Tehnologia de prelucrare a început destul de elementar, cu toate operațiunile manuale pe vremea respectivă, dar aceste metode timpurii aveau probleme serioase în obținerea unor rezultate consistente. Majoritatea lucrărilor trebuiau făcute de oameni, ceea ce însemna că greșelile erau frecvente și eficiența era redusă. Tehnologia CNC a schimbat totul în mijlocul secolului al XX-lea, când inginerii au construit, în fine, primele mașini controlate de calculator în anii '50. Importantă a fost capacitatea acestei tehnologii de a transforma sarcini care necesitau anterior o atenție constantă manuală în procese automatizate. Rezultatul? O precizie mult îmbunătățită și fabricile producând piese mai rapid ca oricând. Conform unui studiu din 2020 publicat de Insight magazine, peste jumătate dintre lucrătorii chestionați considerau că activitățile lor ar putea câștiga aproximativ 240 de ore suplimentare de lucru anual datorită automatizării. Acest lucru demonstrează cât de semnificativ au contribuit sistemele CNC la creșterea productivității în atelierele de producție din întreaga lume.
Una dintre cele mai mari schimbări din istoria prelucrării a avut loc atunci când atelierele au trecut de la munca exclusiv manuală la sistemele cu comandă numerică computerizată (CNC). Orice persoană care lucrează în domeniul producției de peste un deceniu a văzut cum metodele manuale au dispărut practic peste noapte, odată ce tehnologia CNC a devenit disponibilă. Specialiștii subliniază în mod constant faptul că aceste mașini automate au transformat complet modul în care se realizează componentele pe suprafețele de producție. Conform diverselor sondaje din industrie efectuate în ultimii zece ani, majoritatea producătorilor se bazează acum în mare măsură pe echipamentele CNC, în loc de uneltele tradiționale acționate manual. Privind retrospectiv această transformare completă de la tehnici învechite la procese CNC pe deplin automatizate, devine clar cât de mult apreciază producătorii capacitatea de a finaliza lucrările mai rapid și cu o precizie tot mai mare, zi de zi.
Prelucrarea CNC cu cinci axe reprezintă un pas major comparativ cu sistemele standard cu trei axe. În loc de a se deplasa doar pe planurile X, Y și Z, cum fac mașinile mai vechi, aceste sisteme avansate pot manipula semifabricatele pe cinci axe simultan. Ce înseamnă aceasta practic? Producătorii beneficiază de mai multă libertate în crearea componentelor complexe, timpul total de configurare este redus, iar suprafețele sunt mai netede, fără urme vizibile ale sculei. Impactul a fost semnificativ în sectoare precum industria aeronautică și producția auto. Gândește-te la paletele turbinei sau la blocurile de motor – piese care necesită măsurători exacte, până la fracțiuni de milimetru. Metodele tradiționale ar necesita multiple configurări și scule specializate, însă cu mașinile cu cinci axe totul se realizează dintr-o singură operație, ceea ce duce la economii de bani și timp pe termen lung.
Trecerea la mașinile cu 5 axe a crescut semnificativ eficiența operațiunilor în multe ateliere. Să luăm, de exemplu, industria aerospațială, unde piesele complexe sunt normale. Atelierele din acest domeniu au observat diferențe semnificative de la introducerea acestor mașini. Unii producători afirmă că economisesc ore întregi pe lucrări care înainte dureau zile, iar produsele finite arată pur și simplu mai bine în ansamblu. Companiile aerospațiale nu sunt singure în această tendință. Alte industrii care lucrează cu geometrii complexe se alătură și ele. Din perspectiva generală a industriei, prelucrarea CNC cu 5 axe nu mai este doar o actualizare sofisticată. Aceasta devine un echipament esențial pentru orice atelier care dorește să rămână competitiv pe piața de astăzi.
