Sejak Revolusi Perindustrian, syarikat-syarikat telah mencari cara baharu dan lebih berkesan untuk meningkatkan pengeluaran mereka dan memanfaatkan sepenuhnya sumber mereka.
Pada akhir 40-an, John T Parsons telah membangunkan konsep 'Kawalan Berangka' (NC) dengan mesin yang menebuk pita dan ini merupakan permulaan kepada sesuatu yang akan memberi impak yang berkekalan.
CNC atau 'Kawalan Berangka Komputer' merupakan kemajuan teknologi bagi proses ini, dan ia telah wujud sejak tahun 1952 apabila Richard Kegg (dengan kerjasama MIT) membangunkan mesin Pengilangan CNC pertama (Cincinnati Milacron Hydrotel - dipatenkan pada tahun 1958 sebagai 'Alat Kawalan Motor untuk Alat Mesin Penentu Posisi') – inilah kelahiran komersial sebenar teknologi ini, dan ia telah berkembang jauh sejak itu.
Seiring dengan kemajuan dalam teknologi komputer, percetakan 3-D dan inovasi lain yang mengubah landskap teknologi, kerumitan dan perincian halus bagi banyak kerja pemotongan dan pemprosesan menjadi lebih rumit, dan pemesinan CNC terpaksa menyesuaikan diri untuk bersaing, terutamanya dengan kemunculan percetakan 3-D (yang boleh dikatakan sebagai salah satu pesaing terbesarnya).
CNC ialah kod boleh atur cara yang direka bentuk dan dimasukkan ke dalam mesin tertentu dan membolehkannya menjalankan pergerakan yang tepat - mengambil objek maya (reka bentuk) dan mengubahnya menjadi objek sebenar (produk).
Oleh kerana kod ini diubah menjadi 'koordinat Cartesian', mesin berfungsi hampir seperti robot - memberikan tahap ketepatan yang unggul dan kualiti yang akan sentiasa sebaik reka bentuk asalnya.
Apabila kita bercakap tentang 'pemesinan' CNC, kita bercakap tentang penggilingan, pemutaran dan penggerudian – tetapi secara keseluruhan, istilah pemesinan merangkumi pelbagai teknologi mekanikal yang melibatkan sentuhan fizikal untuk membuang bahan, menggunakan pelbagai alat untuk berbuat demikian.
Semua pemesinan CNC menggunakan Mesin CNC, tetapi tidak semua ini adalah untuk pemesinan – dan ini kerana kawalan berangka komputer dan penggunaan sistem berkomputer yang membolehkan kaedah tersebut diautomasikan – mesin CNC mungkin termasuk pelbagai jenis pemotong (seperti plasma atau laser), brek tekan dan sebagainya, tetapi ia juga termasuk komputer.
Dalam artikel ini, kita akan melihat dengan lebih mendalam tentang Pengilangan CNC dan Penggerudian CNC, membincangkan maksud istilah-istilah ini, cara mesin berfungsi dan perbezaan antara kedua-dua gaya teknologi ini – dan kemudian kita akan melihat bagaimana kedua-dua gaya ini digunakan dan apakah masa depan pemesinan CNC yang akan bersaing dengan teknologi dan inovasi lain.
Apakah Pengilangan CNC?
Apabila melibatkan Pengilangan CNC, prosesnya adalah secara subtraktif, yang menggunakan sistem kawalan berangka komputer untuk automasi, dan memproses dengan mengambil bahan sehingga reka bentuk yang dimuktamadkan dan siap dirumuskan.
Pengisaran ialah istilah yang digunakan untuk proses pemotongan dan penggerudian bahan (selalunya kayu, plastik atau logam), dan secara amnya menggunakan alat silinder berputar (pemotong pengisaran) yang dipegang dalam gelendong. Ini boleh berbeza-beza dari segi bentuk dan saiz dan menawarkan keupayaan untuk bergerak di sepanjang paksi yang berbeza untuk memotong pada sudut yang berbeza untuk mencipta alur, lubang dan perincian pada bahan.
