دستگاه تراش CNC چه موادی را می‌تواند پردازش کند؟

در تولید معاصر، توانایی دستگاه تراش CNC در کار با طیف گسترده‌ای از مواد، ارزش آن را به‌خوبی نشان می‌دهد. چه در تولید قطعات خودرو، موتورهای انرژی جدید یا اجزای پیچیده در صنایع مختلف فعالیت کنید، آگاهی از موادی که دستگاه تراش CNC قادر به پردازش آنها است، به برنامه‌ریزی تولید کمک کرده و از اشتباهات پرهزینه جلوگیری می‌کند. تنوع موادی که می‌توان با آنها کار کرد بسیار گسترده‌تر از آنچه بسیاری تصور می‌کنند است و شامل فلزات متداول، آلیاژهای خاص و همچنین مواد غیرفلزی می‌شود. برای درک بهتر مواد مناسب برای دستگاه‌های تراش CNC، بیایید برخی از رایج‌ترین مواد و نحوه کار با آنها برای دستیابی به بهترین نتایج را بررسی کنیم.

مواد فلزی رایجی که با دستگاه تراش CNC پردازش می‌شوند

بیشترین موارد استفاده از دستگاه‌های تراش CNC فلزات است، به دلیل استحکام و انعطاف‌پذیری آن‌ها. رایج‌ترین فلزاتی که پردازش می‌شوند، فولاد، آلومینیوم و مس هستند و هر کدام به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردشان برای کارهای خاصی مناسب هستند.

فولاد به دلیل دوام بالا شناخته شده است. در میان انواع مختلف فولاد مانند فولاد کربنی و فولاد آلیاژی، فولاد کربنی بیشترین میزان استفاده را دارد. این فولاد سفت و ارزان است و برای قطعات معمولی مانند دنده‌ها، شفت‌ها و حتی دروم ترمز وسایل نقلیه تجاری ایده‌آل است. دستگاه‌های تراش CNC روی فولاد کربنی بسیار خوب کار می‌کنند و فضاهای توخالی را با اشکال مورد نظر و با دقتی در حدود 0.01 میلی‌متر به دست می‌آورند. سایر انواع فولادهای آلیاژی که عناصری مانند کروم یا نیکل دارند، مقاومت بیشتری دارند. این فولادها برای قطعاتی مانند هیدرولیک‌ها که تحت فشار و سایش شدید قرار می‌گیرند، مناسب هستند. دستگاه‌های تراش CNC به صورت تصادفی فولاد آلیاژی را برش نمی‌دهند، بلکه نوع برش مناسب را بر اساس نوع فولاد انتخاب می‌کنند تا از آسیب دیدن آن جلوگیری شود.

دستگاه‌های تراش CNC بسیار خوب با آلومینیوم نیز کار می‌کنند، به‌ویژه برای کاربردهای بخش انرژی جدید. خواص سبک‌وزن آلومینیوم آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای پوسته‌های موتور و سایر قطعات وسایل نقلیه انرژی جدید تبدیل می‌کند. از آنجا که این ماده در دستیابی به بازده انرژی ضروری است و به افزایش برد وسایل نقلیه کمک می‌کند. همچنین آلومینیوم معمولاً نسبت به بیشتر آلیاژهای غیرآهنی نرم‌تر است که این امر امکان استفاده از سرعت‌های بالاتر شفت را فراهم می‌کند و در نتیجه زمان چرخه کوتاه‌تر می‌شود. به عنوان مثال، دستگاه تراش CNC که برای ساخت پوسته موتورهای آلومینیومی استفاده می‌شود، می‌تواند همزمان هم پوسته بیرونی را شکل دهد و هم سوراخ‌های مورد نیاز را ایجاد کند و نیاز به عملیات ثانویه را حذف کند. به همین دلایل است که تولیدکنندگان دستگاه‌های تراش CNC را برای تولید قطعات آلومینیومی نگه می‌دارند.

همان‌طور که در ماشین‌کاری CNC، دستگاه‌های تراش CNC نیز به خوبی با مس و آلیاژهای مس (برنج و برنز) کار می‌کنند. این ویژگی به‌ویژه برای سازه‌های الکتریکی و حرارتی، اتصالات و مبدل‌های حرارتی ساخته‌شده از مس بسیار مفید است. قطعات تزئینی و انواع خاصی از شیرآلات را می‌توان از جنس برنج که آلیاژی از مس و روی است ساخت. صافی سطح خوب آن یک مزیت اضافی محسوب می‌شود. اینکه این قطعات شکل‌پذیر هستند نیز یک مزیت دیگر است، زیرا می‌توانند فرآیند برش را بدون ترک خوردن تحمل کنند. علاوه بر این، دقت دستگاه تراش CNC از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا قطعات مسی باید با قطعات دیگر در سیستم الکتریکی با تلرانس بسیار دقیق هماهنگ شوند.

