Vo súčasnej výrobe sa schopnosť CNC sústruhu pracovať s rôznymi materiálmi určite osvedčila. Či už pracujete s autodielmi, motormi nových foriem energie alebo zložitými komponentmi v rôznych odvetviach, pochopenie materiálov, ktoré je možné na CNC sústruhu spracovať, pomôže pri plánovaní výroby a predchádzaní drahým chybám. Škála materiálov, s ktorými je možné pracovať, je širšia, ako si väčšina ľudí uvedomuje, a zahŕňa bežné kovy a špeciálne zliatiny až po nekovové materiály. Aby sme lepšie porozumeli typom materiálov vhodných pre CNC sústruhy, pozrime sa na najbežnejšie materiály a spôsob ich spracovania pre dosiahnutie optimálnych výsledkov.
Najčastejšie materiály pre CNC sústružnícke stroje sú kovy, vzhľadom na ich pevnosť a všestrannosť. Najbežnejšie spracovávané kovy sú oceľ, hliník a meď, pričom každý z nich je vhodný na špecifické práce v dôsledku svojich jedinečných vlastností.
Oceľ je známa svojou trvanlivosťou. Medzi rôznymi typmi ocele, ako napríklad uhlíková oceľ a legovaná oceľ, sa najviac používa uhlíková oceľ. Je odolná a lacná, čo ju robí ideálnou pre bežné komponenty, ako sú ozubené kolieska, hriadele a dokonca aj brzdové bubny nákladných vozidiel. CNC sústružnícke stroje vynikajú pri spracovaní uhlíkovej ocele a dosahujú presnosť tvarov vo vzdialenostiach blízkych tolerancii 0,01 mm. Iné formy legovanej ocele, ktoré obsahujú prvky ako chróm alebo nikel, sú pevnejšie. Sú určené pre komponenty, ako sú hydraulické systémy, ktoré sú vystavené extrémnemu tlaku a opotrebeniu. CNC sústružnícke stroje nerežú legovanú oceľ náhodne, ale vyberajú vhodný typ rezu podľa druhu ocele, aby sa zabezpečilo, že materiál nebude poškodený.
CNC sústruhy fungujú veľmi dobre aj s hliníkom, najmä pri aplikáciách v odvetví nových zdrojov energie. Vďaka nízkej hmotnosti je hliník ideálny pre skrinky motorov a iné komponenty vozidiel na nové zdroje energie. Je dôležitý pre energetickú účinnosť, ktorá pomáha zvyšovať dojazd vozidiel. Hliník je tiež zvyčajne mäkší ako väčšina neželezných zliatin, čo umožňuje vyššie otáčky vretena a tým kratšie cyklové časy. Napríklad CNC sústruh používaný na výrobu skríň hliníkových motorov dokáže naraz vytvoriť vonkajší plášť a vyvŕtať potrebné otvory, čím eliminuje potrebu dodatočných operácií. Z uvedených dôvodov výrobcovia používajú CNC sústruhy na výrobu hliníkových komponentov.
Rovnako ako pri CNC obrábaní, aj CNC sústruhy dobre pracujú s meďou a medenými zliatinami (mosadz a bronz). To je obzvlášť užitočné pre elektrické a tepelné konektory a výmenníky tepla vyrobené z medi. Dekoračné diely a určité typy ventilov možno vyrobiť z mosadze, čo je zliatina medi a zinku. Jej dobrý povrchový úprava je ďalšou výhodou. Skutočnosť, že tieto komponenty sú kujné, je ďalšou výhodou, pretože môžu odolávať procesu rezu bez praskania. Navyše presnosť CNC sústruhu má veľký význam, pretože medičné komponenty musia mať tesné tolerancie voči ostatným častiam v rámci elektrického systému.
Okrem kovov môžu CNC sústruhy spracovávať aj rôzne nekovové materiály. To je cenné pre priemysel, ktorý sa zameriava na nekovové komponenty, ktoré sú ľahšie a odolnejšie voči korózii. Hlavné nekovové materiály sú plasty, drevo a grafit.