Sebelum teknologi CNC, mesin penggilingan terdapat dalam pelbagai jenis (bermula secara individu daripada mesin 2 paksi hingga 5 paksi) dengan setiap nilai berangka progresif menambah paksi atau fungsi yang berbeza. Memandangkan mesin Penggilingan CNC dikendalikan oleh komputer, ia menggunakan sebarang bilangan paksi (dari 2 hingga 5) dan tidak memerlukan operasi manual.
Mesin Pengilangan CNC moden boleh dipasang sebagai pusat pemesinan mendatar dan menegak – mesin menegak mempunyai paksi yang berorientasikan pada kedudukan menegak, dan biasanya mempunyai alat pemotong yang panjang dan nipis – ini biasanya lebih murah daripada pengisar mendatar (harga boleh berbeza sehingga 4-5 kali ganda) dan lebih kerap dilihat di bengkel (kerana ketersediaan yang diberikan oleh harga yang lebih rendah), dan dianggap lebih mudah digunakan (dengan peningkatan keterlihatan pengguna terhadap zon kerja).
Mesin mendatar diorientasikan dengan paksi dalam kedudukan mendatar dan secara amnya mempunyai alat pemotong yang lebih pendek dan lebih tebal. Apabila membandingkan kedua-duanya, mesin mendatar dianggap kurang versatil, tetapi juga lebih sesuai untuk kerja bahan yang panjang, kerana ia juga membolehkan bahagian dihasilkan dengan operasi yang lebih sedikit, kemasan permukaan yang lebih baik dan penggilingan yang lebih pantas.
Disebabkan oleh pelbagai jenis reka bentuk yang boleh dihasilkan dengan mesin CNC, tidak hairanlah terdapat pelbagai jenis mesin Pengilangan CNC yang tersedia, berbeza-beza saiznya agar lebih sesuai dengan kerja yang digunakan – seperti Kilang Turret, yang berfungsi secara menegak dengan gelendong tetap (meja boleh dilaraskan untuk melakukan kerja), yang paling sesuai untuk kerja terperinci, atau Kilang Bed yang dibina pada bingkai yang lebih besar dan lebih tegar dan sering digunakan untuk pengeluaran bersaiz sederhana yang mana Turret terlalu kecil untuk dikendalikan.
Memilih mesin yang sesuai untuk kerja tersebut merupakan keputusan yang penting, kerana saiz, fungsi dan keupayaan operasi yang berbeza memainkan peranan yang besar dalam menentukan sama ada ia sesuai untuk tujuan tersebut atau tidak.
Proses pengilangan mempunyai beberapa langkah berbeza yang merangkumi proses dari awal hingga akhir – mereka bentuk bahagian yang diperlukan dalam CAD (Reka Bentuk Bantuan Komputer), menterjemah fail tersebut ke dalam kod mesin, menyediakan jentera dan membenarkannya mencipta bahagian tersebut.
Penjagaan perlu diambil, terutamanya pada peringkat awal, untuk memastikan model yang direka bentuk boleh dihasilkan dan mesin telah disediakan dengan betul untuk mengendalikannya.
Apakah Penggerudian CNC?
Tidak seperti Pengilangan CNC, yang menggunakan pelbagai paksi dan pergerakan untuk membentuk produk atau bahagian, penggerudian CNC ialah proses yang menggunakan alat pemotong berputar, yang menghasilkan lubang bulat, ini dilakukan dalam bahan kerja pegun dan biasanya dilaksanakan untuk pengeluaran besar-besaran kerana ia menghasilkan barisan pengeluaran yang lebih cekap.
Sama seperti mesin Pengilangan CNC, mesin ini menggunakan kod komputer untuk mengautomasikan proses penggerudian kerana ia berfungsi seiring dengan perisian CNC yang melihat reka bentuk yang dicipta dalam CAD diformatkan ke dalam kod dan dimasukkan ke dalam mesin, di mana ia mengikuti arahan untuk menggerudi dengan ketepatan dan kecekapan yang lebih tinggi berbanding kaedah tradisional.
