschten Deel am CAD (Computer-Aided Design), d'Iwwersetzung vun där Datei a Maschinncode, d'Astellung vun der Maschinn an d'Erstelle vum Deel.
Besonnesch an der Ufanksphase muss drop opgepasst ginn, datt de Modell, deen entwéckelt gëtt, produzéiert ka ginn, an datt d'Maschinn richteg agestallt ass, fir domat ëmzegoen.
Wat ass CNC Bueraarbechten?
Am Géigesaz zum CNC-Fräsen, dat verschidde Achsen a Bewegunge benotzt fir e Produkt oder en Deel ze bilden, ass CNC-Buerung e Prozess, deen e rotéierend Schnëttinstrument benotzt, wat Ronn Lächer produzéiert. Dëst gëtt an engem stationäre Werkstéck gemaach a gëtt dacks fir d'Masseproduktioun ëmgesat, well et eng méi effizient Produktiounslinn erméiglecht.
Ähnlech wéi d'CNC-Fräsmaschinn benotzen dës Maschinnen Computercode fir de Buerprozess ze automatiséieren, well se zesumme mat CNC-Software schaffen, bei där en Design am CAD erstallt gëtt a Code formatéiert an an d'Maschinn aginn gëtt, wou se den Instruktioune follegt fir mat méi grousser Genauegkeet an Effizienz am Verglach mat traditionelle Methoden ze bueren.
Wärend CNC-Buermaschinne méi heefeg an industriellen Ëmfeld fonnt ginn, gëtt eng méi grouss Auswiel u méi bëllege Maschinnen verfügbar, soudatt hir Benotzung fir Hobbyisten a méi kleng Betriber opgemaach gëtt.
Dës Maschinne kënne mat verschiddene Materialien schaffen, wéi Glas, Holz, Plastik a mëllen Metaller. Si ginn et a verschiddene Gréissten a Stiler, dorënner oprecht, Tisch- a Radialmaschinnen – an et gi verschidden Elementer an all Maschinn, wéi d'Spindel (fir d'Festlehnfutter an de Buer ze befestegen), den Dësch (fir de Aarbechtsberäich fir d'Buermaschinn ze bidden), eng Sail (fir d'CNC-Maschinnelementer z'ënnerstëtzen), e Buer (fir déi tatsächlech Aarbecht) an eng Interface (fir d'Maschinnen mat Bedreiwerinput ze steieren).
Et gi verschidde Faktoren ze berécksiichtegen wann Dir eng CNC-Buermaschinn kuckt, dorënner d'Gréisst vum verfügbaren Aarbechtsberäich, hir Kompatibilitéit mat de virleiende Projeten, d'Haltbarkeet, den Dréimomentniveau, d'Spindelgeschwindegkeet an d'Benotzbarkeet.
Soubal eng Maschinn ageriicht ass, ginn d'Benotzbarkeetsphasen dovun of, datt den Operateur den CAD- oder CAM-Design (Computer-Aided Manufacturing) eropluet, fir a Code ëmgewandelt ze ginn, iwwer d'Installatioun vum richtege Buer, d'Befestigung vum Réimaterial um Dësch, de Start vum Buerprozess iwwer d'Interface an d'Aarbecht vun der Maschinn ufänke léisst, andeems hien Lächer vun der entspriechender Gréisst an Duerchmiesser buert.
Uwendungen vum CNC-Fräsen
CNC-Fräsmaschinne, mat hire villfältege Schnëttfäegkeeten a ieweschter Präzisioun, ginn a ville verschiddenen Industrien a fir eng Rei vun ënnerschiddlechen Deeler oder Produkter agesat.
Et gëtt eng grouss Auswiel u Schnëttinstrumenter fir déi meescht Maschinnen, an dës erlaben eng méi grouss Flexibilitéit a Méiglechkeeten fir mat verschiddene Materialien ze schaffen, wat d'Benotzbarkeet vum CNC-Fräsen a verschiddene Beräicher weider erhéicht.
Déi véier Haaptzorte vu Fräsofdeckungen:
- Plain Milling
- Och bekannt als Placken- oder Uewerflächenfräsen, gëtt dëst benotzt fir eng flaach Uewerfläch ze kreéieren
- Gesiicht Milling
- D'Rotatiounsachs ass senkrecht zu der Uewerfläch vum Material gesat a mat Zännschneidinstrumenter kombinéiert, fir Réimaterialien ze schneiden, woubäi déi, déi a Kontakt mam flaache Material sinn, fir d'Veraarbechtung benotzt ginn.
- Angular Milling
- Wéi een et vläicht vum Numm erwaarden kann, bedeit dëst, datt d'Achs vum Tool an engem Wénkel zur Uewerfläch vum Rohmaterial gesat gëtt, an dëst bitt e Mëttelpunkt tëscht Planfräsen a Planfräsen.
