Prelucrarea CNC, cunoscută și sub denumirea de Computer Numerical Control, se remarcă drept unul dintre cele mai importante procese din lumea fabricației actuale, deoarece oferă rezultate foarte precise împreună cu producția automatizată. În esență, aceste mașini funcționează pe baza unor programe scrise într-un cod special care le spune exact ce au de făcut, ceea ce face posibilă realizarea unor piese complexe, în mod repetat, cu o calitate constantă. Există diferite tipuri de echipamente CNC în atelierele din întreaga lume, inclusiv mașini de frezat, strunguri și router-e, toate fiind concepute pentru anumite sarcini. Mașinile de frezat sunt de obicei utilizate pentru forme și contururi complicate, în timp ce strungurile se descurcă excelent la prelucrarea obiectelor rotunde, deoarece rotesc materialul contra uneltelor de tăiere. În spatele tuturor acestor mașini se află ceva numit cod G (G-code), care acționează ca o instrucțiune ce îi spune fiecărei părți unde să se miște. Deși nu toată lumea trebuie să devină expert în programare, înțelegerea conceptelor de bază ale codului G ajută operatorii să obțină rezultate mai bune din configurațiile lor CNC în mediile reale de atelier.
În atelierele de prelucrare CNC ale tuturor locurilor, viteza de tăiere se remarcă drept una dintre acele variabile esențiale care fac diferența atât pentru durata de viață a sculelor, cât și pentru calitatea produsului final. În esență, aceasta determină cât de repede muchia de tăiere se mișcă peste orice material cu care lucrăm. Acum, diferitele metale necesită cu siguranță tratamente diferite atunci când vine vorba de setările de viteză, dacă dorim ca sculele să reziste și să păstrăm materialul intact. Să luăm spre exemplu aluminiul comparativ cu titanul: aluminiul poate suporta în general tăieri mult mai rapide fără probleme, în timp ce titanul necesită abordări mai lente pentru a evita deteriorarea. Găsirea echilibrului potrivit este importantă și pentru finisajul suprafeței: suficient de rapid pentru a finaliza lucrul, dar nu atât de rapid încât să compromită netezimea. Majoritatea muncitorilor experimentați știu că mărirea vitezelor crește ritmul producției, deși știu și că acest lucru presupune investiții în sisteme de răcire mai eficiente, pentru a face față întregii călduri generate în timpul operațiunii — ceva cu care majoritatea unităților moderne de producție s-au confruntat și au rezolvat prin încercare și eroare, pe parcursul anilor.
Rata de avans măsoară, în esență, cât de departe se mișcă o unealtă de tăiere în timpul unei rotații complete a piesei de prelucrat, iar alegerea corectă a acesteia face diferența dintre rezultate bune și timp irosit în atelierul de mașini. Atunci când vorbim despre ratele de avans, ceea ce contează cu adevărat este încărcătura de așchie, care se referă la grosimea acestor așchii metalice rezultate în timpul tăierii materialului. Aceasta are un efect direct asupra duratei de viață a uneltelor înainte de a fi înlocuite și asupra preciziei dimensionale a pieselor obținute. Chiar și o modificare minimă a ratei de avans duce la obținerea unor așchii fie prea mari, fie prea mici, ceea ce duce la o uzură mai rapidă a uneltelor și la suprafețe mai puțin netede decât era intenționat. Găsirea punctului optim pentru rata de avans nu este doar o problemă de calcule matematice. Aceasta necesită o înțelegere a proprietăților materialului, a geometriei uneltelor și, uneori, învățarea din încercări și greșeli, după mai multe tentative nereușite.
Determinați viteza de rotație a mandrului mașinii.
Specificați diametrul instrumentului și Grosimea dorită a șichitului.
Folosiți aceste variabile pentru a calcula rata de avansare folosind formule sau programe standard din industrie.
Prin luarea în considerare a acestor elemente, producătorii pot să asigure o tăiere precisă și o durată de viață a instrumentului mai lungă.
