Η CNC κατεργασία λειτουργεί μέσω ενός ψηφιακού προγράμματος που δίνει στη μηχανή ακριβείς οδηγίες για το πώς να κινηθεί, κάτι που βοηθάει στη διατήρηση εξαιρετικής ακρίβειας καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας κατεργασίας. Ας ξεκινήσουμε από την αρχή, με κάτι που λέγεται Σχεδίαση με Υπολογιστή (Computer Aided Design) ή απλά CAD. Εκεί οι μηχανικοί σχεδιάζουν όλες τις λεπτομέρειες για το πώς θα μοιάζει το τελικό εξάρτημα. Μόλις ολοκληρωθεί αυτό, ακολουθεί ένας άλλος σταθμός που ονομάζεται Κατασκευή με Υπολογιστή (Computer Aided Manufacturing), ή CAM για συντομία. Το CAM παίρνει τα σχέδια από το CAD και τα μετατρέπει σε ένα ειδικό κώδικα που η CNC μηχανή μπορεί να κατανοήσει και να ακολουθήσει. Η συνδυασμένη χρήση CAD και CAM κάνει πολύ πιο εύκολη τη μετάβαση από μια ιδέα στην οθόνη σε ένα πραγματικό αντικείμενο πάνω στο τραπέζι εργασίας. Και εδώ είναι ακόμα ένα πλεονέκτημα αυτών των μηχανών: τα περισσότερα σύγχρονα CNC συστήματα διαθέτουν εργαλεία παρακολούθησης που επιτρέπουν στους ανθρώπους να παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο ό,τι συμβαίνει. Αν κάτι δεν είναι εντελώς σωστό, οι χειριστές μπορούν να παρέμβουν και να ρυθμίσουν τις παραμέτρους ενώ η μηχανή είναι ακόμα σε λειτουργία. Αυτό εξοικονομεί κόστος, καθώς μειώνει τα σπατάλης υλικά, κάνοντάς την πολύ χρήσιμη σε έργα που απαιτούν αυστηρές ανοχές.
Οι εργαλειομηχανές CNC διατίθενται σε διαφορετικά επίπεδα κίνησης αξόνων, αρχίζοντας από απλά 3-αξονικά συστήματα μέχρι και προηγμένες διατάξεις 5 αξόνων. Στην κοπή 3 αξόνων, τα εργαλεία κινούνται στις διευθύνσεις X, Y και Z, γεγονός που την καθιστά κατάλληλη για βασικές εργασίες με απλούστερα σχήματα. Όταν μεταβαίνουμε σε 4-αξονικά συστήματα, τα πράγματα γίνονται πιο ενδιαφέροντα, καθώς τώρα υπάρχει και περιστροφή. Αυτό επιτρέπει στους τεχνίτες να εργάζονται γύρω από εξαρτήματα χωρίς να χρειάζεται να τα μετακινούν συνεχώς, κερδίζοντας χρόνο κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Ωστόσο, για πολύ περίπλοκα εξαρτήματα, τίποτα δεν ξεπερνά την κοπή 5 αξόνων. Αυτές οι μηχανές μπορούν να χειρίζονται εξαιρετικά λεπτομερείς εργασίες, όπου οι ανοχές είναι πολύ σημαντικές, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για εκείνες τις δύσκολες καμπυλωτές επιφάνειες ή εσωτερικές δομές. Γι' αυτόν τον λόγο, πολλές εταιρείες της αεροναυπηγικής και κατασκευαστές ιατρικών συσκευών βασίζονται σε τεχνολογία 5 αξόνων για τα πιο απαιτητικά τους έργα, όπου ακόμη και οι μικρότερες αποκλίσεις δεν είναι αποδεκτές.