مواد غیرفلزی که می‌توان با دستگاه‌های تراش CNC پردازش کرد

علاوه بر فلزات، دستگاه‌های تراش CNC قادر به پردازش انواع مواد غیرفلزی نیز هستند. این قابلیت برای صنایعی که بر قطعات غیرفلزی سبک‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی تمرکز دارند، ارزشمند است. مواد اصلی غیرفلزی شامل پلاستیک، چوب و گرافیت می‌شوند.

از میان بسیاری از مواد غیرفلزی مفید، پلاستیک‌ها به دلیل سبکی، قیمت پایین و در دسترس بودن در انواع مختلف، به طور گسترده استفاده می‌شوند. برخی از پلاستیک‌هایی که می‌توان با دستگاه تراش CNC پردازش کرد عبارتند از ABS، PP و نایلون. ABS به دلیل مقاومت و استحکام بالا برای قطعاتی مانند چرخ دنده‌های پلاستیکی و بدنه دستگاه‌های کوچک استفاده می‌شود. PP برای لوله‌ها و ظرف‌های انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر مواد شیمیایی به کار می‌رود. دستگاه‌های تراش CNC هنگام کار با پلاستیک‌ها باید نسبت به سرعت دقت بیشتری داشته باشند. زیرا گرمای ایجاد شده از برش سریع ممکن است باعث ذوب یا تغییر شکل پلاستیک شود. با این حال، با تنظیمات مناسب، دستگاه‌های تراش CNC قادر به تولید قطعات پلاستیکی دقیق و صافی هستند که مشخصات طراحی مورد نظر را برآورده می‌کنند. به عنوان مثال، دستگاه‌های تراش CNC در ساخت اتصالات پلاستیکی برای تجهیزات انرژی جدید استفاده می‌شوند تا آب‌بندی مناسبی ایجاد شود.

ممکن است فکر کنید چوب ماده‌ای عجیب برای یک دستگاه تراش CNC است، اما این ماده برای ساخت قطعات سفارشی یا تزئینی ایده‌آل است. بلوط و افرا از بهترین انواع چوب‌های سخت هستند، زیرا پایدار و صاف هستند. دستگاه‌های تراش CNC می‌توانند قطعات چوبی مانند دسته ابزارهای سفارشی، نرده‌های دستی، یا حتی پایه‌های چوبی میز را تولید کنند. دستگاه‌های تراش CNC بسیار دقیق هستند، بنابراین تمام قطعات یکدست خواهند بود که این امر برای تولید انبوه حیاتی است. به جای تراش چوب به روش سنتی، یک دستگاه تراش CNC می‌تواند قطعات چوبی یکسان را سریع‌تر تولید کند، زیرا نمی‌خوابد.

گرافیت به‌خوبی روی دستگاه‌های تراش CNC قابل پردازش است، به‌ویژه در صنعت فتوولتائیک (انرژی خورشیدی). از گرافیت درجه فتوولتائیک برای ساخت لوله‌های راهنما استفاده می‌شود که دیواره داخلی آن‌ها باید صاف باشد تا ذوب سیلیکون کنترل شده و میدان حرارتی حفظ شود. این لوله‌ها قطری بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر و طولی بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ میلی‌متر دارند—ابعادی که دستگاه‌های تراش CNC به‌راحتی می‌توانند پردازش کنند. این دستگاه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برش‌های آهسته و پایدار انجام دهند تا از شکستن گرافیت شکننده جلوگیری شود و در نهایت لوله‌ای با صافی دقیق مورد نیاز تجهیزات خورشیدی تولید شود. بنابراین، اکثر تولیدکنندگان در بخش فتوولتائیک از دستگاه‌های تراش CNC برای قطعات گرافیتی استفاده می‌کنند.

مواد خاصی که با دستگاه‌های تراش CNC در تولید پیشرفته قابل ماشین‌کاری هستند

در تولید با کیفیت بالا و صنایع هوافضا که استاندارد صنعتی هنوز متعارف در نظر گرفته می‌شود، مواد مورد نیاز تخصصی‌تر هستند. این امر به این دلیل است که این صنایع باید از مواد درجه‌ای استفاده کنند که بتوانند شرایط دشوار را تحمل کنند. هرچند تنظیم دقیق‌تری مورد نیاز است، اما دستگاه‌های پیشرفته تراش CNC برای این مواد بسیار سخت و مقاوم کاملاً مناسب هستند.

آلیاژهای تیتانیوم بسیار قوی، سبک و مقاوم در برابر خوردگی هستند. این ویژگی‌ها آن‌ها را برای قطعات هوافضا مانند سرهم‌بندی‌های هواپیما و اجزای موتور ایده‌آل می‌کند. تنها مشکل تیتانیوم این است که بسیار سخت است و برش آن دشوار می‌باشد. برای قطعات هوافضای تیتانیومی، ماشین‌های تراش CNC باید از ابزارهای برش کاربیدی خاصی بهره ببرند و با سرعت‌های پایین‌تری کار کنند تا نه ابزار و نه تیتانیوم دچار اضافه گرمایی شوند. حتی با این تنظیمات، تراش CNC قادر است قطعاتی با دقت بالا و مطابق با الزامات سفت و سخت صنعت هوافضا تولید کند. نمونه‌ای از این امر، تولید پیچ‌های تیتانیومی هواپیما است. دستگاه تراش CNC تلرانس ۰٫۰۰۵ میلی‌متری را که برای این پیچ‌ها مورد نیاز است، به دست می‌آورد.