Medzi množstvom užitočných nekovových materiálov sa plastom využíva široko kvôli ich nízkej hmotnosti, nízkym nákladom a dostupnosti v rôznych typoch. Niektoré z plastov, ktoré je možné spracovať na sústružníckych CNC strojoch, sú ABS, PP a nylon. ABS sa používa na komponenty, ako sú plastové ozubené kolieska a skrinky malých zariadení, vďaka svojej pevnosti a odolnosti voči nárazom. PP sa používa na pružné a chemicky odolné potrubia a nádoby. Pri práci s plastmi musia byť sústružnícke CNC stroje opatrnejšie pri nastavení rýchlosti. Dôvod je ten, že teplo vznikajúce pri rýchlom rezaní môže plast roztaviť alebo skrútiť. Avšak pri správnych nastaveniach môžu sústružnícke CNC stroje vyrábať presné a hladké plastové diely, ktoré spĺňajú požadované konštrukčné špecifikácie. Napríklad sa sústružnícke CNC stroje používajú pri výrobe plastových tvaroviek pre zariadenia novej energie, aby sa zabezpečilo tesné uzatvorenie.
Môžete si myslieť, že drevo by bol zvláštny materiál pre CNC sústruh, no je ideálny na výrobu vlastných alebo ozdobných dielov. Dub a javor patria k najlepším druhom tvrdého dreva, pretože sú stabilné a hladké. CNC sústruhy dokážu vyrábať drevené diely, ako sú napríklad vlastné rukoväte nástrojov, zábradlia alebo dokonca drevené nohy stolov. CNC sústruhy sú veľmi presné, takže všetky diely sú rovnaké, čo je kritické pri hromadnej výrobe. Namiesto ručného sústruženia dokáže CNC sústruh vyrábať identické drevené diely rýchlejšie, pretože sa neunaví.
Grafit sa dobre spracováva na CNC sústružníckych strojoch, najmä v oblasti fotovoltiky (solárnej energie). Grafity pre fotovoltiku sa používajú na výrobu vodiacich rúr, ktorých vnútorné steny musia byť hladké, aby bolo možné kontrolovať taveninu kremíka a udržať tepelné pole. Priemery týchto rúr sú 300–500 mm a dĺžka 400–600 mm – rozmery, ktoré CNC sústruhy zvládnu bez problémov. Sú navrhnuté tak, aby vykonávali pomalé a rovnomerné rezy, čím sa zabráni lámaniu krehkého grafitu a výsledkom je rúra s presnou hladkosťou povrchu potrebnou pre solárne zariadenia. Preto väčšina výrobcov vo fotovoltickom odvetví používa CNC sústružnícke stroje na výrobu grafitových komponentov.
Pre vysokošpecializovanú výrobu a letecký priemysel, kde sa štandardy stále považujú za bežné, sú potrebné špeciálnejšie materiály. Dôvodom je, že tieto odvetvia musia používať materiály vysokej kvality, ktoré vydržia náročné podmienky. Hoci je potrebné starostlivejšie nastavenie, pokročilé CNC sústružnícke stroje sú viac než schopné spracovať tieto extrémne tvrdé materiály.
Titanové zliatiny sú veľmi pevné, ľahké a odolné voči korózii. To ich robí ideálnymi pre letecké komponenty, ako sú liadiace spojky alebo diely motora. Jediným problémom s titanom je jeho veľká tvrdosť, čo rezný proces značne sťažuje. Pri spracovaní titánových leteckých komponentov musia mať CNC sústruhy špeciálne karbidové rezné nástroje a pracovať pomalšími reznými rýchlosťami, aby nedošlo k prehriatiu ani nástroja, ani samotného titánu. Aj napriek týmto obmedzeniam však CNC sústruh dokáže vyrábať presné diely podľa prísnych požiadaviek leteckého priemyslu. Príkladom je výroba liadiacich titanových skrutiek. CNC sústruh dosahuje toleranciu 0,005 mm, ktorá je pre tieto skrutky vyžadovaná.