- Form Milling
- Dëst ass d'Fräsen, dat benotzt gëtt fir Deeler ze kreéieren, déi keng flaach Uewerflächen hunn, an d'Maschinnen, déi involvéiert sinn, ginn dacks mat verschiddenen Tools während der Aufgab ausgestatt, fir déi gewënschte Kéieren oder Formen ze kréien.
Wéinst der Villfältegkeet, déi de CNC-Fräsprozess mat sech bréngt (Dir sidd quasi nëmme vun der Ëmsetzungsfäegkeet vum Design limitéiert), ginn d'Techniken fir eng grouss Zuel vu Projeten agesat. Si gi vläicht am heefegsten mat der Automobil- a Loftfaartindustrie a Verbindung bruecht (Herstellung vun Auto- respektiv Fligerdeeler), awer wéinst hirer Kompatibilitéit mat enger Villfalt vu Materialien (wéi Stol, Aluminium, Koffer, Titan, Bronze, Holz, Nylon, extrudéiert Polyurethan, Steen a Plastik) gëtt de Prozess och fir Projeten agesat wéi:
- Skulptur
- Prototyp a Modelléierung
- Woodworking
- Instrument
- Aluminium Machining
- Plastic Bearbechtung
- Miwwelen
- Affichage
- Schaf a Regaler
Jee no Projet, der Notzung (egal ob et vun engem Hobbyist oder engem Industriekomplex ass) an dem Ëmfang vum Projet, gëtt et eng grouss Palette vun Uwendungsméiglechkeeten, déi CNC-Fräsmaschinne mat sech brénge kënnen.
Uwendungen vun CNC-Buerung
Fir Projeten, déi e méi héije Grad u Genauegkeet, eng méi breet Flexibilitéit a méi grouss Reproduzéierbarkeet erfuerderen, sinn CNC-Buermaschinnen eng intelligent Optioun - well se no Design schaffen, gëtt et kee mënschleche Feeler am Prozess, d'Maschinne kreéieren Deeler, déi den CAD/CAM-Design replizéieren, wat et erlaabt eng héich Konsistenz duerch an tëscht Chargen z'erreechen - dëst huet dozou gefouert, datt CNC-Buermaschinnen eng populär Optioun fir d'Herstellung vun Deeler wéi Naben, Maschinneschäften, Zännradblech, Aluminium- oder Plastikprofiler a méi sinn.
Buermaschinne mat CNC ginn haaptsächlech fir ze rommen, ze fasen an ze bueren benotzt – a gi gréisstendeels vun der Automobil-, Loftfaart-, Astronautik-, Schëffsbau- an Ingenieursindustrie fir komplex Deeler agesat.
Déi üblech Uwendungen vun dëse Maschinnen enthalen:
- Metal Fabrication
- Präzisiounslächer ginn a massiv Metallmaterialien gebuert fir Präzisiounsdeeler ze kreéieren. Dës Technike ginn dacks a Projeten an der Automobil-, Loftfaart- a Bauindustrie fonnt fir Enddeeler ze produzéieren.
- Holzfabrikatioun
- D'CNC-Maschinn ass Deel vun de Standardoperatioune fir Holzhersteller (wéi Miwwelbauer, Schränkebauer, etc.). D'Buermaschinn gëtt dacks a Verbindung mat anere CNC-Maschinne benotzt fir standardiséiert Niveauen vum Dréien, Fräsen a Schleifen ze bidden.
- Komponenten- a Ersatzdeelerproduktioun.
- Et ass üblech fir Hiersteller eng CNC-Maschinn fir Bueraarbechten ze benotzen, besonnesch an Industrien, wou Präzisioun a Widderhuelbarkeet net nëmmen eng flott Saach sinn, mee entscheedend fir den Erfolleg vun de Produkter (wéi z.B. Informatik).
- Plastik Fabrikatioun
- Wéinst hirer Vielfältegkeet a Fäegkeet, mat verschiddene Stiler an Tools ze schaffen, fir standardiséiert Produkter ze kreéieren, benotzen d'Produzente vu verschiddene Plastiksprodukter och CNC-Buerungen fir elektronesch Deeler ze fabrizéieren.
- Elektresch Uwendungen
- CNC-Buermaschinnen (an aner CNC-Maschinnen) si wesentlech fir Geschäfter an der Elektroindustrie. Et ass bekannt, datt Hiersteller mat enger Buermaschinn se a verschiddene Fäll als elektresch Entladungsmaschinne benotzen.
Den Typ a Gréisst vun der Maschinn, den benotzten Tool oder Bit, an d'Komplexitéit vun der Aarbecht spillen all eng Roll dobäi, wéi eng Buermaschinn am Beschten fir déi aktuell Aarbecht funktionéiert. Awer mat austauschbare Deeler an der Fäegkeet, Präzisiounsstécker mat zouverléisseger Widderhuelung ze kreéieren, ass d'CNC-Buermaschinn sécherlech e wäertvollt Instrument a ville Workshope vu Betriber.