علاوه بر موارد ذکر شده، از دستگاه‌های تراش CNC نیز برای پردازش سفارشی آلیاژهای مقاوم به دمای بالا مانند اینکونل، هستلوی و یا سایر آلیاژهای خاص که دارای خواص استحکام بسیار عالی در دماهای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد هستند، استفاده می‌شود. این آلیاژها در تولید قطعات موتورهای جت یا نیروگاه‌ها به کار گرفته می‌شوند. مشکل اصلی در پردازش این آلیاژها این است که بسیار سخت هستند، در حین برش گرمای زیادی تولید می‌کنند و ابزارهای برش را به سرعت کند می‌کنند. دستگاه تراش CNC مجهز به مبدلهای حرارتی بوده و از ابزارهایی از مواد فوق‌العاده سخت مانند نیترید بورون مکعبی (CBN) استفاده می‌کند. برخی از اپراتورهای دستگاه تراش CNC، سیستم‌های مهندسی‌شده سفارشی برای ماشین‌کاری این آلیاژها ارائه می‌دهند. این نوع مهندسی سفارشی به تمامی اجزای سیستم توجه می‌کند تا ماشین‌کاری صاف و روان این آلیاژها ممکن شود. این نوع مهندسی سفارشی به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا آلیاژهای مقاوم به دمای بالا را ماشین‌کاری کنند و در عین حال از کیفیت ماشین‌کاری کاسته نشود.

راهنمایی‌ها برای انتخاب مواد برای عملیات دستگاه تراش CNC

درک موادی که می‌توانند روی دستگاه تراش CNC پردازش شوند، نیمی از جنگ است. همچنین باید پارامترهای مناسب را تنظیم کنید و ابزار برش مناسب برای ماده انتخابی را تهیه نمایید. برخی اقدامات عملی ممکن است به نتایج مطلوب منجر شوند.

ابزار برش انتخابی شما باید با ماده‌ای که در حال برش آن هستید، سازگار باشد. برای ابزارهای برش کاربید (که مقاوم هستند و برای برش اکثر فلزات از جمله فولاد و آلومینیوم و سایر آلیاژها مناسب‌اند)، عملکرد خوبی در برش فلزات دارند. برای برش مواد غیرفلزی (مانند پلاستیک و چوب)، از ابزارهای برش فولاد سریع‌السیم (HSS) استفاده کنید که تیزتر هستند و به احتمال کمتری به ماده برش داده شده آسیب می‌زنند. برای آلیاژهای سخت (مانند تیتانیوم)، ابزارهای CBN یا روکش‌دار الماس را انتخاب کنید که قادر به برش بوده و در برابر سایش مقاوم هستند. انتخاب ابزار نادرست، باعث آسیب به قطعه کار و تخریب تدریجی دستگاه تراش CNC می‌شود.

در نهایت، باید تنظیمات سرعت و پیشروی دستگاه کنترل عددی کامپیوتری (CNC) نیز متناسب با جنس ماده‌ای که برش داده می‌شود، تنظیم گردد. نرخ پیشروی در ماشین تراش CNC به سرعت و نیرویی اشاره دارد که ابزار در هنگام برش به ماده وارد می‌کند و سرعت به میزان چرخش ماده نیز اشاره دارد. سرعت‌های پایین‌تر برش فقط بر روی فلزات نرم مانند آلومینیوم مؤثر است در حالی که سرعت‌های بالاتر کارایی بیشتری (سطح صاف‌تر) و تولید بیشتری (برش سریع‌تر) دارند، در حالی که سرعت‌های بالا بر روی فلزات سخت‌تر مانند تیتانیوم کاربرد دارند. برای کار با آلومینیوم، سرعت ماشین تراش CNC برابر با 2000 دور در دقیقه (RPM) و برای کار با تیتانیوم، این مقدار 500 دور در دقیقه است.

مرحله بعدی، آماده‌سازی مواد قبل از استفاده است. برای فلزاتی مانند فولاد و مس، این مرحله شامل تمیز کردن گرد و غبار، زنگ و سایر ناخالصی‌ها می‌شود. وجود ناخالصی‌ها می‌تواند به ابزار ماشین تراش CNC آسیب بزند و منجر به نامنظمی در برش شود. برای مواد غیرفلزی مانند گرافیت، عملکرد دستگاه زمانی بهتر است که ماده از پیش به اندازه مورد نظر برسد. این امر زمان برش را به حداقل می‌رساند و بازدهی را افزایش می‌دهد. ممکن است برای برخی مواد خاص مانند فولاد آلیاژی، عملیات حرارتی لازم باشد تا برش آسان‌تر شود. این مراحل به تضمین عملکرد کارآمد دستگاه تراش CNC و تولید قطعات با کیفیت کمک می‌کنند.