فرز CNC از طریق یک برنامه دیجیتال کار می‌کند که به ماشین دقیقاً می‌گوید چگونه حرکت کند و این امر به حفظ دقت زیاد در طول فرآیند ماشین‌کاری کمک می‌کند. بیایید از ابتدا شروع کنیم، با چیزی به نام طراحی به کمک کامپیوتر یا به اختصار CAD. در این مرحله است که مهندسان تمام جزئیات مربوط به ظاهر قطعه نهایی را ترسیم می‌کنند. وقتی این کار تمام شد، مرحله دیگری وجود دارد که با نام ساخت به کمک کامپیوتر یا CAM شناخته می‌شود. وظیفه CAM این است که طرح‌های CAD را بگیرد و به کد خاصی تبدیل کند که دستگاه فرز CNC بتواند درک کند و دنبال کند. ترکیب CAD و CAM باعث می‌شود روند تبدیل یک ایده روی صفحه نمایش به یک شیء واقعی روی میز کار بسیار آسان‌تر شود. و این هم یک مزیت دیگر این ماشین‌ها: اکثر سیستم‌های CNC مدرن دارای ابزارهای نظارتی هستند که به افراد اجازه می‌دهند فرآیند کار را به صورت زنده دنبال کنند. اگر چیزی کاملاً درست نبود، اپراتورها می‌توانند در حالی که ماشین هنوز در حال کار است وارد شوند و تنظیمات را اصلاح کنند. این موضوع هزینه را پایین می‌آورد، چون باعث کاهش هدررفت مواد می‌شود و در پروژه‌هایی که دقت بسیار بالایی مورد نیاز است، بسیار ارزشمند است.
دستگاه‌های فرز CNC با سطوح مختلفی از حرکت محوری عرضه می‌شوند، از سیستم‌های ساده با ۳ محور تا پیکربندی‌های پیشرفته ۵ محوری. در فرزکاری ۳ محوره، ابزارها در راستای X، Y و Z حرکت می‌کنند که برای کارهای اولیه با اشکال ساده مناسب است. هنگامی که به سیستم‌های ۴ محوری می‌رویم، موضوع جالب‌تر می‌شود، چون اکنون حرکت چرخشی نیز به آن اضافه شده است. این امر به مهندسان اجازه می‌دهد از اطراف قطعه کار کنند بدون اینکه مداوم قطعه را دوباره موقعیت‌دهی کنند و این موضوع در حین تولید انبوه، زمان را صرفه‌جویی می‌کند. با این حال برای قطعات واقعاً پیچیده، هیچ چیز نمی‌تواند جای فرزکاری ۵ محوره را بگیرد. این دستگاه‌ها می‌توانند کارهای بسیار دقیق و جزئی را انجام دهند که در آنها تلورانس‌ها اهمیت زیادی دارند، به خصوص در مورد سطوح منحنی یا ویژگی‌های داخلی دشوار. به همین دلیل شرکت‌های زیادی در صنایع هوافضا و تولیدکنندگان دستگاه‌های پزشکی از فناوری ۵ محوره به‌طور گسترده‌ای برای پروژه‌های دشوار خود استفاده می‌کنند که حتی کوچکترین انحراف‌ها نیز قابل قبول نیستند.
مغزه مرکزی هر دستگاه فرز سی‌ان‌سی (CNC)، اساساً همان قطعه‌ای است که ابزارهای برشی را در حالی که با سرعت‌های مختلف می‌چرخند، نگه می‌دارد. این سرعت چرخشی تفاوت ایجاد می‌کند که چقدر کار سریع انجام شود و محصول نهایی چقدر خوب به نظر برسد. ابزارهای برشی امروزه در انواع زیادی از شکل‌ها و مواد تولید می‌شوند. برخی افراد برای کار با فلزات سخت از نوک‌های کاربیدی استفاده می‌کنند، در حالی که برخی دیگر برای کار با مواد نرم‌تر از فولاد سریع‌البرش استفاده می‌کنند. انتخاب ابزار مناسب برای کار بسیار مهم است تا قطعات ما مطابق مشخصات ساخته شوند و ظاهر خوبی داشته باشند. از سوی دیگر، سیستم کنترل دستگاه نیز اهمیت دارد، آن قطعات پیشرفته مانند PLCها و کنترل‌کننده‌های حرکتی که به همه چیز دستور می‌دهند. این سیستم‌ها باعث می‌شوند همه چیز به‌خوبی و با ثبات کار کند تا دستگاه به‌درستی دستورات فایل CAD را دنبال کند. بدون اینکه تمام این سیستم‌ها با هم کار کنند، دستگاه‌های فرز سی‌ان‌سی مدرن نمی‌توانستند طرح‌های کامپیوتری را به‌طور مطمئن به قطعات واقعی تبدیل کنند.