Okrem uvedených sa CNC sústružnícke stroje používajú aj na výrobu podľa zákazky pri spracovaní zliatin odolných voči vysokým teplotám, ako je Inconel, Hastelloy alebo iné špeciálne zliatiny, ktoré všetky vykazujú vynikajúce vlastnosti pevnosti pri vysokých teplotách nad 1000 °C. Tieto zliatiny sa používajú pri výrobe komponentov pre lietadlové motory alebo elektrárne. Hlavnou obtiažou pri spracovaní takýchto zliatin je ich veľká tvrdosť, nadmerné generovanie tepla počas rezu a rýchle zaoblenie rezných nástrojov. CNC sústružnícky stroj je vybavený výmenníkmi tepla a používa nástroje z ultratvrdých materiálov, ako je kubický boritý dusík (CBN). Niektorí prevádzkovatelia CNC sústružníckych strojov ponúkajú špecializované systémy CNC sústružníckych strojov pre obrábanie týchto zliatin. Takéto špecializované riešenie sa týka všetkých komponentov systémov, aby umožnilo hladké obrábanie zliatin. Tento druh špecializovaného konštruovania umožňuje výrobcom obrábať zliatiny odolné voči vysokým teplotám bez toho, aby obetovali kvalitu obrábania.
Pochopenie materiálov, ktoré je možné spracovať na sústruhu s CNC, je polovicou úspechu. Musíte tiež nastaviť správne parametre a získať vhodné rezné nástroje pre vybraný materiál. Niektoré konkrétne kroky môžu priniesť požadované výsledky.
Vybraný rezný nástroj musí byť vhodný pre materiál, ktorý sa obrobí. Pre karbidové rezné nástroje (ktoré sú odolné a vhodné na rezanie väčšiny kovov vrátane ocele a hliníka a iných zliatin) sa účinne používajú pri kovoch. Pri rezaní nekovov (vrátane plastov a dreva) použite rýchlorezné ocele (HSS), ktoré sú ostrejšie a menej pravdepodobné, že poškodia obrobok. Pre tvrdé zliatiny (vrátane titánu) vyberte nástroje z CBN alebo diamantovo pozinkované, ktoré dokážu rezať a sú odolné voči opotrebeniu. Nesprávny výber nástroja poškodí obrobok a postupne zničí sústruh s CNC.
Nakoniec je potrebné nastaviť rýchlosť a posuv CNC stroja aj podľa materiálu, ktorý sa reže. Posuv CNC sústružníckeho stroja označuje rýchlosť a silu, ktorou nástroj pôsobí na materiál počas rezania, zatiaľ čo rýchlosť označuje, ako rýchlo sa materiál otáča. Nižšie rezné rýchlosti sú vhodné len pre mäkšie kovy, ako je hliník, pri ktorých vyššie rýchlosti sú efektívnejšie (hladší povrch) a produktívnejšie (rýchlejší rez), zatiaľ čo vyššie rýchlosti sa používajú pri tvrdších kovoch, ako je titán. Pri práci s hliníkom je rýchlosť CNC sústružníckeho stroja 2000 ot./min a pri práci s titánom 500 ot./min.
Ďalším krokom je príprava materiálov pred použitím. U kovov, ako je oceľ a meď, to zahŕňa odstránenie nečistôt, hrdze a iných prímesí. Prímesi môžu poškodiť nástroje sústružníckeho CNC stroja a spôsobiť nerovnomerné rezy. U nekovov, ako je grafit, pracuje stroj efektívnejšie, ak je materiál už predtvarovaný na požadované rozmery. To minimalizuje čas rezu a zvyšuje účinnosť. U určitých materiálov, ako je legovaná oceľ, môže byť potrebné tepelné spracovanie, aby sa zjednodušilo rezanie. Tieto kroky pomáhajú zabezpečiť, že sústružnícky CNC stroj bude pracovať efektívne a vyrábať kvalitné komponenty.
EN
