Cosa significa CNC？ Ti sei mai chiesto: "Cosa significa CNC?" La lavorazione CNC, o produzione CNC, è un processo che utilizza macchine a controllo numerico computerizzato (CNC), che sono strumenti come frese e torni guidati da istruzioni computerizzate che controllano la precisione degli strumenti.

Cosa è Lavorazione CNC? CNC è l'acronimo di "Computer Numerical Control" e la lavorazione CNC è definita come un processo di produzione sottrattivo, che di solito utilizza controlli di computer e macchine utensili, per produrre parti progettate su misura. Questo è un modo di produzione fondamentalmente diverso rispetto alle tecnologie additive (stampa 3D) o formative (stampaggio a iniezione). I meccanismi di rimozione del materiale hanno implicazioni significative sui vantaggi, i limiti e le restrizioni di progettazione del CNC. La lavorazione CNC è una tecnologia di produzione digitale: produce parti ad alta precisione con eccellenti proprietà fisiche direttamente da un file CAD. Grazie all'elevato livello di automazione, il CNC è competitivo in termini di prezzo sia per le parti personalizzate una tantum che per le produzioni di volume medio.

Processo di lavorazione CNC:

La lavorazione CNC è un processo di produzione che utilizza i controlli del computer per azionare e manipolare macchine e utensili da taglio per modellare materie prime, come metallo, plastica, legno, schiuma, compositi, ecc., per produrre parti personalizzate.

Il processo e le operazioni di lavorazione CNC comprendono le seguenti fasi:

Progettare modelli CAD

Converti file CAD in programmi CNC

Dotato di macchina CNC o centro di lavoro CNC

Eseguire le istruzioni per le operazioni di lavorazione.

Tipi di macchine CNC

Le prime macchine a controllo numerico risalgono agli anni '40, quando i motori furono impiegati per la prima volta per controllare il movimento di utensili preesistenti. Con l'avanzare delle tecnologie, i meccanismi sono stati migliorati con computer analogici e, infine, con computer digitali, portando all'ascesa della lavorazione CNC.

La stragrande maggioranza degli odierni arsenali CNC è completamente elettronica. Alcuni dei più comuni processi gestiti da CNC includono la saldatura a ultrasuoni, la perforazione e il taglio laser. Le macchine più frequentemente utilizzate nei sistemi CNC includono quanto segue:

Frese CNC Le frese CNC sono in grado di funzionare su programmi composti da prompt basati su numeri e lettere che guidano i pezzi su varie distanze. La programmazione utilizzata per una fresatrice potrebbe essere basata su un codice G o su un linguaggio unico sviluppato da un team di produzione. Le frese di base sono costituite da un sistema a tre assi (X, Y e Z), sebbene la maggior parte delle frese più recenti possa ospitare tre assi aggiuntivi.

Fresatura CNC a 3 assi le macchine sono molto comuni, in quanto possono essere utilizzate per produrre le geometrie più comuni. Sono relativamente facili da programmare e utilizzare, quindi i costi di lavorazione iniziali sono relativamente bassi.

L'accesso agli utensili può essere una restrizione di progettazione nella fresatura CNC. Poiché ci sono solo tre assi con cui lavorare, alcune aree potrebbero essere impossibili da raggiungere. Questo non è un grosso problema se il pezzo deve essere ruotato solo una volta, ma se sono necessarie più rotazioni i costi di manodopera e lavorazione aumentano rapidamente.

Lavorazione CNC a 5 assi descrive un sistema di produzione computerizzato a controllo numerico che aggiunge ai tradizionali movimenti lineari a 3 assi della macchina utensile (X, Y, Z) due assi di rotazione per fornire alla macchina utensile l'accesso a cinque dei sei lati del pezzo in un'unica operazione. Aggiungendo un dispositivo di tenuta del pezzo inclinabile e rotante (o perno) al piano di lavoro, la fresatrice diventa quella che viene definita una macchina 3+2, o indicizzata o posizionale, che consente alla fresa di avvicinarsi a cinque dei sei lati di una pezzo prismatico a 90° senza che l'operatore debba reimpostare il pezzo.