Ο άξονας περιστροφής βρίσκεται στον πυρήνα κάθε CNC φρέζας, αποτελώντας ουσιαστικά το κομβικό σημείο που συγκρατεί τα εργαλεία κοπής καθώς περιστρέφονται σε διάφορες ταχύτητες. Η ταχύτητα περιστροφής είναι καθοριστικής σημασίας όσον αφορά στην ταχύτητα εκτέλεσης των εργασιών και στην ποιότητα του τελικού προϊόντος. Τα εργαλεία κοπής είναι διαθέσιμα σε πληθώρα σχημάτων και υλικών σήμερα. Κάποιοι προτιμούν εργαλεία καρβιδίου για πιο σκληρά μέταλλα, ενώ άλλοι επιλέγουν ταχυπερβατικό χάλυβα για εργασία με πιο μαλακά υλικά. Η επιλογή του κατάλληλου εργαλείου είναι πολύ σημαντική ώστε τα εξαρτήματα να πληρούν τις προδιαγραφές και να έχουν επαγγελματική εμφάνιση. Στη συνέχεια, υπάρχει το τμήμα του συστήματος ελέγχου, τα προηγμένα PLC και ηλεκτρονικούς ελεγκτές κίνησης που καθοδηγούν τη λειτουργία της μηχανής με ακρίβεια. Διασφαλίζουν την ομαλή και συνεπή λειτουργία της, ώστε η φρέζα να ακολουθεί πιστά το αρχείο CAD. Χωρίς τη συνεργασία αυτών των συστημάτων, οι σύγχρονες CNC φρέζες δεν θα μπορούσαν να μετατρέπουν τα ψηφιακά σχέδια σε πραγματικά εξαρτήματα με τόση αξιοπιστία.
Στον αεροδιαστημικό τομέα, η κοπτική CNC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο όσον αφορά την κατασκευή ακριβών εξαρτημάτων κινητήρων και πολύπλοκων στοιχείων της αεροσκάφους που πρέπει να πληρούν στενές προδιαγραφές. Οι κατασκευαστές βασίζονται σε πολύ ανθεκτικά υλικά, όπως το τιτάνιο και διάφορα κράματα αλουμινίου, επειδή αυτά τα υλικά παρέχουν καλύτερες επιδόσεις μειώνοντας παράλληλα το συνολικό βάρος του αεροσκάφους, κάτι που καθιστά τα αεροπλάνα πιο αποδοτικά. Η στατιστική διαδικασία ελέγχου έχει γίνει συνηθισμένη πρακτική σε πολλά εργαστήρια CNC αυτήν την εποχή. Αυτή η προσέγγιση διατηρεί σταθερή την ποιότητα από εξάρτημα σε εξάρτημα, κάτι που είναι απολύτως απαραίτητο δεδομένων των αυστηρών κανονισμών ασφαλείας στον τομέα της αεροπορίας.
Η κοπή με CNC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη ιατρική λόγω της εξαιρετικής ακρίβειάς της κατά την κατασκευή εμφυτευμάτων που ταιριάζουν στη μοναδική σωματική δομή κάθε ασθενή. Όταν γίνεται σωστά, αυτά τα προσαρμοστικά εμφυτεύματα τοποθετούνται καλύτερα στο σώμα, με αποτέλεσμα λιγότερες επιπλοκές για τους ασθενείς που αναρρώνουν από χειρουργική επέμβαση. Η ίδια τεχνολογία παράγει επίσης χειρουργικά εργαλεία που διαρκούν περισσότερο και αισθάνονται καλύτερα στα χέρια των χειρουργών κατά τη διάρκεια των επεμβάσεων. Οι κατασκευαστές ιατρικών προϊόντων ακολουθούν τις οδηγίες ISO 13485 σε όλη τη διαδικασία παραγωγής, όχι απλώς για να συμμορφώνονται, αλλά γιατί η πρακτική έχει δείξει πως αυτά τα πρότυπα οδηγούν σε ασφαλέστερα και υψηλότερης ποιότητας συσκευές, στις οποίες τα νοσοκομεία έχουν εμπιστοσύνη όταν φροντίζουν τους ασθενείς τους.
Η κοπή με CNC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σήμερα, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για τη δημιουργία εκείνων των λεπτομερών κυκλωματικών πλακών με όλες τις μικροσκοπικές τους γραμμές και συνδέσεις. Χωρίς αυτό το είδος ακριβούς επεξεργασίας, πολλά ηλεκτρονικά εργαλεία απλά δεν θα λειτουργούσαν σωστά ή δεν θα λειτουργούσαν με την αποδοτικότητα που θα έπρεπε. Επίσης, τα ψυγεία χρειάζονται προσεκτική κατεργασία, αφού βοηθούν στην ψύξη των συσκευών μας, κάτι στο οποίο οι μηχανές CNC είναι πολύ καλές. Αυτές οι μηχανές μπορούν να επεξεργαστούν επίσης μάσκες συγκόλλησης και διάφορα αγώγιμα υλικά κατά τη διάρκεια της παραγωγής, κάτι που μειώνει τα απόβλητα και επιταχύνει ολόκληρη τη διαδικασία. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που παράγονται με αυτόν τον τρόπο τείνουν να έχουν καλύτερη απόδοση και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, απλά και μόνο επειδή κάθε εξάρτημα ταιριάζει ακριβώς όπως προβλέπεται από το σχεδιασμό.