Combinarea tehnologiilor de Inteligență Artificială (AI) și Internetul lucrurilor (IoT) schimbă modul în care funcționează mașinile CNC în atelierele de producție. Sistemele inteligente pot prevedea acum momentul în care mașinile ar putea să cedeze, înainte ca acestea să se defecteze cu adevărat, ceea ce ajută atelierele să evite oprirea costisitoare. Acest tip de întreținere predictivă menține echipamentele în funcțiune mai eficient pentru perioade mai lungi. Între timp, dispozitivele IoT colectează în timp real diverse date operaționale, oferind producătorilor o mai bună înțelegere a indicatorilor de eficacitate generală a echipamentelor (OEE). Atelierele care folosesc acești senzori conectați descoperă că își pot aloca resursele mai eficient, în timp ce urmăresc performanța pe durata zilei. Unele studii sugerează că integrarea AI și IoT ar putea crește productivitatea cu aproximativ 40% în anumite aplicații. Ceea ce observăm este cum atelierele tradiționale de fabricație devin treptat ceea ce mulți numesc fabrici inteligente, unde mașinile CNC nu doar funcționează autonom, ci comunică și cu alte sisteme pentru a optimiza programele de producție și a reduce deșeurile.
Precizia prelucrării CNC și viteza sa depind în mod semnificativ de evoluțiile actuale ale sistemelor de scule. Noile materiale care apar pentru scule, cum ar fi ceramica și carbura, permit mașinilor să funcționeze la viteze mult mai mari. Acest lucru reduce timpul necesar pentru fabricarea fiecărei piese, în timp ce calitatea generală a produselor este îmbunătățită. Ceea ce face aceste materiale mai moderne să iasă în evidență este capacitatea lor de a rezista mai bine la uzură, dar și la șocuri termice, astfel încât fabricile nu trebuie să oprească procesul și să schimbe sculele în mod frecvent în timpul producției. Atunci când companiile încep să utilizeze aceste sisteme avansate de scule, observă îmbunătățiri ale finisajului suprafețelor și timpi de producție mai scurți în ansamblu. Un exemplu sunt producătorii auto care au reușit să reducă cu săptămâni întregi durata programelor de producție, fără să afecteze standardele de precizie ale componentelor. Același lucru este valabil și în industria aerospațială, unde toleranțele sunt extrem de stricte, dar care pot fi respectate în mod constant datorită acestor soluții moderne de scule.
Tehnologia CNC a devenit un factor important în realizarea unei producții mai ecologice, datorită unei mai bune gestionări a resurselor și reducerii deșeurilor. Observăm o mulțime de îmbunătățiri recente, de la mașini care consumă mai puțină energie electrică până la ateliere care înlocuiesc materialele tradiționale cu altele care pot fi reciclate. Beneficiul real depășește reducerea impactului asupra mediului, aceste schimbări armonizându-se perfect cu obiectivele globale privind sustenabilitatea. Un studiu recent menționat undeva (nu-mi amintesc dacă a fost rețeaua Global Ecolabel Network sau un alt grup) a afirmat că unele dintre aceste configurații eficiente de CNC reduc cheltuielile cu energia din fabrici cu aproximativ 20 la sută. Majoritatea specialiștilor din domeniu sunt de acord că trecerea la soluții verzi nu mai este opțională pentru producătorii care își doresc să fie competitivi pe termen lung. Având în vedere că sustenabilitatea a devenit un subiect extrem de important în diverse industrii, putem aștepta tot mai multe metode inovatoare prin care tehnologia CNC va continua să promoveze soluții de fabricație prietenoase cu mediul.
