A megmunkáló technológia kezdetben meglehetősen alapvető volt, hiszen minden munkát kézzel végeztek. Ezek a korai módszerek azonban komoly problémákat jelentettek, amikor a következetes eredmények eléréséről volt szó. Az embereknek maguknak kellett végezniük a legtöbb munkát, ami azt jelentette, hogy gyakran történtek hibák, és az egész nem volt különösebben hatékony. A CNC-technológia forradalmasította a megmunkálást az 1950-es években, amikor a mérnökök végre megépítették az első számítógép-vezérlésű gépeket. Ennek a technológiának az volt a jelentősége, hogy átvette azokat a feladatokat, amelyek korábban állandó kézi beavatkozást igényeltek, és automatizálta azokat. Mi lett az eredmény? Jelentősen javult a pontosság, és a gyárak gyorsabban tudtak alkatrészeket gyártani, mint valaha. Egy 2020-ban megjelent, az Insight magazin által közzétett kutatás szerint a megkérdezettek több mint fele úgy gondolta, hogy automatizáció révén évente kb. 240 órával növelhető lenne a hasznos munkaidő. Ez jól mutatja, mennyivel hatékonyabbá vált a gyártóüzemek teljesítménye a CNC-rendszerek bevezetésének köszönhetően.
Az egyik legnagyobb változás a megmunkálási történelemben akkor következett be, amikor a műhelyek elmozdultak a kizárólag kézi munkavégzésről a számítógép-vezérlésű (CNC) rendszerek felé. Mindenki, aki már több mint egy évtizede benne van a gyártásban, láthatta, hogyan tűntek el alapvetően egy éjszaka alatt a kézi módszerek, amint a CNC-technológia elérhetővé vált. A szakértők egyöntetűen kiemelik, hogy ezek az automatizált gépek teljesen megváltoztatták az alkatrészek gyártásának módját a műhelyekben. Különféle ipari felmérések szerint az elmúlt tíz évben a gyártók többsége mára jelentősen támaszkodik a CNC-berendezésekre a hagyományos kézi eszközök helyett. Az átmenet visszatekintése a régi iskolai technikáktól egészen a teljesen automatizált CNC-folyamatokig szemléletesen mutatja, mennyire értékelik a gyártók, hogy nap mint nap gyorsabban és nagyobb pontossággal tudják végezni a munkát.
Az öt tengelyes CNC megmunkálás jelentős előrelépést jelent a szokványos háromtengelyes rendszerekhez képest. Ezek az új rendszerek nemcsak az X, Y és Z síkokban mozognak, mint a régebbi gépek, hanem öt tengely mentén egyszerre tudják kezelni az alkatrészeket. Miért fontos ez gyakorlatban? A gyártók nagyobb szabadságot kapnak összetett alkatrészek elkészítésénél, a beállítási idő csökken, és a felületek simábbak lesznek, látható szerszámnyomok nélkül. Az öt tengelyes gépeknek köszönhetően jelentős előnyök érhetők el például a repülőgépgyártásban és az autóiparban. Gondoljunk a turbinapengékre vagy motorblokkokra – olyan alkatrészekre, amelyeknél a pontosság tizedmilliméterekben számít. A hagyományos módszerek több beállítást és speciális szerszámokat igényelnek, míg az öttengelyes gépek mindent egy lépésben elvégeznek, ami hosszú távon idő- és költségmegtakarítást eredményez.
Az 5-tengelyes gépek használatának áttérése valóban jelentősen növelte a műveletek hatékonyságát számos üzemben. Nézzük például a repülőgépipart, ahol a bonyolult alkatrészek a szokásosak. Ezek az üzemek érezhető különbségeket tapasztaltak azóta, hogy megkapták ezeket a gépeket. Egyes gyártók szerint órákat takaríthatnak meg olyan feladatoknál, amelyek korábban napokat vettek igénybe, ráadásul a késztermékek minősége is jobbnak tűnik. Emellett nem csak a repülőgépiparban használják ezeket a gépeket. Más iparágak is egyre inkább áttérnek rájuk, különösen azok, amelyek bonyolult geometriájú alkatrészekkel dolgoznak. Ipari szempontból tehát az 5-tengelyes CNC megmunkálás már nem csupán egy kifinomult fejlesztés. Egyre inkább elengedhetetlenné válik minden olyan üzem számára, amely komolyan gondolja, hogy versenyképes maradjon a mai piacon.
