V sodobni proizvodnji sposobnost CNC tokarne za obdelavo različnih materialov nedvomno dokaže svojo vrednost. Ne glede na to, ali delate s sestavnimi deli za avtomobilsko industrijo, elektromotorji za nove energije ali zapletenimi komponentami v različnih panogah, poznavanje materialov, ki jih lahko CNC tokarna obdela, pomaga pri načrtovanju proizvodnje in preprečevanju dragih napak. Razpon materialov, ki jih je mogoče uporabiti, je širši, kot si večina ljudi predstavlja, saj sega od običajnih kovin in posebnih zlitin do nekovinskih materialov. Za boljše razumevanje vrst materialov, primernih za CNC tokarne, si oglejmo najpogostejše materiale in kako jih obdelovati za optimalne rezultate.
Za CNC tokarne stroje so najpogostejši kovine zaradi njihove trdnosti in univerzalnosti. Najpogostejše obdelovane kovine so jeklo, aluminij in baker, pri čemer je vsaka primerna za določene naloge zaradi svojih edinstvenih lastnosti.
Jeklo je znano po svoji vzdržljivosti. Med različnimi vrstami jekla, kot sta ogljikovo jeklo in legirano jeklo, je najbolj uporabljeno ogljikovo jeklo. Je trdo in poceni, kar ga naredi idealnim za običajne komponente, kot so zobniki, gredi in celo zavorne bobne tovornih vozil. CNC tokarne stroji odlično obdelujejo ogljikovo jeklo in dosežejo praznine v oblikah, ki so blizu tolerance 0,01 mm. Druge oblike legiranega jekla, ki vsebujejo elemente, kot so: krom ali niklj, so tršje. Namenjene so komponentam, kot so hidravlike, ki so izpostavljene ekstremnemu tlaku in obrabi. CNC tokarne stroji ne režejo legiranega jekla naključno, temveč izberejo primeren tip reza glede na vrsto jekla, da zagotovijo, da materialu ni povzročena škoda.
CNC tokarski stroji odlično delujejo tudi z aluminijem, zlasti za aplikacije na področju nove energije. Lahka lastnost aluminija ga naredi popolnega za motorne ohišja in druge komponente vozil na novo energijo. Ker je pomemben za učinkovitost porabe energije, kar pomaga povečati doseg vozil. Aluminij je praviloma mehkejši od večine neželeznih zlitin, kar omogoča višje hitrosti vreten in s tem krajše čase ciklov. Na primer, CNC tokarski stroj, ki se uporablja za izdelavo ohišij aluminijastih motorjev, lahko hkrati oblikuje zunanje ohišje in izvrtine potrebne luknje, kar odpravlja potrebo po sekundarnih operacijah. Zato proizvajalci uporabljajo CNC tokarske stroje za izdelavo aluminijastih komponent.
Tako kot pri CNC obdelavi, tudi CNC tokarski stroji dobro delujejo s bakrom in bakrovimi zlitinami (mesing in bron). To je še posebej uporabno za električne in toplotne priključke ter toplotne izmenjevalnike iz bakra. Dekorativne dele in nekatere vrste ventilov je mogoče izdelati iz mesinga, ki je zlitina bakra in cinka. Dodatna prednost je dobra površinska gladkost. Dejstvo, da so ti deli kovalni, je dodatna prednost, saj lahko prenesejo proces rezkanja brez razpok. Prav tako je natančnost CNC tokarskega stroja zelo pomembna, saj morajo biti bakreni elementi v tesnih tolerancah z drugimi deli znotraj električnega sistema.
Poleg kovin lahko CNC tokarski stroji obdelujejo tudi različne nekovinske materiale. To je pomembno za industrije, ki se osredotočajo na nekovinske komponente, ki so lažje in bolj odporne proti koroziji. Glavni nekovinski materiali so plastične mase, les in grafit.
Med mnogimi uporabnimi netalovnimi materiali so plastične mase široko razširjene, ker so lahke, poceni in na voljo v različnih vrstah. Nekatere plastike, ki jih je mogoče obdelovati na CNC tokarnih strojih, so ABS, PP in nilon. ABS se uporablja za komponente, kot so plastični zobniki in ohišja majhnih naprav, zaradi njegove trdote in odpornosti na udarce. PP se uporablja za fleksibilne cevi in posode, odporne proti kemičnim snovem. Pri delu s plastičnimi masami morajo biti CNC tokarni stroji previdnejši pri hitrosti. To je zato, ker toplota, nastala pri hitrem rezanju, lahko stali ali izkrivi plastiko. Vendar pa lahko CNC tokarni stroji s pravilnimi nastavitvami izdelajo natančne in gladke plastične dele, ki ustrezajo želenim konstrukcijskim specifikacijam. Na primer, CNC tokarni stroji se uporabljajo pri izdelavi plastičnih fitingov za opremo za novo energijo, da se zagotovi tesna tesnila.
Morda mislite, da je les nenavaden material za CNC vrtalni stroj, vendar je idealen za izdelavo naročenih ali okrasnih delov. Dvor in javor sta med najboljšimi vrstami trdega lesa, ker sta stabilna in gladka. CNC vrtalni stroji lahko proizvajajo lesene dele, kot so ročaji za orodje, ročice ali celo lesene noge za mize. CNC vrtalnice so zelo natančne, zato so deli enaki, kar je ključno za množično proizvodnjo. Namesto drevnega obračanja lahko CNC vrtalni stroj hitreje proizvaja enake lesa, ker se ne utrudi.