Mașinile de frezat și strungurile CNC fac în esență lucruri diferite, deoarece funcționează în moduri complet diferite. Mașinile de frezat îndepărtează materialul din toate unghiurile posibile, folosind mișcarea pe mai multe axe, ceea ce le face ideale pentru realizarea unor piese complicate, cu multe detalii. Strungurile folosesc o abordare diferită, învârtind piesa de prelucrat în timp ce scula tăietoare rămâne fixă, fiind perfecte pentru producerea unor obiecte care necesită simetrie în jurul unui punct central. Majoritatea atelierelor aleg frezarea atunci când au nevoie de acele forme 3D complexe, în timp ce strungurile sunt preferate pentru lucruri precum arborii motorului sau alte componente rotunde. Analizând situația din industrie în prezent, se observă cu claritate o tendință de trecere către mașinile de frezat CNC în ultima vreme, în special acolo unde toleranțele foarte strânse sunt esențiale. Rapoartele de piață previzionează că această tendință va continua să crească cu aproximativ 7 procente pe an până în 2029, pe măsură ce producătorii caută metode mai bune de a produce eficient piese complexe.
Tăierea metalelor prezintă provocări diferite, în funcție de tipul materialului, dacă este vorba despre oțel sau aluminiu. Oțelul este un material foarte dur, care deteriorează rapid sculele, astfel că mecanicii au nevoie de echipamente robuste și trebuie să reducă considerabil viteza dacă doresc rezultate decente fără a consuma prea repede sculele. Aluminiul este o altă poveste. Fiind mult mai moale și având tendința de a se întinde în loc de a se rupe, întreprinderile pot mări semnificativ viteza de lucru. Totuși, există și aici o problemă: materialul tinde să se lipească de sculele de tăiere, ceea ce face esențiale utilizarea unor acoperiri speciale. Obținerea unor tăieturi de calitate din oricare dintre aceste metale depinde de găsirea echilibrului potrivit între viteza mașinii și presiunea aplicată. Analizând ce se întâmplă în prezent în industrie, devine clar de ce aceste materiale sunt atât de importante. Producătorii din industria aerospațială apreciază aluminiul deoarece fiecare uncie contează la construirea avioanelor, însă producătorii de autovehicule se bazează încă în mare măsură pe oțel pentru caroserii și piese structurale, acolo unde rezistența la impact este esențială.
Alegerea corectă a sculei de tăiere pentru prelucrarea CNC, atât pentru strunjire, cât și pentru frezare, face o mare diferență atunci când este vorba de realizarea rapidă a lucrărilor, păstrând în același timp o calitate bună a suprafeței finite. Atunci când aleg sculele, personalul de pe linia de producție trebuie să ia în considerare ce tip de material lucrează, precum și capacitatețile reale ale mașinii CNC respective. Oțelul rapid taie destul de bine în multe situații, însă sculele din carbide tinde să aibă o durată mai lungă de utilizare, în special atunci când se lucrează cu metale mai dure. Există și alte aspecte importante, cum ar fi geometria sculei. Unii ateliere susțin că anumite unghiuri ale muchiilor de tăiere sunt esențiale, deoarece acestea au un impact major asupra ratei de îndepărtare a așchiilor. Nu trebuie uitat nici aspectul acoperirilor. Acoperirea cu nitrid de titan ajută la reducerea frecării în timpul funcționării și la generarea mai mică a căldurii, care duce la o uzură mai rapidă a sculelor. Conform experților cu ani de experiență în conducerea liniilor de producție, investirea timpului necesar în alegerea corectă a sculelor își aduce roadele cu prisosință ulterior. Sculele mai bune înseamnă mai puțin timp de nefuncționare pentru schimbarea sculelor în mijlocul unui proces, mașinile rămân într-o stare tehnică mai bună în ansamblu, iar clienții primesc piese care arată mai bine direct de pe mașină, fără a fi nevoie de finisări suplimentare.
Siguranța rămâne o preocupare majoră atunci când se lucrează cu mașini CNC pentru sarcini de tăiere a metalelor. Precauțiile corecte pot reduce cu adevărat riscurile pentru operatori în aceste medii. Formarea este esențială, împreună cu purtarea echipamentului corespunzător, cum ar fi ochelarii și mănușile de protecție. Operatorii trebuie să știe, de asemenea, unde se află butoanele roșii mari de oprire de urgență. Rapoartele din industrie arată în mod constant că atelierele care aplică reguli stricte de siguranță tind să aibă mai puține accidente în incintă. Pe lângă protejarea oamenilor, practicile bune de siguranță ajută, de fapt, la menținerea unui flux de producție nesupravegheat, deoarece lucrătorii răniți înseamnă timp pierdut și bani cheltuiți în plus pentru toată lumea implicată. Unii producători susțin că economisesc mii de euro anual doar prin a face siguranța o prioritate, nu un gând de ultimă oră.