Az intelligens gyártás új korszakát jelenti a CNC-gépek világában az MI (mesterséges intelligencia) és az IoT (az internet dolgok hálózata) technológiájának kombinációja. Az okos rendszerek már előre jelezhetik a gépek leállását, így a gyártóüzemek elkerülhetik a költséges leállásokat. Az ilyen típusú prediktív karbantartás hosszabb ideig biztosítja a zavartalan működést. Eközben az IoT-eszközök valós időben gyűjtenek mindenféle üzemeltetési adatot, így a gyártók számára részletesebb betekintést nyújtanak az OEE (Overall Equipment Effectiveness – a berendezések teljes hatékonysága) mutatókba. Az ezekhez a szenzorokhoz csatlakozott üzemek azt tapasztalják, hogy hatékonyabban tudják felhasználni az erőforrásokat, miközben folyamatosan nyomon követik a teljesítményt. Egyes tanulmányok szerint az MI és az IoT integrálása akár 40%-os termelékenység-növekedést is elérhet bizonyos alkalmazásokban. Ami ma már látható, az az, hogy a hagyományos gyártóüzemek fokozatosan olyan intelligens gyárakká alakulnak, ahol a CNC-gépek nemcsak önállóan működnek, hanem más rendszerekkel is kommunikálnak a termelési ütemek optimalizálásához és a hulladék csökkentéséhez.
A CNC-megmunkálás pontossága és sebessége nagyban múlik a szerszámrendszer jelenlegi állapotán. Az új szerszámok, például kerámia és keményfém anyagok, lehetővé teszik a gépek számára, hogy lényegesen magasabb sebességeken működjenek. Ez csökkenti az egyes alkatrészek gyártási idejét, miközben javítja a termékek általános minőségét. Ezeknek az új anyagoknak a kiemelkedő jellemzője az, hogy jobban ellenállnak a kopásnak és a hőterhelésnek, így a gyárakban nem kell olyan gyakran megállítani a termelést és cserélni a szerszámokat. Amikor a vállalatok ezeket a fejlett szerszámrendszereket alkalmazzák, javulást észlelhetnek a felületi minőségben és rövidebb gyártási időkben is. Vegyük például az autógyártókat, akik heteket tudtak levágni a termelési ütemtervükből anélkül, hogy feláldozták volna az alkatrészek pontosságának szabványait. Ugyanez a helyzet az űrlégi iparban is, ahol a tűrések rendkívül szűkek, mégis folyamatosan megfelelnek az előírásoknak, köszönhetően ezeknek a fejlett szerszámrendszer-megoldásoknak.
A CNC-technológia jelentős szereplővé vált a gyártás zöldeké tételében a hatékonyabb erőforráskezelés és a kevesebb hulladéktermelés révén. Az utóbbi időben számos fejlesztést tapasztalunk, például olyan gépek, amelyek kevesebb energiát fogyasztanak, valamint üzemek, amelyek hagyományos anyagokat cserélnek ki újrahasznosítható anyagokra. A valódi előny ezen változásokban azon túlmutat, hogy csökkentsék a környezeti hatásokat, hiszen ezek összhangban állnak a világ általános fenntarthatósági céljaival. Egy nemrég megjelent tanulmány (nem emlékszem pontosan, hogy a Global Ecolabel Network vagy egy másik szervezet készítette) említette, hogy egyes hatékony CNC-rendszerek akár 20 százalékkal is csökkenthetik a gyárak energiaszámláit. A szakemberek többsége egyetért abban, hogy a zöldítés a gyártók számára már nem választható opció, ha hosszú távon is versenyképesek szeretnének maradni. Mivel a fenntarthatóság iparágakon átívelően egyre forróbb téma, várható, hogy a CNC-technológia továbbra is egyre kreatívabb megoldásokkal járuljon hozzá az öko-barát gyártási folyamatok fejlesztéséhez.
