De industriële revolutie en de evolutie van de technologie hebben geleid tot een ongekende vraag naar uiterst nauwkeurige onderdelen en componenten. Denk aan schroeven, bouten en mallen voor spuitgieten. Deze onderdelen hebben nauwe toleranties en worden vaak vervaardigd met materialen die u niet zomaar kunt smelten en in de gewenste vorm kunt gieten.
Dit is de reden waarom we een toename zien in het gebruik van nauwkeurige bewerkingsprocessen zoals CNC frezen.
CNC-frezen heeft een cruciale rol gespeeld bij het vormgeven van de wereld die we vandaag de dag kennen. Na een cruciale rol te hebben gespeeld in de scherpe industriële groei die we de afgelopen decennia hebben gezien, blijft CNC-frezen tot op de dag van vandaag centraal staan in veel productieactiviteiten.
Wat is CNC-frezen? In deze blog duiken we er diep in om uw vragen over CNC-frezen te beantwoorden. Blijf kijken.
Wat is CNC-frezen?
CNC-frezen (Computer Numeric Control) is een subtractief productieproces waarbij gebruik wordt gemaakt van geautomatiseerde besturingen om een werkstuk in de gewenste vorm te bewerken.
De ontwerpvereisten worden in de computer geprogrammeerd, die vervolgens de CNC-machineonderdelen dicteert om het freesproces uit te voeren.
Een snijgereedschap draait met hoge snelheid over het werkstuk en geeft het de gewenste vorm. Afhankelijk van het proces kan het werkstuk stationair of mobiel zijn.
CNC-frezen staat bekend om zijn hoge precisie en nauwkeurigheid. Deze functies zijn te danken aan het feit dat het proces grotendeels computergestuurd is met minimale menselijke tussenkomst.
Dit betekent niet dat CNC-frezen geen beperkingen kent. Het proces kan soms tijdrovender zijn en wordt daarom vaak alleen gebruikt voor eenmalige projecten of met lage of gemiddelde productie-eisen.
Binnen het CNC-frezen kunt u verschillende soorten bewerkingen tegenkomen, die meestal individueel worden gecategoriseerd op basis van hoe het snijgereedschap in contact komt met het werkstuk.
Hier vindt u een kort overzicht van vier van deze CNC-freesbewerkingen:
Gewoon frezen
Vlakfrezen is de meest basale vorm van CNC-bewerking, waarbij het werkoppervlak parallel loopt aan de rotatieas van het snijgereedschap. Het wordt gebruikt om vlakke vlakken op het werkstuk te produceren.
Gezichtsfrezen
Bij deze handeling staat het werkoppervlak loodrecht op de rotatieas van het snijgereedschap.
Hoekig frezen
Bij hoekfrezen komt het platte oppervlak van het werkstuk onder een hoek in contact met het snijgereedschap.
Vormfrezen
Vormfrezen wordt gebruikt om onregelmatige oppervlakken zoals rondingen, contouren, randen, enz. op het werkstuk te maken.
De CNC-machinecomponenten
De CNC-machine is een uitgebreid apparaat dat alle componenten bevat die nodig zijn om de bewerking te voltooien. Hier is een kort overzicht van enkele van de belangrijkste onderdelen van deze machine:
Werktafel
Zoals u misschien al uit de naam kunt afleiden, is de werktafel het oppervlak waarop u het werkstuk monteert terwijl de machine wordt voorbereid op het freesproces.
Zadel
Zadel is een van de structurele componenten van de machine. Het biedt ondersteuning aan de werktafel en beweegt langs de X-as om de horizontale beweging van het werkstuk te vergemakkelijken.
Knie
Knie is een ander structureel onderdeel dat het zadel ondersteunt en de verticale beweging van de werktafel en het werkstuk tijdens de freesbewerking vergemakkelijkt.
Spindel
Spindel is de roterende as die het snijgereedschap draagt en de roterende beweging met hoge snelheid mogelijk maakt.
prieel
Arbor verschijnt bij horizontale CNC-freesbewerkingen. Het is een as die het snijgereedschap en de spil verbindt.
Ram
Ram komt vooral voor bij verticale CNC-freesbewerkingen waarbij het de spilconstructie in de machine ondersteunt.
De bewerkingsgereedschappen
Bewerkingsgereedschappen zijn in wezen de snijgereedschappen die worden gebruikt om de freesbewerkingen uit te voeren.
Interface
Interface is de link van communicatie tussen mensen en de machine zelf. Het helpt de machinisten te communiceren hoe de freesbewerking moet worden uitgevoerd. Zie het als een bedieningspaneel voor het invoeren van opdrachten en het besturen van het freesproces.
Stappen die betrokken zijn bij CNC-frezen
Het begrijpen van het algemene CNC-freesproces is niet zo moeilijk. Globaal gesproken omvatten alle CNC-freesbewerkingen 4 basisstappen. Dit zijn:
Stap 1: Een CAD-model voorbereiden
Een CAD of Computer-aided Design is een digitale weergave van het laatste onderdeel. Voordat de CNC-bewerking kan beginnen, wordt er een CAD-bestand gemaakt. Het product is virtueel ontworpen, met al zijn nuances, specificaties en toleranties binnen dit CAD-bestand.