Η υπερυψηλής ακρίβειας κοπή με CNC άλλαξε πραγματικά τον τρόπο κατασκευής προσαρμοσμένων έπιπλων σήμερα. Με αυτήν την τεχνολογία, οι σχεδιαστές μπορούν να δημιουργούν ποικιλία μοναδικών κομματιών ακριβώς όπως τα θέλουν οι πελάτες. Επίσης, τα μηχανήματα χειρίζονται αρκετά καλά διαφορετικά υλικά – ξύλο, μέταλλα, ακόμα και εκείνα τα δύσκολα σύνθετα υλικά – κάτι που ανοίγει πολλές νέες δυνατότητες σχεδίασης που κανείς δεν θα μπορούσε να φανταστεί πριν. Αυτό που την κάνει να λειτουργεί τόσο καλά είναι όταν οι εξειδικευμένοι τεχνίτες συνεργάζονται με αυτά τα υψηλής τεχνολογίας εργαλεία. Έτσι παίρνουν τα καλύτερα από τους δύο κόσμους – όμορφη εμφάνιση που συνδυάζεται με στιβαρή κατασκευή η οποία διαρκεί χρόνια χωρίς να καταρρέει. Κάποιοι άνθρωποι ακόμα ανησυχούν για την απώλεια των παραδοσιακών μεθόδων, αλλά η πλειοψηφία συμφωνεί πως η ποιότητα δεν έχει υποφέρει καθόλου.
Η κοπή με CNC ξεχωρίζει ως εξαιρετικός τρόπος παραγωγής εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα και ακριβείς μετρήσεις, κάτι στο οποίο βασίζονται σε μεγάλο βαθμό οι περισσότερες σύγχρονες βιομηχανίες. Όταν πρόκειται για την κατασκευή λεπτών εξαρτημάτων για απαιτητικές βιομηχανίες, όπως η κατασκευή αεροσκαφών ή η παραγωγή ηλεκτρονικών συσκευών, τίποτα δεν ξεπερνάει αυτό που μπορούν να προσφέρουν οι μηχανές CNC. Η επίτευξη εξαιρετικά μικρών ανοχών σημαίνει ότι τα εξαρτήματα λειτουργούν καλύτερα μαζί σε διάφορα συστήματα, με αποτέλεσμα ολόκληρες μονάδες να αποδίδουν πολύ καλύτερα από ό,τι θα απέδιδαν διαφορετικά. Σύμφωνα με βιομηχανικές αναφορές, οι μηχανές CNC παρουσιάζουν περίπου 30% λιγότερα λάθη σε σχέση με τις χειροκίνητες μεθόδους, κάτι που φυσικά οδηγεί σε προϊόντα υψηλότερης ποιότητας στη γραμμή παραγωγής. Για επιχειρήσεις όπου η ακρίβεια σε κάθε διάσταση έχει μεγάλη σημασία και όπου τα εξαρτήματα πρέπει να αντέχουν σε δύσκολες συνθήκες, η κοπή με CNC είναι μια λογική επιλογή που δεν μπορεί να αγνοηθεί σήμερα.