Piața centrelor de prelucrare CNC a crescut rapid între 2023 și 2030, conform datelor recente. Research Markets a estimat valoarea pieței globale a mașinilor CNC la aproximativ 55,1 miliarde de dolari în 2022, iar aceasta se așteaptă să atingă aproximativ 85,2 miliarde de dolari până în 2030, cu o rată anuală de creștere de circa 5,6%. Ce anume determină această expansiune? Ei bine, producătorii din diferite domenii au nevoie de soluții de prelucrare tot mai precise. Sectorul auto, industria aerospațială și producătorii de componente electronice înregistrează în special schimbări majore. Această creștere este determinată în mare măsură de dezvoltările din ceea ce se numește Industria 4.0 și fabricile inteligente, unde tehnologia CNC devine esențială pentru menținerea standardelor de calitate și controlul costurilor de producție.
Creșterea pe care o observăm provine din mai multe zone geografice majore. Să luăm, de exemplu, Statele Unite, care în prezent se situează la aproximativ 10,4 miliarde de dolari în valoare de piață. Apoi este China, unde prognozele prevăd atingerea a aproximativ 20 de miliarde de dolari până în 2030, în creștere cu aproximativ 7,2% anual. Creșterea nu este limitată doar la aceste două. Întreaga zonă Asia-Pacific, inclusiv locuri precum India, Australia și Coreea de Sud, pare promițătoare și estimările sugerează că această regiune singură ar putea atinge aproximativ 15,3 miliarde de dolari în același interval de timp. Ce face posibilă toată această evoluție? Producătorii din aceste regiuni adoptă în mod dinamic tehnologia CNC în diverse procese de producție, stimulând ceea ce pare a fi o expansiune semnificativă a pieței.
Automatizarea CNC este în curs de schimbare a modului în care funcționează fabricile și tipul de muncitori de care au nevoie. În prezent, companiile doresc persoane care să se descurce cu mașinile controlate de computer și să poată gestiona toate tipurile de sarcini de programare. Ne referim la persoane care să poată rezolva probleme atunci când apar defecțiuni la mașinării complexe și la pachetele de software. Consultanța Exactitude a realizat recent o cercetare și a constatat că există o adevărată lipsă de muncitori calificați în acest domeniu. Aceasta înseamnă că producătorii trebuie să investească mai mult în programe de formare dacă doresc să stea în pas cu cerințele de producție, menținând în același timp standardele de calitate în diferitele unități de fabricație.
Producătorii din diverse sectoare colaborează cu colegii și școli tehnice pentru a crea programe de formare adaptate nevoilor actuale ale atelierelor CNC. Obiectivul? Pregătirea lucrătorilor pentru sarcini practice legate de operarea mașinilor, programarea acestor sisteme și menținerea funcționării lor fără probleme. Pe măsură ce echipamentele CNC moderne devin din ce în ce mai inteligente, în special prin conectarea la tehnologii de inteligență artificială și internetul lucrurilor, companiile au nevoie de angajați care să înțeleagă atât aspectele legate de hardware, cât și pe cele privind software-ul. Acestui nevoi în creștere înseamnă că probabil vom vedea o cooperare și mai strânsă între fabrici și centrele de învățare în anii următori, astfel încât să se poată acoperi decalajul care apare atunci când piețele tradiționale ale muncii încep să se reorienteze.
Obținerea unor rezultate precise în domeniul producției depinde cu adevărat de servicii de prelucrare a metalelor de calitate, tehnologia CNC fiind esențială în acest proces. Atunci când atelierele folosesc tehnici precum frezarea CNC sau optează pentru soluții mai sofisticate, cum ar fi prelucrarea pe 5 axe, se obțin niveluri remarcabile de precizie și flexibilitate. Aceste mașini pot prelucra aproape orice tip de metal existent, chiar și atunci când sarcina devine complexă. Interesant este modul în care noile materiale schimbă în mod constant ceea ce este posibil în atelierele de prelucrări mecanice de astăzi. Cu cât înțelegem mai bine diferitele aliaje și proprietățile lor, cu atât metodele noastre devin mai eficiente. Să luăm, de exemplu, producătorii auto și constructorii de aeronave. Aceștia se bazează în mare măsură pe prelucrări mecanice de înaltă calitate, deoarece fiecare componentă trebuie să se potrivească perfect. Atelierele raportează îmbunătățiri reale. Reducerea deșeurilor și timpul mai scurt de execuție înseamnă că firmele economisesc bani, livrând în același timp piese care respectă specificațiile stricte. Din acest motiv, numeroase companii continuă să investească în aceste capabilități avansate de prelucrare mecanică, în ciuda costurilor inițiale implicate.
