آیا شما یک طراح محصول هستید که به دنبال تبدیل ایده محصول خود به واقعیت هستید، احتمالاً به دنبال انتخاب یک فناوری برای ساخت دقیق قطعات خود هستید.
ماشین‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC) همه این الزامات و موارد دیگر را برآورده می‌کنند. این ماشین‌ها نه‌تنها می‌توانند قطعات ساده و پیچیده را بادقت ایجاد کنند، بلکه سریع و مقرون‌به‌صرفه نیز هستند. بااین‌حال، انواع مختلفی از ماشین CNC وجود دارد که هرکدام دارای طراحی منحصربه‌فرد و مناسب برای ایجاد ویژگی‌های مختلف قطعه هستند.
در این مقاله در باره ده مورد از رایج‌ترین انواع دستگاه‌های CNC در صنعت تولید صحبت خواهیم کرد. شما در مورد نحوه عملکرد هر یک از این ماشین‌ها و فرایندهای مختلف تولید و عملیاتی که می‌توانند انجام دهند، اطلاعات بسیار مفیدی کسب خواهید کرد.
فناوری CNC چیست؟
کنترل عددی کامپیوتری (CNC) ایده کنترل خودکار ماشین‌ابزار را از طریق نرم‌افزار و کد از پیش برنامه‌ریزی‌شده توصیف می‌کند.
فرایند ماشین‌کاری CNC با مدل‌سازی سه‌بعدی قطعه موردنظر با استفاده از نرم‌افزار CAD (Computer-Aided Design) آغاز می‌شود. سپس، مدل سه‌بعدی در یک نرم‌افزار CAM (Computer-Aided Manufacturing) بارگذاری می‌شود و مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های کامپیوتری (G-code) ایجاد می‌کند که توالی حرکات ابزارهای برش را روی قطعه کار کنترل می‌کند.
حال بیایید به انواع مختلف ماشین‌های CNC و تفاوت آنها نگاه کنیم.
ماشین‌های فرز CNC
دستگاه‌های فرز CNC یا آسیاب CNC رایج‌ترین نوع ماشین CNCاست. این ماشین ها دارای یک ابزار برش چند تیغه‌ای هستند که به یک دوک متصل شده و برای چرخش با سرعت بالا بر روی یک قطعه کار ثابت ساخته شده است. آنها برای ایجاد حفره‌ها، برش‌های زاویه‌دار، سوراخ‌های خارج از مرکز و ویژگی‌های پیچیده ایده‌آل هستند.
روتر CNC
روترهای CNC یا ماشین‌های مسیریابی بسیار شبیه به دستگاه‌های فرز CNC هستند. آنها از یک ابزار برش چند تیغه‌ای استفاده می‌کنند که در مقابل قطعه کار می‌چرخد تا قطعات موردنظر را ایجاد کند. بااین‌حال، درحالی‌که دستگاه‌های فرز CNC معمولاً برای فلزات سخت و مواد صنعتی استفاده می‌شوند، روترهای CNC برای برش مواد نرم‌تر و ظریف‌تر مانند پلاستیک، چوب و فوم مناسب‌تر هستند. آنها برای ایجاد پانل‌ها، نمونه‌های اولیه پلاستیکی و قالب‌هایی برای کاربردهای قالب‌گیری تزریقی ایده‌آل هستند.
تراش CNC
تراش‌های CNC یا ماشین‌های تراشکاری شباهت‌هایی با آسیاب‌ها و روترهای CNC دارند. آنها دارای چاک و دوک هستند و به فناوری CNC متکی هستند. بااین‌حال، این ماشین‌ها در روش کار خود متفاوت هستند که دقیقاً برعکس هستند.
در ماشین‌های تراش CNC، چاک و دوک، قطعه کار را در مقابل یک ابزار برش ثابت نگه می‌دارند و می‌چرخانند. این ماشین‌ها معمولاً دارای پیکربندی 3 محوره هستند و می‌توانند به تلورانس‌هایی تا 4± میکرومتر دست یابند؛ بنابراین، آنها برای ماشین‌کاری اشکال پیچیده استوانه‌ای ایده‌آل هستند.
اگر پروژه ماشین‌کاری شما نیاز به فرایندهای تراشکاری باکیفیت دارد، از جمله تراشکاری مخروطی، سوراخ‌کردن، جداسازی و ایجاد شیار، ماشین تراش CNC تجهیزات ایده‌آلی برای استفاده است. همچنین می‌توانید از این دستگاه برای عملیات باز کردن، سوراخ‌کردن، لکه‌کشی و برش نخ استفاده کنید. بااین‌حال، به‌خاطر داشته باشید که تراش‌های CNC با ضخیم‌تر شدن قطعه کار، دقت کمتری پیدا می‌کنند.