Όταν πρόκειται για κοπή με CNC, οι αυτοματοποιημένες διαδικασίες πραγματικά διευκολύνουν τον τρόπο με τον οποίο αφαιρείται το υλικό από τα τεμάχια. Οι κατασκευαστές διαπιστώνουν ότι μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον χρόνο κύκλου χωρίς να θυσιάσουν τα πρότυπα ποιότητας στα προϊόντα τους. Αυτές οι μηχανές διαθέτουν πλέον προηγμένες στρατηγικές προσαρμοστικής διαδρομής εργαλείων, κάτι που σημαίνει πως προσαρμόζουν τις παραμέτρους κοπής εν κινήσει, με βάση αυτό που συμβαίνει στην άκρη του εργαλείου. Αυτή η δυνατότητα έξυπνης προσαρμογής κάνει τη διαφορά όταν προσπαθείτε να διατηρήσετε ακρίβεια, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε παραγωγικές διαδικασίες μαζικής παραγωγής, όπου ακόμη και μικρά λάθη μπορούν να πολλαπλασιαστούν γρήγορα. Τα στατιστικά το επιβεβαιώνουν αυτό – τα περισσότερα εργοστάσια αναφέρουν αύξηση παραγωγικότητας περίπου 20 έως 25 τοις εκατό, αφού μεταβούν σε αυτά τα αυτοματοποιημένα συστήματα. Εκτός από την εξοικονόμηση χρημάτων στις επιχειρησιακές δαπάνες, η ταχύτερη παραγωγή σημαίνει πως τα εξαρτήματα θα είναι έτοιμα πιο γρήγορα, κάτι που βοηθά τις εταιρείες να προηγούνται των προθεσμιών παράδοσης και να αντιδρούν γρηγορότερα όταν οι ανάγκες των πελατών αλλάξουν ξαφνικά.
Αυτό που ξεχωρίζει πραγματικά την κοπή με CNC είναι ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί με όλα τα είδη υλικών. Αναφερόμαστε σε όλα όσα κυμαίνονται από σκληρά υλικά όπως ανοξείδωτος χάλυβας και τιτάνιο μέχρι πιο μαλακά πλαστικά και επίσης στα προηγμένα σύνθετα υλικά. Οι κατασκευαστές το αγαπούν αυτό, γιατί μπορούν να δημιουργούν εξαρτήματα ακριβώς προσαρμοσμένα στις ανάγκες διαφόρων κλάδων χωρίς να θυσιάζεται η ποιότητα ή η απόδοση. Μια ματιά στις πιο πρόσφατες τάσεις δείχνει γιατί τόσες εταιρείες στρέφονται στην κοπή με CNC αυτές τις μέρες. Το γεγονός ότι μπορεί να χειριστεί τόσα διαφορετικά είδη υλικών κάνει μεγάλη διαφορά σε πολλούς τομείς. Σκεφτείτε για παράδειγμα τον τομέα υγείας, όπου η ακρίβεια είναι πολύ σημαντική, ή την αυτοκινητοβιομηχανία, όπου η δύναμη συναντά τις απαιτήσεις σχεδίασης. Ακόμη και η καταναλωτική ηλεκτρονική επωφελείται από αυτήν την ευελιξία όταν κατασκευάζονται μικρότερα εξαρτήματα που χωρούν σε στενούς χώρους, αλλά χρειάζονται πάλι ανθεκτικότητα. Καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να προοδεύει, η δυνατότητα εργασίας με διαφορετικά υλικά διευρύνει συνεχώς τα όρια στην ανάπτυξη προϊόντων.
Η κατανόηση των απαιτήσεων ανοχής είναι πολύ σημαντική κατά τον σχεδιασμό εργασιών φραιζαρίσματος CNC, διότι αυτές οι προδιαγραφές καθορίζουν πραγματικά τις μεθόδους κατεργασίας που θα χρησιμοποιηθούν και τα υλικά που είναι κατάλληλα για τη δουλειά. Εάν οι ανοχές δεν διαχειρίζονται σωστά, τα εξαρτήματα μπορεί να μην ταιριάζουν σωστά ή να αποτύχουν υπό πίεση, με αποτέλεσμα διάφορα προβλήματα στη συνέχεια. Σε ό,τι αφορά την εξοικονόμηση χρημάτων, οι κατασκευαστές συχνά στρέφονται σε τεχνικές, όπως η παραγωγή πολλών κομματιών ταυτόχρονα ή η χρήση λογισμικού προσομοίωσης για τη δοκιμή διαφόρων σεναρίων πριν ξεκινήσει η πραγματική παραγωγή. Αυτές οι προσεγγίσεις βοηθούν στη μείωση του κόστους, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα του προϊόντος. Πολλοί επαγγελματίες του κλάδου προτείνουν επίσης την ενσωμάτωση ανάλυσης αξίας στις τακτικές διαδικασίες παραγωγής. Η προσεκτική εξέταση του πραγματικού κόστους κάθε βήματος σε σχέση με το τι παράγεται βοηθά τις εταιρείες να παραμένουν προνοητικές στο σημερινό γρήγορα μεταβαλλόμενο βιομηχανικό περιβάλλον, όπου η αποδοτικότητα μπορεί να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ επιτυχίας και δυσκολιών.
EN