Industria aviației se bazează în mare măsură pe materiale de calitate aerospace, deoarece acestea trebuie să reziste în condiții extreme pe care materialele obișnuite pur și simplu nu le pot suporta. Prelucrarea numeric comandată (CNC) joacă un rol important în fabricarea tuturor pieselor complexe necesare pentru avioane și nave spațiale. Aceste mașini taie metalele cu o precizie remarcabilă, respectând în același timp regulile și reglementările specifice industriei aeronautice. Atunci când vine vorba despre verificarea dacă materialele vor rezista în timp, atelierele CNC efectuează teste pentru aspecte precum rezistența metalului și capacitatea acestuia de a suporta stresul fără a se degrada. Întreaga industrie se bazează pe certificări precum standardele ISO și ANSI, ceea ce înseamnă, în esență, că producătorii au atins anumite niveluri de calitate. Pentru oricine lucrează în fabricarea aerospace, cunoașterea modului corect de a opera aceste mașini CNC a devenit aproape esențială, având în vedere că atât de multe componente critice depind de ele pentru dimensiunile exacte și integritatea structurală.
Tot mai mulți oameni încep să folosească mașini CNC pentru uz casnic în prezent, deoarece acestea ocupă mai puțin spațiu și sunt, de fapt, destul de ușor de utilizat, ceea ce are sens pentru persoanele care lucrează la proiecte mai mici acasă sau într-un atelier mic. Ceea ce este cu adevărat interesant este modul în care aceste mașini aduc fabricația de înaltă precizie în rândul amatorilor și al antreprenorilor locali, ceva care înainte era inaccesibil, exceptând fabricile mari cu resurse financiare substanțiale. Tehnologia a evoluat semnificativ și acum există interfețe prietenoase pentru utilizator, caracteristici de siguranță îmbunătățite, iar unele modele se pot conecta fără fir la smartphone-uri. Analiștii din industrie consideră că vom asista la o cerere tot mai mare pentru echipamente CNC destinate uzului casnic în următorii ani, deși nimeni nu poate spune exact cât de rapid se va răspândi în diferite piețe. Pentru cei care folosesc deja aceste unelte, s-au creat comunități peste tot, de la spații comune de atelier unde fiecare își aduce propriile proiecte, până la grupuri online unde oamenii își împărtășesc sfaturi și împreună rezolvă problemele apărute.
Producția hibridă combină metode tradiționale cu tehnici moderne de aditivare, iar această combinație schimbă modul în care sunt realizate produsele pe linii de fabricație. Ce face ca aceste sisteme să se remarce? Ele oferă fabricilor mai multă flexibilitate pentru a comuta între diferitele cerințe de producție, reducând în același timp cantitatea totală de material risipit. De exemplu, DMG Mori folosește de ani buni astfel de configurații hibride, reducând semnificativ timpul de inactivitate între sarcini și obținând rezultate mai bune la componentele complexe care anterior dureau foarte mult. Pe termen scurt, majoritatea analiștilor din industrie se așteaptă la o creștere semnificativă a atelierelor CNC care adoptă astfel de abordări hibride în următorii ani. Datele din practică arată că atelierele care au făcut tranziția raportează timpi de execuție mai scurți și un procentaj redus de rebuturi. Combinând metodele substrictive cu cele aditive, producătorii nu doar că țin pasul cu tendințele, ci stabilesc de fapt noi standarde pentru ceea ce este posibil în mediile moderne din atelierele actuale.
EN