Walaupun mesin gerudi CNC lebih biasa ditemui dalam persekitaran perindustrian, rangkaian mesin yang lebih murah semakin luas tersedia, dan membuka penggunaannya kepada penggemar dan perniagaan yang lebih kecil.
Mesin-mesin ini mampu bekerja dengan pelbagai bahan, seperti kaca, kayu, plastik dan logam lembut. Ia didatangkan dalam pelbagai saiz dan gaya, termasuk tegak, bangku dan jejari – dan terdapat pelbagai elemen dalam setiap mesin seperti gelendong (untuk memasang cuk dan mata gerudi), meja (untuk menyediakan ruang kerja untuk mesin penggerudian), lajur (untuk menyokong elemen mesin CNC), mata gerudi (untuk kerja sebenar) dan antara muka (untuk mengawal mesin dengan input pengendali).
Terdapat pelbagai faktor yang perlu dipertimbangkan ketika melihat mesin gerudi CNC, termasuk saiz kawasan kerja yang tersedia, keserasiannya dengan projek yang sedang dijalankan, ketahanan, tahap tork, kelajuan gelendong dan kebolehgunaan.
Sebaik sahaja mesin dipasang, fasa kebolehgunaan bermula daripada pengendali memuat naik reka bentuk CAD atau CAM (Pengilangan Berbantukan Komputer) untuk ditukar kepada kod, memasang mata gerudi yang betul, memasang bahan mentah pada meja, memulakan proses penggerudian melalui antara muka dan membiarkan mesin mula berfungsi dengan menggerudi lubang dengan saiz dan diameter yang sesuai.
Kegunaan Pengilangan CNC
Mesin pengilangan CNC, dengan kebolehan pemotongan yang serba boleh dan ketepatan yang unggul, digunakan dalam pelbagai industri yang berbeza, dan untuk pelbagai bahagian atau produk yang berbeza.
Terdapat pelbagai jenis alat pemotong yang tersedia untuk kebanyakan mesin, dan ini membolehkan fleksibiliti yang lebih besar, dan peluang untuk bekerja dengan bahan yang berbeza, yang seterusnya meningkatkan kebolehgunaan Pengilangan CNC dalam pelbagai bidang kerja.
Empat jenis utama penutup penggilingan:
- Pengilangan Plain
- Juga dikenali sebagai pengilangan papak atau permukaan, ini digunakan untuk menghasilkan permukaan yang rata
- Pengilangan Muka
- Paksi putar ditetapkan serenjang dengan permukaan bahan dan digabungkan dengan alat pemotong bergigi, untuk memotong bahan mentah, dengan paksi yang bersentuhan dengan bahan rata digunakan untuk kemasan.
- Penggilingan sudut
- Seperti yang anda jangkakan daripada namanya, ini melibatkan paksi alat yang ditetapkan pada sudut dari permukaan bahan mentah, dan ini memberikan titik tengah antara pengilangan Polos dan Muka.
- Pengilangan Bentuk
- Ini adalah penggilingan yang digunakan untuk menghasilkan bahagian yang tidak mempunyai permukaan rata, dan mesin yang terlibat sering dilengkapi dengan pelbagai alat yang berbeza semasa tugas, untuk mendapatkan lengkung atau bentuk yang diingini.
Disebabkan fleksibiliti yang dibawa oleh proses Pengilangan CNC (anda hanya terhad oleh kebolehkerjaan reka bentuk), teknik ini digunakan untuk sebilangan besar projek. Teknik ini mungkin paling kerap dikaitkan dengan industri automobil dan aeroangkasa (masing-masing menghasilkan bahagian kereta dan pesawat), tetapi disebabkan keserasiannya dengan pelbagai bahan (seperti keluli, aluminium, tembaga, titanium, gangsa, kayu, nilon, poliuretana tersemperit, batu dan plastik), proses ini juga digunakan untuk projek seperti:
- arca
- Prototaip dan Pemodelan
- Woodworking
- Instrumen
- Pemesinan Aluminium
- Pemesinan Plastik
- Perabot
- Papan tanda
- Kabinet dan Rak
Bergantung pada projek, penggunaannya (sama ada dari penggemar atau kompleks perindustrian), dan skala projek, terdapat pelbagai kegunaan yang boleh dibawa oleh mesin Pengilangan CNC.