Non è proprio una fresatrice a 5 assi, però, perché il quarto e il quinto asse non si muovono durante le operazioni di lavorazione. L'aggiunta di servomotori agli assi aggiuntivi, oltre al controllo computerizzato per loro - la parte CNC - lo renderebbe uno. Tale macchina, che è in grado di eseguire la contornatura simultanea completa, è talvolta chiamata fresatrice CNC a 5 assi "continua" o "simultanea". I due assi aggiuntivi possono anche essere incorporati nella testa operatrice o sdoppiati: un asse sulla tavola e uno sulla testa.

I torni CNC sono ampiamente utilizzati, perché possono produrre parti a una velocità molto più elevata e a un costo unitario inferiore rispetto alle frese CNC. Ciò è particolarmente rilevante per volumi maggiori.

La principale limitazione di progettazione dei torni CNC è che possono produrre solo parti con un profilo cilindrico (si pensi a viti o rondelle). Per superare questa limitazione, le caratteristiche del pezzo sono spesso fresate a CNC in una fase di lavorazione separata. In alternativa, è possibile utilizzare centri CNC di fresatura-tornitura a 5 assi per produrre la stessa geometria in un unico passaggio.

Macchine a scarica elettrica

La lavorazione a elettroerosione (EDM), alternativamente indicata come lavorazione a tuffo e lavorazione a scintilla, è un processo chemodella i pezzi in forme particolari con scintille elettriche. Con l'EDM, si verificano scariche di corrente tra due elettrodi e questo rimuove sezioni di un dato pezzo.

Quando lo spazio tra gli elettrodi diventa più piccolo, il campo elettrico diventa più intenso e quindi più forte del dielettrico. Ciò consente il passaggio di una corrente tra i due elettrodi. Di conseguenza, porzioni di un pezzo in lavorazione vengono rimosse da ciascun elettrodo. I sottotipi di EDM includono:

Elettroerosione a filo: l'elettroerosione a filo utilizza l'elettroerosione per rimuovere porzioni da un materiale elettronicamente conduttivo.

Elettroerosione a tuffo: L'elettroerosione a tuffo utilizza un elettrodo e un pezzo imbevuto di fluido dielettrico allo scopo di formare il pezzo.

In un processo noto come flussaggio, i detriti di ogni pezzo finito vengono portati via da un dielettrico liquido, che compare una volta cessata la corrente tra i due elettrodi e ha lo scopo di eliminare eventuali ulteriori cariche elettriche.

Tagliatrici a getto d'acqua

Nella lavorazione CNC, i getti d'acqua sono strumenti che tagliano materiali duri, come granito e metallo, con applicazioni di acqua ad alta pressione. In alcuni casi, l'acqua viene mescolata con sabbia o altra sostanza fortemente abrasiva. Le aziende spesso modellano parti di macchine di fabbrica attraverso questo processo.

I getti d'acqua sono impiegati come alternativa più fredda per i materiali che non sono in grado di sopportare i processi ad alta intensità di calore di altre macchine CNC. A causa della loro natura più fredda, diversi settori come l'industria aerospaziale e mineraria si affidano ai getti d'acqua, dove li usano per intagliare e tagliare, tra le altre funzioni. Le aziende utilizzano anche taglierine a getto d'acqua per applicazioni che richiedono tagli molto complessi nel materiale, poiché la mancanza di calore impedisce qualsiasi cambiamento nelle proprietà intrinseche del materiale che potrebbe derivare dal taglio metallo su metallo.

Materiali di lavorazione CNC

Il processo di lavorazione CNC è adatto a una varietà di materiali tecnici, tra cui:

Metallo (ad es. alluminio, ottone, acciaio inossidabile, acciaio legato, ecc.)

Plastica (ad es. PEEK, PTFE, nylon, ecc.)

Legna

Schiuma

Compositi

Il materiale ottimale per la selezione da applicare a un'applicazione di produzione CNC dipende in gran parte dalla particolare applicazione di produzione e dalle sue specifiche. La maggior parte dei materiali può essere lavorata a condizione che siano in grado di resistere al processo di lavorazione, ovvero abbiano sufficiente durezza, resistenza alla trazione, resistenza al taglio e resistenza chimica e termica.