A CNC-megmunkáló központok piaca 2023 és 2030 között gyors ütemben növekedett az utóbbi adatok szerint. A Research Markets 2022-ben a globális CNC-gépipar értékét körülbelül 55,1 milliárd USD-re becsülte, és úgy várják, hogy 2030-re eléri a 85,2 milliárd USD-t éves növekedési rátával, amely körülbelül 5,6%. Mi áll ennek a bővülésnek a hátterében? Hát, a különböző ágazatokban tevékenykedő gyártók egyre pontosabb megmunkálási megoldásokra szorulnak rá. Az autóipar, a repülőgépipar és az elektronikai alkatrészeket gyártó vállalatok különösen jelentős változásokon mennek keresztül. Ez a növekedés elsősorban az úgynevezett Ipar 4.0 és az intelligens gyárak fejlődésének köszönhető, ahol a CNC-technológia elengedhetetlenné válik a minőségi szabványok fenntartása és a termelési költségek ellenőrzése érdekében.
A növekedést, amit tapasztalunk, több nagyobb földrajzi térség hajtja. Nézzük például az Egyesült Államokat, amely jelenleg körülbelül 10,4 milliárd dolláros piaci értékkel rendelkezik. Kína esetében a becslések szerint 2030-ig eléri a körülbelül 20 milliárd dollárt, évente körülbelül 7,2% -os növekedéssel. A növekedés azonban nem korlátozódik csupán ezekre a két térségre. Az egész Ázsia–Csendes-óceáni régió, beleértve olyan helyeket, mint India, Ausztrália és Dél-Korea is ígéretesnek tűnik, és becslések szerint egyedül ez a régió elérheti körülbelül 15,3 milliárd dollárt ugyanezen időszak alatt. Mi teszi mindezt lehetővé? A gyártók egyre inkább alkalmazzák a CNC technológiát különböző gyártási folyamatokban ezen régiókban, ami elősegíti azt a látszólagos piaci bővülést.
A CNC-automatizálás megváltoztatja, hogy a gyárak hogyan működnek, és milyen típusú munkásokra van szükségük. Manapság a vállalatok olyan embereket keresnek, akik értenek a számítógéppel vezérelt gépekhez, és különféle programozási feladatokat is el tudnak látni. Olyan személyekre gondolunk, akik képesek a komplex gépek és szoftvercsomagok hibáinak elhárítására, amikor valami nem működik rendben. A Exactitude Consultancy nemrégiben elvégzett kutatás során azt találta, hogy valóban hiány van ezen területen képesített munkaerőből. Ez azt jelenti, hogy a gyártók nagyobb befektetéseket kénytelenek eszközölni a képzési programokba, ha lépést akarnak tartani a termelési igényekkel, miközben fenntartják a különböző gyártóüzemek közötti minőségi szabványokat.
A különféle ágazatokban működő gyártók együttműködnek főiskolákkal és szakiskolákkal olyan képzési programok létrehozásához, amelyek megfelelnek a mai CNC-műhelyek igényeinek. A cél? Felkészíteni a dolgozókat a valós feladatokra, mint a gépek kezelése, ezekhez a rendszerekhez tartozó programozás, valamint azok zavartalan működésének biztosítása. Mivel a modern CNC-berendezések napról napra okosabbá válnak, különösen az MI- (mesterséges intelligencia) és IoT- (internet of things) technológiákhoz való kapcsolódásuk során, a vállalatok olyan alkalmazottakat igényelnek, akik mind a hardverhez, mind a szoftverekhez értenek. Ez a növekvő igény valószínűsíti, hogy az elkövetkező években még több együttműködés alakuljon ki a gyárak és a képző intézmények között, segítve a hídépítést, amikor a hagyományos munkaerőpiac körül is változások kezdődnek.
A gyártásban való pontos eredmények eléréséhez valóban jó minőségű fém megmunkálási szolgáltatásokra van szükség, amelyek középpontjában a CNC technológia áll. Amikor a műhelyek olyan technikákat alkalmaznak, mint például a CNC marás, vagy valami bonyolultabb megoldást választanak, például 5 tengelyes megmunkálást, akkor elképesztő pontosságot és rugalmasságot érnek el. Ezek a gépek képesek megbirkózni szinte bármilyen fém megmunkálásával, még akkor is, amikor a feladat bonyolulttá válik. Érdekes módon az új anyagok folyamatosan megváltoztatják a mai műhelyekben elérhető lehetőségeket. Minél jobban megértjük a különböző ötvözeteket és azok tulajdonságait, annál okosabb módszerekhez jutunk. Vegyük például az autógyártókat és a repülőgép-gyártókat. Ők nagy mértékben támaszkodnak a minőségi megmunkálásra, mivel minden alkatrésznek pontosan passzolnia kell. A műhelyek azt is jelentik, hogy valós javulásokat érnek el. A hulladékanyag csökkentése és a rövidebb szállítási idők azt jelentik, hogy a vállalkozások pénzt takaríthatnak meg, miközben továbbra is olyan alkatrészeket szállítanak, amelyek megfelelnek a szigorú előírásoknak. Ezért is fektetnek annyi vállalat továbbra is ezekbe az új generációs megmunkáló képességekbe annak ellenére, hogy a kezdeti költségek jelentősek.