Kegunaan Penggerudian CNC
Bagi projek yang memerlukan tahap ketepatan yang lebih tinggi, fleksibiliti yang lebih luas dan kebolehulangan yang lebih baik, mesin Penggerudian CNC adalah pilihan pintar – kerana ia berfungsi untuk mereka bentuk, tiada ralat manusia yang terlibat dengan proses tersebut, mesin akan mencipta bahagian yang meniru reka bentuk CAD/CAM, yang membolehkan konsistensi yang tinggi dicapai melalui dan antara kelompok – ini telah menyebabkan Penggerudian CNC menjadi pilihan popular untuk mencipta bahagian seperti hab, aci mesin, kosong gear, profil aluminium atau plastik dan banyak lagi.
Mesin Gerudi dengan CNC digunakan terutamanya untuk pengecoran semula, pengeboran chamfer dan penggerudian – dan sebahagian besarnya digunakan oleh industri automobil, aeronautik, angkasawan, pembinaan kapal dan kejuruteraan untuk bahagian yang kompleks.
Aplikasi biasa mesin-mesin ini termasuk:
- Fabrikasi Logam
- Lubang jitu digerudi ke dalam bahan logam pepejal untuk menghasilkan bahagian jitu. Teknik ini sering ditemui dalam projek automobil, aeroangkasa dan industri pembinaan untuk menghasilkan bahagian hujung.
- Fabrikasi Kayu
- Mesin CNC merupakan sebahagian daripada operasi standard untuk pengeluar kayu (seperti pembuat perabot, pembuat kabinet, dll.). Mesin Gerudi sering digunakan bersama-sama dengan mesin CNC lain untuk menyediakan tahap putaran, penggilingan dan pengisaran yang standard.
- Pembuatan Komponen dan Alat Ganti.
- Adalah perkara biasa bagi pengeluar untuk menggunakan mesin CNC untuk penggerudian, terutamanya dalam industri di mana ketepatan dan kebolehulangan bukan sahaja sesuatu yang baik untuk dimiliki, tetapi juga penting untuk kejayaan produk (seperti pengkomputeran).
- Pembuatan Plastik
- Disebabkan fleksibiliti dan keupayaannya untuk bekerja dengan gaya dan alat yang berbeza untuk mencipta produk piawai, pengeluar plastik yang berbeza juga menggunakan Penggerudian CNC untuk menghasilkan bahagian elektronik.
- Aplikasi Elektrik
- Penggerudian CNC (dan mesin CNC lain) adalah penting untuk perniagaan dalam Industri Elektrik. Dengan Mesin Penggerudian, pengeluar telah diketahui menggunakannya sebagai mesin nyahcas elektrik dalam beberapa keadaan.
Jenis dan saiz mesin, alat atau mata gerudi yang digunakan, dan kerumitan kerja, semuanya memainkan peranan dalam mesin gerudi yang paling sesuai untuk kerja yang sedang dijalankan, tetapi dengan bahagian yang boleh ditukar ganti dan keupayaan untuk menghasilkan kepingan ketepatan yang halus dengan pengulangan yang andal, Mesin Gerudi CNC sememangnya merupakan alat yang berharga dalam bengkel banyak perniagaan.
Perbezaan Antara Pengilangan CNC dan Penggerudian CNC
Pengilangan dan Penggerudian CNC kedua-duanya merupakan teknologi subtraktif, yang memerlukan sebahagian besar bahan untuk mengurangkannya kepada produk siap, teknologi tersebut tidak saling eksklusif, dan penggunaannya sebahagian besarnya bergantung pada apa yang perlu dilakukan.
Walaupun mesin kelihatan serupa dan beroperasi secara serupa, fungsinya jauh berbeza.