در بخش هوافضا، فرزکاری سی‌ان‌سی (CNC) نقشی کلیدی در تولید قطعات دقیق موتور و اجزای پیچیده شاسی هواپیما ایفا می‌کند که باید در محدوده‌های بسیار تنگ تلورانس قرار گیرند. تولیدکنندگان به شدت به مواد مقاومی مانند تیتانیوم و آلیاژهای مختلف آلومینیوم متکی هستند، زیرا این مواد خصوصیات عملکردی بهتری فراهم می‌کنند و در عین حال وزن کلی هواپیما را کاهش می‌دهند که باعث بهره‌وری بیشتر در کار هواپیماها می‌شود. کنترل آماری فرآیند (SPC) امروزه به یک روش استاندارد در بسیاری از کارگاه‌های سی‌ان‌سی تبدیل شده است. این روش باعث حفظ ثبات کیفیت از قطعه‌ای به قطعه دیگر می‌شود، چیزی که با توجه به مقررات بسیار سفت و سخت ایمنی در حوزه هوانوردی، ضروری محسوب می‌شود.
فرز CNC به دلیل دقت بی‌نظیرش در تولید ایمپلنت‌هایی که با ساختار بدن هر بیمار منطبق است، نقش مهمی در پزشکی مدرن ایفا می‌کند. وقتی این ایمپلنت‌های سفارشی به درستی ساخته شوند، در بدن بهتر قرار می‌گیرند و این امر به معنای عوارض کمتر در طول روند بهبودی بیماران پس از جراحی است. همین فناوری همچنین ابزارهای جراحی را تولید می‌کند که دوام بیشتری دارند و در دست جراحان در حین عمل احساس بهتری ایجاد می‌کنند. تولیدکنندگان پزشکی در سراسر فرآیند تولید به دستورالعمل‌های ISO 13485 پایبندند، نه تنها به منظور تکمیل کردن فرم‌ها، بلکه به این دلیل که تجربه عملی نشان می‌دهد این استانداردها واقعاً منجر به دستگاه‌هایی با کیفیت بالاتر و ایمن‌تر می‌شوند که بیمارستان‌ها به آنها اعتماد دارند و درمان بیماران را تسهیل می‌کنند.
فرزکاری سی‌ان‌سی (CNC) امروزه نقش مهمی در ساخت الکترونیک ایفا می‌کند، به‌ویژه در ساخت برد مدارهای پیچیده با مسیرهای باریک و اتصالات دقیق آنها. بدون این هماهنگی و دقت، بسیاری از وسایل الکترونیکی به‌درستی کار نمی‌کردند یا به‌اندازه لازم کارآمد نبودند. هدایای گرمایی (Heat sinks) نیز ماشین‌کاری دقیقی می‌طلبد، چرا که به حفظ خنکی درون دستگاه‌هایمان کمک می‌کنند و این یکی از کارهایی است که ماشین‌های سی‌ان‌سی بسیار خوب انجام می‌دهند. این ماشین‌ها می‌توانند در حین تولید با ماسک‌های لحیم و مواد رسانای مختلف کار کنند که این امر باعث کاهش ضایعات و تسریع در کل فرآیند می‌شود. قطعات الکترونیکی که در این خطوط تولید می‌شوند به دلیل اینکه تمام قطعات دقیقاً با هم هماهنگ هستند، عملکرد بهتری دارند و دوام بیشتری دارند.
ماشین‌کاری CNC واقعاً نحوه ساخت مبلمان سفارشی در این روزها را تغییر داده است. با استفاده از این فناوری، طراحان می‌توانند انواع قطعات خاص را دقیقاً به‌صورتی که مشتریان می‌خواهند بسازند. ماشین‌ها همچنین با مواد مختلفی از جمله چوب، فلزات و حتی مواد کامپوزیتی سخت‌گیرانه‌ی دیگر خوب کار می‌کنند و این امکان را فراهم می‌کنند که گزینه‌های طراحی جدیدی که قبلاً کسی حتی فکرش را هم نمی‌کرد، به وجود بیاید. عامل اصلی موفقیت این است که هنرمندان ماهر با این ابزارهای پیشرفته کار کنند. بدین‌ترتیب بهترین ترکیبی از ظاهر زیبا و ساختار محکمی که سال‌ها دوام می‌آورد و از هم نمی‌افتد، حاصل می‌شود. برخی افراد هنوز نگران از دست دادن روش‌های سنتی هستند، اما بیشتر افراد با این باور هستند که کیفیت به‌هیچ‌وجه دچار آسیب نشده است.
فرزکاری سی‌ان‌سی به عنوان روشی شگفت‌انگیز برای تولید قطعات با اشکال پیچیده و اندازه‌گیری‌های بسیار دقیقی که بیشتر کارخانه‌های مدرن به شدت به آن متکی هستند، برجسته می‌شود. وقتی صحبت از ساخت قطعات دقیق برای صنایع سخت‌گذر مانند ساخت هواپیما یا دستگاه‌های الکترونیکی می‌شود، هیچ چیز نمی‌تواند کاری را که ماشین‌های سی‌ان‌سی انجام می‌دهند، برابری کند. دستیابی به این تلورانس‌های بسیار کم، باعث می‌شود قطعات در کنار هم بهتر کار کنند و در نتیجه مجموعه‌های کامل عملکرد بهتری داشته باشند. گزارش‌های کارخانه‌ها نشان می‌دهد که استفاده از ماشین‌های سی‌ان‌سی منجر به حدود ۳۰ درصد کاهش اشتباهات نسبت به روش‌های دستی می‌شود، که به طور طبیعی باعث تولید محصولات با کیفیت بالاتری می‌گردد. برای کسب‌وکارهایی که دقت در هر اندازه بسیار مهم است و قطعات باید در شرایط سخت دوام بیاورند، استفاده از فرزکاری سی‌ان‌سی امروزه منطق بسیار زیادی دارد.