A repülőipar nagyban támaszkodik a repülőgépipari minőségű anyagokra, mert ezeknek az anyagoknak extrém körülmények között kell teljesíteniük, amelyeket a hagyományos anyagok egyszerűen nem bírnak ki. A számítógéppel vezérelt (CNC) megmunkálás óriási szerepet játszik az összes, a repülőgépekhez és űrhajókhoz szükséges összetett alkatrészek elkészítésében. Ezek a gépek fémeket vágnak ki rendkívül pontosan, miközben szigorú repülőgépipari szabályokat és előírásokat követnek. Amikor azzal kapcsolatban kell ellenőrizni, hogy az anyagok hosszú távon is elviselik-e a terhelést, a CNC gyártóüzemek különféle vizsgálatokat végeznek, például a fém szilárdságának és a törésállóságnak a tesztelésére. Az egész iparág a tanúsítványokra, mint például az ISO és ANSI szabványokra épül, amelyek gyakorlatilag azt jelentik, hogy a gyártók teljesítették a meghatározott minőségi követelményeket. Mindenki számára, aki a repülőgépipari gyártásban dolgozik, szinte elengedhetetlenné vált a CNC-gépek megfelelő kezelésének ismerete, mivel annyi kritikus alkatrész méretezése és szerkezeti integritása függ ezektől a gépektől.
Egyre több ember kezd bele otthoni CNC gépekbe, mivel ezek kevesebb helyet foglalnak el, és valójában meglepően egyszerűen kezelhetők, ami kisebb otthoni vagy apró műhelyekben végzett projekteknél teljesen logikus. Különösen érdekes, hogy ezek a gépek hogyan teszik lehetővé a hobbiárusok és helyi vállalkozók számára a nagy pontosságú gyártást, ami korábban csak mély zsebű nagy gyárak számára volt elérhető. A technológia is messze fejlődött, ma már felhasználóbarát felületek, javított biztonsági funkciók, sőt olyan modellek is elérhetők, amelyek vezeték nélkül csatlakoznak okostelefonokhoz. Szakértők szerint az elkövetkező években jelentősen megnő a kereslet otthoni CNC berendezések iránt, bár senki nem tudja pontosan megmondani, hogy milyen gyorsan terjed majd el különböző piacokon. Azok számára, akik már használják ezeket az eszközöket, közösségek alakultak ki mindenhol, közös műhelyterekből, ahol mindenki a saját projektjeivel dolgozik, egészen online chatcsoportokig, ahol a felhasználók tanácsokat cserélnek és közösen hárítják el a problémákat.
A hibrid gyártás a régi módszereket új, additív technikákkal kombinálja, és ez a keverék megváltoztatja a gyártósorokon folyó termelés módját. Miért emelkednek ki ezek a rendszerek? Azért, mert a gyáraknak nagyobb szabadságot biztosítanak a különböző termelési igények közötti váltásban, miközben csökkentik az anyagveszteséget. Vegyük például a DMG Morit, akik már évek óta hibrid beállításokat üzemeltetnek, csökkentve a feladatok közötti állásideőt, és jobb eredményeket elérve olyan bonyolult alkatrészeknél, amelyek korábban örökké tartottak. A jövőt illetően a legtöbb ipari elemző komoly növekedést vár a CNC-műhelyek hibrid megközelítéseinek alkalmazásában a következő években. A valós adatok azt mutatják, hogy azok a műhelyek, amelyek áttértek, gyorsabb átfutási időt és alacsonyabb selejtarányt jelentenek. A szubtraktív és additív módszerek ötvözésével a gyártók nemcsak követik a trendeket, hanem új szabványokat állítanak be a modern műhelyekben megvalósítható lehetőségekhez képest.
EN