Perbezaan utama antara Pengilangan CNC dan Penggerudian CNC adalah kefungsian, pergerakan dan hasil yang diingini – bagi projek yang hanya memerlukan lubang, maka penggerudian adalah pilihan yang paling sesuai untuk dipilih, tetapi jika reka bentuknya lebih kompleks dan memerlukan bentuk atau permukaan yang berbeza, maka mesin Pengilangan CNC adalah pilihan terbaik.
Gerudi CNC digunakan untuk menekan bahan dan membuat lubang ketepatan dari permukaan rata, manakala penggilingan memotong dari paksi yang berbeza-beza dan boleh menghasilkan pelbagai bentuk potongan dalam bahan disebabkan oleh kebolehgerakannya di sepanjang paksi ini.
Mesin penggilingan membolehkan anda menggunakan mata gerudi untuk memotong ke atas dan ke bawah tetapi mesin gerudi tidak membenarkan anda memotong secara mendatar dengan mata penggilingan.
Kebanyakan mesin Pengilangan CNC akan mempunyai meja terbina dalam untuk memastikan bahan dan projek berada di tempatnya, tetapi ini tidak selalunya berlaku dengan mesin Gerudi CNC – ia mungkin didatangkan dengan ragum, yang boleh menjadikannya lebih fleksibel dalam pemasangan di kawasan yang menjadi isu sekatan ruang.
Mesin Gerudi juga mempunyai kelebihan kerana selalunya jauh lebih kecil daripada mesin Pengisar, walaupun kedua-duanya tidak sesuai untuk operasi mudah alih.
Terdapat kebaikan dan keburukan kepada kedua-dua teknologi ini, dan apabila memutuskan sama ada mesin Penggerudian CNC atau Pengilangan paling sesuai, ia sebahagian besarnya bergantung pada jenis kerja yang diperlukan untuk dikendalikan, jumlah ruang yang tersedia untuk memasangnya, kelajuan dan kualiti antara muka pengkomputeran dan sambungan yang tersedia (seperti kelajuan internet), dan sekatan belanjawan syarikat.
Penting juga untuk diperhatikan bahawa banyak peranti CNC boleh berfungsi bersama antara satu sama lain (selain daripada Kilang dan Gerudi) dan mempunyai ruang dan bajet untuk diperluaskan ke kawasan dan mesin lain, boleh meningkatkan pilihan produktif dan kreatif yang tersedia dengan ketara.
Pengilangan CNC dan Penggerudian CNC sebagai Kesimpulan
Kemajuan teknologi terus mengubah landskap industri, dan teknik subtraktif mungkin tidak lagi diingini seperti dahulu, terutamanya dengan pilihan seperti Percetakan 3-D yang tersedia, yang membina corak, dan bukannya menyingkirkan bahan untuk menciptanya.
Tetapi itu bukan untuk mengatakan masa depan Pengilangan atau Penggerudian CNC adalah terhad – teknologi ini masih berkembang dan berubah, apabila pengaturcaraan komputer menjadi lebih fleksibel, reka bentuk yang sebelum ini tidak dapat diperoleh menjadi boleh dibuat, dan bahan yang berbeza diperkenalkan ke dalam penggunaan biasa.
CNC masih menawarkan penambahbaikan yang ketara dalam kelajuan penghasilan produk logam, dan untuk bahagian yang lebih besar, mesin masih beroperasi melebihi keupayaan pesaing teknologi terdekat mereka.
Masa depan CNC sedang menuju ke arah penyepaduan dan penyegerakan selanjutnya antara beberapa mesin, untuk meningkatkan kecekapan dan keupayaan keseluruhan proses pembuatan bahagian, yang secara semula jadi akan menyaksikan masa pengeluaran menurun, tanpa kesan yang sepadan terhadap kualiti.
Apabila alatan menjadi lebih khusus dan tersuai, akan terdapat peningkatan dalam produktiviti, ketepatan dan kurang keperluan untuk masa rehat atau penyejukan memandangkan teknologi ini terus memajukan produk yang lebih kreatif dan khusus.
Namun begitu, apabila melibatkan proses pembuatan, pepatah lama masih sangat sesuai, "Anda perlu memilih alat yang tepat untuk kerja yang betul."