Il materiale del pezzo e le sue proprietà fisiche vengono utilizzate per determinare la velocità di taglio ottimale, la velocità di avanzamento di taglio e la profondità di taglio. Misurata in piedi di superficie al minuto, la velocità di taglio si riferisce alla velocità con cui la macchina utensile taglia o rimuove il materiale dal pezzo in lavorazione. La velocità di avanzamento, misurata in pollici al minuto, è una misura della velocità con cui il pezzo viene alimentato verso la macchina utensile e la profondità di taglio è la profondità con cui l'utensile da taglio taglia il pezzo. In genere, il pezzo in lavorazione subirà prima una fase iniziale in cui viene lavorato grossolanamente alla forma e alle dimensioni approssimative progettate su misura, quindi intraprende una fase di finitura in cui sperimenta velocità di avanzamento più lente e profondità di taglio inferiori per ottenere il suo taglio più preciso e specifiche accurate.

Applicazioni della lavorazione CNC

Una delle cose migliori della lavorazione CNC è l'ampia gamma di applicazioni che ha trovato nel corso degli anni.

Qui, abbiamo raccolto alcuni esempi recenti per illustrare come i professionisti hanno sfruttato i vantaggi della lavorazione CNC per ottenere i migliori risultati in diverse situazioni industriali. Usali come ispirazione per i tuoi progetti.

Aerospaziale

L'industria aerospaziale è stata una delle prime industrie a utilizzare la lavorazione CNC. Ciò è dovuto alla sua capacità di produrre parti leggere con eccellenti proprietà fisiche e tolleranze molto strette. La lavorazione CNC viene utilizzata sia per le parti di aeromobili che durante le fasi di sviluppo.

Settore automobilistico

La lavorazione CNC ha applicazioni nell'industria automobilistica quando è richiesta la produzione di parti personalizzate ad alte prestazioni.

Elettrico

La lavorazione CNC aiuta anche nella prototipazione e nella produzione di elettronica di consumo. Questi dispositivi elettronici includono laptop, smartphone e molti altri. Lo chassis di un Apple MacBook, ad esempio, nasce dalla lavorazione CNC di alluminio estruso e poi anodizzato.

Medico

La lavorazione CNC offre il suo utilizzo su vari materiali sicuri dal punto di vista medico. Poiché il processo è adatto a parti personalizzate una tantum, ha molte applicazioni nel settore medico. Le strette tolleranze offerte dalla lavorazione CNC sono essenziali per le elevate prestazioni dei componenti medicali lavorati.

Apparecchiature di comunicazione

Le società di comunicazione si affidano a componenti di alta qualità nella progettazione delle loro apparecchiature. Una qualità inferiore può causare guasti alle apparecchiature, con conseguenti chiamate interrotte, trasmissione video scadente e blackout delle trasmissioni satellitari. La lavorazione CNC è uno dei modi migliori per garantire apparecchiature di telecomunicazione prodotte con precisione. La tecnologia informatica consente la progettazione e la produzione di parti speciali complesse. I macchinisti CNC hanno accesso a una serie di tecniche di lavorazione innovative chelasciare che producano anche le parti più complesse.

Robotica

La precisione dimensionale è vitale nella robotica. I robot lavorano spesso tra punti fissi nello spazio e non possono accettare grandi deviazioni nella precisione dimensionale. In GT, offriamo la lavorazione CNC con una tolleranza standard di ±0,05 mm e tolleranze superiori su richiesta. Questo è fondamentale per le applicazioni che richiedono movimenti precisi e altamente ripetibili.

La lavorazione CNC consente di controllare con precisione la finitura superficiale. In molti casi robotici in cui è richiesta la presa o l'aspirazione, la planarità del pezzo e la rugosità della superficie sono proprietà critiche. La lavorazione CNC può produrre parti con una rugosità superficiale di Ra 0,8 μm e anche inferiore con ulteriori processi di finitura.

Parole finali

La fresatura CNC è un processo estremamente efficiente che aiuta a rimuovere il materiale da un pezzo con diverse complessità geometriche. Pertanto, è necessario prendere attentamente una decisione di acquisto in base alle proprie esigenze, al budget e all'orario di lavoro.

La maggior parte delle piccole fabbriche di macchine non deve lavorare su intricati schemi geometrici; pertanto, una macchina a 3 assi esegue il lavoro per loro. Per applicazioni specializzate come lavorare su geometrie complesse, i macchinisti devono acquistare una macchina a 4 assi. Se hai bisogno della massima precisione nelle tue parti lavorate e stai lavorando su geometrie complesse e inclinate, una macchina a 5 assi è quella che fa per te.

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