Den Ënnerscheed tëscht CNC-Fräsen a CNC-Buerung
CNC-Fräsen a Bueren sinn allebéid subtraktiv Technologien, déi e gréisseren Undeel u Materialien erfuerderen, fir se bis zum fäerdege Produkt ze reduzéieren. D'Technologien sinn net géigesäiteg ausschléissend, an hir Notzung hänkt gréisstendeels dovun of, wat gemaach muss ginn.
Och wann d'Maschinnen ähnlech ausgesinn a funktionéieren, sinn hir Funktiounen awer ganz ënnerschiddlech.
Den Haaptunterschied tëscht CNC-Fräsen an CNC-Bueren ass d'Funktionalitéit, d'Bewegung an dat gewënschte Resultat - fir Projeten, déi nëmme Lächer erfuerderen, dann ass Bueren déi gëeegentst Optioun, awer wann den Design méi komplex ass a verschidde Formen oder Uewerflächen erfuerdert, dann ass eng CNC-Fräsmaschinn déi bescht Wiel.
CNC-Buerer gi benotzt fir duerch d'Material ze drécken a Präzisiounslächer aus enger flaacher Uewerfläch ze kreéieren, während Fräsen aus verschiddenen Achsen schneit a kann eng Vielfalt vun Ausschnëttsformen am Material kreéieren wéinst hirer Beweeglechkeet laanscht dës Achsen.
Fräsmaschinne kënnen et erlaben, Buerer ze benotzen fir no uewen an no ënnen ze schneiden, awer Buermaschinne erlaben et net, horizontal mat Fräsmaschinnen ze schneiden.
Déi meescht CNC-Fräsmaschinne hunn agebaute Dëscher fir d'Materialien an d'Projet op der Plaz ze fixéieren, awer dat ass net ëmmer de Fall bei CNC-Buermaschinne - si kënne mat engem Schraufstock geliwwert ginn, wat se méi flexibel maache kann beim Opstellen an engem Beräich wou Plazbeschränkungen e Problem sinn.
Buermaschinne hunn och de Virdeel, datt se dacks däitlech manner sperreg sinn ewéi Fräsmaschinnen, obwuel keng vun deenen zwou besonnesch fir mobil Operatiounen gëeegent ass.
Béid Technologien hunn Vir- an Nodeeler, an wann een entscheet, ob eng CNC-Buer- oder Fräsmaschinn am beschte geegent ass, hänkt dat haaptsächlech vun der Aart vun der Aarbecht of, fir déi se beschafft gëtt, dem verfügbare Plaz fir se opzestellen, der Geschwindegkeet a Qualitéit vun der Rechenschnittstell an de verfügbare Verbindungen (wéi z. B. Internetgeschwindegkeet) an de Budgetrestriktiounen vun der Firma.
Et ass och wichteg ze bemierken, datt vill CNC-Geräter zesumme matenee funktionéiere kënnen (iwwer d'Fräsmaschinn an d'Buermaschinn eraus) a wann ee Plaz a Budget huet, fir sech op aner Beräicher a Maschinnen auszebauen, kënnen déi produktiv a kreativ Optiounen däitlech erhéije ginn.
CNC Fräsen a CNC Bueren am Schluss
Technologesch Fortschrëtter verännere weider d'Landschaft vun der Industrie, an subtraktiv Technike sinn eventuell net méi sou erwënscht wéi se fréier waren, besonnesch mat Optiounen wéi dem 3D-Drock, deen e Muster opbaut, anstatt Materialien ewechzeschloen fir et ze kreéieren.
Mä dat heescht net, datt d'Zukunft vum CNC-Fräsen oder -Bueren limitéiert ass - d'Technologie entwéckelt sech a ännert sech ëmmer nach, well d'Computerprogramméierung méi flexibel gëtt, virdrun net z'erreechend Designen erstallbar ginn, an aner Materialien an de Gebrauch agefouert ginn.
CNC bitt nach ëmmer bedeitend Verbesserungen an der Geschwindegkeet, mat där Metallprodukter produzéiert kënne ginn, a fir méi grouss Deeler funktionéieren d'Maschinnen nach ëmmer iwwer d'Fäegkeete vun hiren nooste technologesche Konkurrenten eraus.
D'Zukunft vun der CNC setzt op weider Integratioun a Synchroniséierung tëscht verschiddene Maschinnen, fir d'Effizienz an d'Kapazitéit vum gesamte Prozess vun der Erstellung vun Deeler ze erhéijen, wat natierlech zu enger Verkierzung vun de Produktiounszäiten féiert, ouni entspriechend Auswierkungen op d'Qualitéit.
Wa méi spezialiséiert a personaliséiert Tools ginn, gëtt et eng Erhéijung vun der Produktivitéit a Genauegkeet, a manner Besoin fir Ausfall- oder Ofkillzäit, well dës Technologie weiderhin d'Entwécklung vu méi kreativen a spezialiséierte Produkter fördert.
Wann et ëm Produktiounsprozesser geet, ass dat aalt Spréchwuert awer ëmmer nach ganz passend: "Dir musst dat richtegt Tool fir déi richteg Aarbecht auswielen."