Lucrul cu geometrii complexe aduce întotdeauna propriile provocări, însă tehnologia modernă de prelucrare a făcut procesul mult mai ușor de gestionat. Mașinile CNC cu mai multe axe s-au dovedit a fi adevărate schimbări de paradigmă în fabricarea pieselor complexe pe care le vedem pretutindeni astăzi. Acestea permit operatorilor să efectueze tăieri sub cele mai diverse unghiuri, ceea ce înseamnă o precizie generală mai bună. Producătorii din industria aerospațială se bazează în mare măsură pe acest tip de echipamente, deoarece componentele lor necesită forme extrem de precise. La fel stau lucrurile și în cazul producătorilor de autovehicule care doresc piese structurale ușoare, dar rezistente. Aplicațiile practice demonstrează modul în care aceste mașini pot reduce semnificativ timpii de producție, garantând în același timp faptul că produsele finale respectă toleranțele strânse. Ce le face atât de eficiente? Ei pot prelucra zone greu accesibile, fără a exista probleme legate de deviația sculelor, care afectează metodele tradiționale. Domeniul prelucrării metalelor continuă să evolueze datorită inovațiilor de acest gen, deschizând uși către fabricarea unor piese care anterior erau considerate imposibil de realizat.
Strategii avansate de trasee ale unui instrument, cum ar fi machinarea adaptivă, oferă beneficii semnificative în reducerea timpurilor de ciclu pentru operațiuni CNC. Aceste strategii ajustează dinamic traseele instrumentelor, permițând o tăiere mai eficientă și o precizie îmbunătățită. În plus, există mai multe instrumente software disponibile pentru simularea traseelor instrumentelor cu scopul de a preveni coliziunile și optimizarea proceselor de machinare.
Reducerea deșeurilor este foarte importantă în atelierele de prelucrări CNC, unde economisirea banilor merge mână în mână cu protejarea planetei. Atelierele găsesc modalități de a reutiliza așchiile metalice în loc să le arunce, iar unele au început deja să utilizeze sisteme de răcire în circuit închis care economisesc apă și energie în același timp. Ce face ca aceste strategii să merite efortul? Evident, reduc cantitatea de deșeuri rezultate, dar, pe termen lung, reduc și cheltuielile lunare. Pentru producătorii de astăzi, adoptarea unor practici ecologice nu mai este doar o strategie de imagine publică bună, ci devine o condiție minimă, pe măsură ce reglementările privind protecția mediului se înăsprite în întreaga industrie. Companiile care ignoră această tendință riscă să rămână în urma competitorilor care au integrat deja sustenabilitatea în operațiunile lor zilnice.
Introducerea tehnologiei IoT în prelucrarea CNC sporește cu adevărat eficiența acestor operațiuni, permițând producătorilor să monitorizeze în timp real ceea ce se întâmplă. Aceste sisteme IoT monitorizează în mod constant mașinile, ceea ce înseamnă că fabricile pot identifica problemele înainte ca acestea să devină probleme majore. Această abordare proactivă reduce opririle neașteptate și menține funcționarea mașinilor pentru perioade mai lungi decât de obicei. De exemplu, senzorii inteligenți detectează vibrații ciudate care pot semnala uzura pieselor, avertizând tehnicienii pentru a putea remedia situația înainte ca ceva să se deterioreze cu adevărat. Observăm o schimbare majoră în industrie, pe măsură ce tot mai multe unități adoptă aceste sisteme conectate, făcând liniile de producție nu doar mai rapide, ci și mai inteligente în modul în care răspund la provocările zilnice.
Alegerea potrivită între viteza de tăiere și durata de viață a sculelor este foarte importantă în cazul operațiunilor de tăiere a metalelor. Atunci când atelierele măresc prea mult vitezele, cu siguranță cresc producția, dar, de regulă, sculele se uzează mai repede decât era de așteptat. Găsirea punctului optim presupune monitorizarea vitezei de uzură a sculelor și asigurarea unor metode corespunzătoare de răcire în timpul funcționării. Mulți producători apelează acum la acoperirea specială a muchiilor de tăiere, ceea ce reduce frecarea și încetinește progresul uzurii. Sculele astfel acoperite tind să-și păstreze integritatea muchiei mai bine în timp, ceea ce înseamnă mai puține înlocuiri și o reducere a timpului de nefuncționare. O gestionare corespunzătoare a tuturor acestor elemente permite echipelor de producție să continue lucrul la viteze bune, dar și să obțină o durată de utilizare decentă de la echipamentele scumpe de tăiere.
EN