در مورد فرزکاری CNC، جریان‌های کاری خودکار واقعاً نحوه برداشتن مواد از قطعات کار را بهینه می‌کنند. تولیدکنندگان دریافته‌اند که می‌توانند به میزان قابل توجهی زمان چرخه را کاهش دهند، بدون اینکه استانداردهای کیفی محصولاتشان کم شود. این ماشین‌ها اکنون با استراتژی‌های مسیر ابزار تطبیقی (adaptive tool path) تجهیز شده‌اند که به این معنی است که آنها به صورت خودکار پارامترهای برش را بر اساس آنچه در نوک ابزار اتفاق می‌افتد، تنظیم می‌کنند. این نوع تنظیم هوشمندانه تفاوت بزرگی در دقت ایجاد می‌کند، خصوصاً در موارد مهمی مانند تولید انبوه که حتی خطاها کوچک نیز به سرعت تکثیر می‌شوند. این موضوع از نظر عددی هم تأیید می‌شود – بیشتر کارگاه‌ها پس از انتقال به این سیستم‌های خودکار، افزایش ۲۰ تا ۲۵ درصدی در بهره‌وری گزارش می‌دهند. فراتر از صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیاتی، تولید سریع‌تر به معنای تحویل قطعات سریع‌تر از خط تولید است، چیزی که به شرکت‌ها کمک می‌کند تا پیش از مهلت‌های تعیین شده برنامه‌ریزی کنند و هنگامی که نیازهای مشتری به صورت غیرمنتظره تغییر کنند، سریع‌تر پاسخ دهند.
آنچه فرزکاری CNC را متمایز می‌کند، نحوه کار با انواع مواد است. منظور تمام چیزها از مواد سخت مثل فولاد ضد‌زنگ و تیتانیوم تا پلاستیک‌های نرم‌تر و همچنین مواد کامپوزیتی خاص است. تولیدکنندگان از این قابلیت خوششان می‌آید، چون می‌توانند قطعاتی بسازند که دقیقاً با نیازهای صنایع مختلف هماهنگ هستند و در عین حال از کیفیت و عملکرد بالایی برخوردارند. بررسی روندهای اخیر نشان می‌دهد چرا شرکت‌های زیادی امروزه به فرزکاری CNC روی آورده‌اند. این واقعیت که این روش با انواع مواد سازگار است، تأثیر بزرگی در حوزه‌های مختلف دارد. به عنوان مثال در حوزه مراقبت‌های بهداشتی که دقت بسیار مهم است، یا در تولید خودرو که استحکام با الزامات طراحی ترکیب می‌شود. حتی الکترونیک مصرفی هم از این انعطادپذیری بهره می‌برد وقتی قطعات کوچکی ساخته می‌شوند که در فضاهای تنگ جا می‌گیرند اما همچنان باید دوام لازم را داشته باشند. با پیشرفت فناوری، توانایی کار با مواد متنوع همچنان مرزهای توسعه محصولات را گسترش می‌دهد.
در برنامه‌ریزی برای کارهای فرزکاری CNC، توجه به الزامات تحمل بسیار مهم است، زیرا این مشخصات به‌طور واقعی روش‌های ماشین‌کاری مورد استفاده و همچنین مواد مناسب برای کار را تعیین می‌کنند. اگر تحمل‌ها به‌خوبی مدیریت نشوند، ممکن است قطعات به‌درستی در کنار هم جفت نشوند یا تحت فشار دچار شکست شوند و این امر مشکلات متعددی را در پی خواهد داشت. از نظر صرفه‌جویی در هزینه‌ها، تولیدکنندگان اغلب به روش‌هایی مانند تولید چندین قطعه به‌صورت همزمان یا استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی برای آزمایش سناریوهای مختلف قبل از شروع تولید واقعی روی می‌آورند. این روش‌ها به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کنند در حالی‌که کیفیت محصول حفظ می‌شود. بسیاری از متخصصان صنعت، پیشنهاد می‌دهند که تحلیل ارزش را نیز به‌صورت منظم در فرآیندهای تولید گنجانده شود. بررسی دقیق اینکه هر مرحله چقدر هزینه دارد و چه میزان محصول تولید می‌کند به شرکت‌ها کمک می‌کند تا در محیط کارخانه‌های پویای امروزی، که کارایی می‌تواند تفاوت بین موفقیت و شکست باشد، پیش از رقبا قدم بردارند.
EN