Stap 2: CAD naar CAM converteren
CAM is een afkorting voor computerondersteunde productie. De interface van de CNC-machine kan het CAD-bestand niet begrijpen. Daarom wordt het geconverteerd naar een CAM-bestand. Dit CAM-bestand bevat de bewerkingsinstructies geschreven in G-code of M-code. De computer leest deze instructies, begrijpt ze en voert het proces vervolgens overeenkomstig uit.
Stap 3: Machinevoorbereiding
Zodra het CAM-bestand gereed is, wordt de machine klaargemaakt voor de freesbewerking. Tijdens deze fase wordt het werkstuk op de werktafel bevestigd, wordt de werktafel aangepast aan het vereiste ontwerp en wordt het snijgereedschap in de spil bevestigd zodat de freesbewerking kan doorgaan.
Stap 4: Bewerking
Zodra de machine gereed is, wordt de freesbewerking via de interface gestart. Dit zet de machine tot actie aan, die vervolgens de freesbewerkingen uitvoert volgens de instructies die hij via het CAM-bestand heeft ontvangen.
CNC-freestoepassingen
CNC-frezen vindt toepassing in verschillende industrieën, met name in sectoren met nauwe toleranties en hoge precisie-eisen.
Hieronder volgen enkele van de meest voorkomende industrieën die CNC-frezen als een van de kernactiviteiten gebruiken:
Automobielsector
De auto-industrie maakt gebruik van verschillende onderdelen van verschillende groottes. CNC-frezen wordt gebruikt voor de productie van veel van deze onderdelen, waaronder de motor, versnellingsbakken, assen en motoren.
LUCHT- EN RUIMTEVAART
De lucht- en ruimtevaartsector is een sector die met nauwe toleranties werkt en heel weinig ruimte voor fouten. Het is dus geen verrassing dat een proces dat zo inherent nauwkeurig is als CNC-frezen vaak voorkomt tijdens de productie van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart.
medische industrie
Het vermogen van CNC-frezen om met biocompatibele materialen zoals titanium te werken en onderdelen met hoge precisie te produceren, heeft het populair gemaakt in de productie-industrie van medische onderdelen, waar het helpt bij het produceren van verschillende apparaten zoals apparaten die worden gebruikt voor implantatie en andere onderdelen.
Consumer Electronics
De omvang van de consumentenelektronica krimpt snel en dus is de vraag naar nauwkeurig vervaardigde kleine onderdelen toegenomen. CNC-frezen helpt bij het creëren van deze zeer nauwkeurige, kleine maar cruciale onderdelen die voorkomen in veel consumentenelektronica die we dagelijks gebruiken.
Veel voorkomende materialen die u kunt gebruiken bij CNC-frezen
Over het algemeen wordt CNC-frezen gebruikt wanneer de afmeting van het onderdeel te klein is of de precisie-eisen te hoog zijn. In sommige gevallen ziet u mogelijk een CNC-machine in actie wanneer het product hoge precisie vereist van een materiaal dat in andere productieprocessen misschien niet zo goed functioneert.
Enkele materialen dat CNC-frezen de machine helpt, zijn onder meer:
Roestvast staal
Roestvrij staal is een materiaal dat veel wordt gebruikt in zowel industriële als huishoudelijke toepassingen. Het materiaal staat algemeen bekend om zijn hardheid, maar de meeste soorten zijn goed bewerkbaar.
Dit is de reden waarom roestvrij staal op grote schaal wordt bewerkt en het niet moeilijk is om een machinist te vinden met ervaring in het frezen van roestvrij staal.
Aluminium
Aluminium is een ander materiaal dat vaak in een CNC-freesmachine wordt bewerkt. Het staat bekend om zijn uitstekende bewerkbaarheid, sterkte en corrosieweerstand. Aluminium is ook licht van gewicht, wat de afgelopen jaren heeft geleid tot zijn populariteit in de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie.
Titanium
Titanium is een biocompatibel materiaal en wordt vaak CNC-gefreesd om medische onderdelen en apparaten te maken die in contact komen met het menselijk lichaam. Het kan echter moeilijker zijn om machinaal te bewerken.
Kunststoffen
Kunststoffen worden niet altijd spuitgegoten, soms ook CNC-gefreesd.
Er zijn veel soorten kunststoffen die goede grondstoffen vormen voor een CNC-freesbewerking. Deze omvatten HDPE, nylon, PEEK, polycarbonaat, enz.
Conclusie
CNC-frezen staat bekend om zijn precisie en speelt daarom een cruciale rol in industrieën en toepassingen die werken met nauwe toleranties en hoge precisie-eisen.
Het freesproces wordt uitgevoerd op de CNC-machine die uit verschillende onderdelen bestaat, waaronder de spil die het snijgereedschap draagt, de werktafel die het werkstuk draagt en een interface die machinisten helpt met de machine te communiceren.
Je kunt CNC-freesbewerkingen uitvoeren op diverse materialen waaronder zowel metalen als kunststoffen. Houd er echter rekening mee dat, gezien de inherente procedure, de CNC-freesbewerking niet altijd wordt aanbevolen voor bulkproductie en alleen geschikt is voor kleine tot middelgrote productieprojecten.