Grafit se dobro obdeluje na CNC tokarnih strojih, zlasti v fotovoltaični (sončni energiji) industriji. Fotovoltaični grafit se uporablja za izdelavo vodilnih cevi, katerih notranje stene morajo biti gladke, da se nadzoruje taljenje silicija in ohranja toplotno polje. Te cevi imajo premer 300–500 mm in dolžino 400–600 mm – dimenzije, s katerimi CNC tokarni stroji lahko enostavno delujejo. Zasnovani so za počasne in enakomerne reze, da se prepreči lomljivost grafita, kar rezultira v cevi z natančno zahtevano gladkostjo za sončno opremo. Zato večina proizvajalcev v fotovoltaičnem sektorju uporablja CNC tokarne stroje za grafitne komponente.
Pri visoko razviti proizvodnji in letalstvu, kjer se standard industrije še vedno šteje za običajen, so potrebni bolj specializirani materiali. To je zato, ker te industrije potrebujejo materiale razreda, ki lahko prenesejo ekstremne pogoje. Čeprav je potrebna natančnejša priprava, so napredne CNC tokarske stroje več kot zmogljive za te izjemno trdne materiale.
Titanijevi zlitini so izjemno trdni, lahki in odporni proti koroziji. To je idealno za dele v letalski industriji, kot so letalske spojne elemente in motorične komponente. Edini problem pri titanu je, da je zelo trd in ga je težko rezati. Za titanove dele v letalski industriji morajo imeti CNC tokarni posebna karbidna rezna orodja in delovati pri nižjih hitrostih, da se zagotovi, da se ne orodje ne titan preveč segreva. Tudi z temi prilagoditvami CNC tokarna naredi natančne dele, ki izpolnjujejo stroge zahteve letalske industrije. Primer tega je proizvodnja titanastih vijakov za letala. CNC tokarna doseže toleranco 0,005 mm, ki je zahtevana za vijake.
Poleg omenjenih se CNC tokarske stroje uporabljajo tudi za obdelavo visokotemperaturnih zlitin, kot so Inconel, Hastelloy ali druge posebne zlitine, ki imajo odlične lastnosti trdnosti pri visokih temperaturah, višjih od 1000 °C. Te zlitine se uporabljajo pri izdelavi komponent za reaktivne motorje ali elektrarn. Glavna težava pri obdelavi takšnih zlitin je v tem, da so zelo trde, med rezanjem proizvajajo prekomerno toploto in hitro obrabijo rezne orodja. CNC tokarski stroj je opremljen s toplotnimi izmenjevalniki ter uporablja orodja iz izjemno trdih materialov, kot je kubični borit nitrida (CBN). Nekateri operaterji CNC tokarskih strojev ponujajo prilagojene sisteme CNC tokarskih strojev za obdelavo teh zlitin. Takšno prilagodljivo inženirstvo zajema vse komponente sistemov, da omogoči gladko obdelavo zlitin. To vrsto prilagojenega inženirstva omogoča proizvajalcem, da obdelujejo visokotemperaturne zlitine brez izgube kakovosti obdelave.
Razumevanje materialov, ki jih je mogoče obdelati na CNC tokarni, je pol boja. Prav tako morate nastaviti ustrezne parametre in pridobiti primerna rezna orodja za izbrani material. Nekatere ukrepe je mogoče uveljaviti, da bi dosegli želene rezultate.
Izbrano rezno orodje mora ustrezati materialu, ki se obdeluje. Za karbidna rezna orodja (ki so trdovrsta in primerna za rezanje večine kovin, vključno s stvarjo in aluminijem ter drugimi zlitinami), delujejo učinkovito na kovinah. Za rezanje nekovinskih materialov (vključno s plastiko in lesom) uporabite orodja iz hitrorezne jeklene (HSS), ki so ostra in manj verjetno poškodujejo obdelovanec. Za trdovrstne zlitine (vključno z titanom) izberite orodja s CBN ali diamantnim prevlekom, ki lahko režejo in so odporna proti obrabi. Izbor napačnega orodja bo poškodoval obdelovanec in postopoma uničil CNC tokarno.
Nazadnje morajo biti nastavitve hitrosti in pospeševanja CNC-ja primerno prilagojene materialu, ki se obdeluje. Vstopna hitrost stružnice CNC se nanaša na hitrost in silo, s katero orodje deluje na material med rezanjem, hitrost pa tudi na to, kako hitro se material vrti. Nižje hitrosti rezanja delujejo le na mehkejše kovine, kot je aluminij, medtem ko so višje hitrosti učinkovitejše (gladek izdelek) in produktivnejše (hitrejše rezanje), višje hitrosti pa se uporabljajo pri trših kovinah, kot je titan. Pri aluminiju je hitrost stružnice CNC 2000 vrtljajev na minuto (RPM), pri titanu pa 500 vrtljajev na minuto (RPM).
Naslednji korak je priprava materialov pred uporabo. Pri kovinah, kot sta jeklo in baker, vključuje čiščenje umazanije, rje in drugih nečistoč. Nečistoče lahko poškodujejo orodja CNC tokarnega stroja in povzročijo nepravilnosti pri rezanju. Pri nekovinah, kot je grafit, stroj deluje bolje, kadar je material že predhodno oblikovan. To zmanjša čas rezanja in poveča učinkovitost. Za določene materiale, kot je legirano jeklo, je morda potrebna toplotna obdelava, da se olajša rezanje. Ti koraki pomagajo zagotoviti učinkovito delovanje CNC tokarnega stroja ter izdelavo kakovostnih komponent.
EN