برش لیزری CNC
برش‌های لیزری CNC از نظر شکل یا ویژگی‌هایی که می‌توانند ماشین‌کاری کنند شبیه دستگاه‌های فرز CNC هستند. بااین‌حال، آنها با همتایان آسیاب خود با انجام عملیات برش با استفاده از پرتوهای لیزر متفاوت هستند.
پرتو لیزر ستونی از نور با شدت بالا است. هنگامی که روی قطعه کار متمرکز می‌شود، قطعه کار را ذوب می‌کند تا برشی ایجاد شود. فناوری CNC توالی حرکات برش لیزر (و پرتو لیزر) را تا زمانی که قطعه سفارشی موردنظر ساخته شود، کنترل می‌کند.
برش لیزری CNC سطح بالایی از دقت برش را ارائه می‌دهد و برای برش طیف گسترده‌ای از مواد از جمله فلزات، پلاستیک و چوب سخت عالی است. علاوه بر این، دقت بسیار بالای آنها، آنها را برای ماشین‌کاری نام تجاری و لوگوی شما بر روی یک قطعه CNC آسیاب شده یا تراشیده ایده‌آل می‌کند.
دستگاه‌های برش پلاسما CNC
دستگاه‌های برش پلاسما CNC همچنین سطح بالایی از دقت برش و طیف گسترده‌ای از سازگاری مواد را مانند برش‌های لیزری ارائه می‌دهند. آنها فقط در انجام عملیات برش با استفاده از مشعل پلاسما با برش‌های لیزری متفاوت هستند.
مشعل پلاسما، پلاسمای پرقدرت (یا گاز شارژ شده) تولید می‌کند که می‌تواند به دمای 50000 درجه فارنهایت برسد.
ماشین‌های تخلیه الکتریکی (EDM)
ماشین‌های تخلیه الکتریکی CNC که به‌عنوان ماشین CNC جرقه‌ای نیز شناخته می‌شوند، از جرقه‌های الکتریکی ناشی از یک ابزار فلزی برای برش قطعه کار به شکل دلخواه استفاده می‌کنند. مانند ماشین‌های برش پلاسما، ماشین‌های تخلیه الکتریکی نیز نیاز دارند که قطعه کار رسانای الکتریکی باشد. این نیاز سختگیرانه وجود دارد؛ زیرا ابزار فلزی به‌عنوان یک الکترود عمل می‌کند و فقط می‌تواند مواد رسانای الکتریکی را متلاشی کند.
ماشین‌های تخلیه الکتریکی برای ماشین‌کاری ریز شکاف‌ها، سوراخ‌ها و قسمت‌های زاویه‌دار در فلزات دشوار ماشین‌کاری، مانند فولاد پرکربن و فولاد سخت شده، ایده‌آل هستند.
برش جت آب CNC
همان‌طور که از نام آن پیداست، یک کاتر جت آب CNC از جت‌های آب پرفشار (یا مخلوطی از آب و یک ماده ساینده) برای برش مواد استفاده می‌کند. فناوری کنترل عددی کامپیوتری، توالی حرکت جت آب را برای ایجاد قطعه نهایی موردنظر کنترل می‌کند.
برش‌های واترجت CNC کاملاً شبیه برش‌های پلاسما و لیزر CNC هستند به این معنا که نیاز به ماشین‌ابزار را از بین می‌برند. بااین‌حال، برخلاف CNC پلاسما و برش لیزری، برش‌های جت آب CNC مخصوصاً برای موادی با مقاومت حرارتی پایین مانند آلومینیوم و پلاستیک مناسب هستند. منظور ما از “مقاومت حرارتی کم” این است که وقتی مواد را در معرض دمای بالا قرار می‌دهید، مستعد ذوب‌شدن هستند.
ماشین سنگ‌زنی
ماشین‌های سنگ‌زنی دارای چرخ‌هایی هستند که مواد را از قطعه کار جدا می‌کنند تا محصولی مطابق با خواسته شما ایجاد شود. این ماشین‌ها همچنین دارای سیستم‌های کنترل حرارتی هوشمند هستند که دمای چرخ سنگ‌زنی را بررسی می‌کنند و تغییراتی را که ممکن است بر دقت قطعات ماشین‌کاری شده تأثیر بگذارد، جبران می‌کنند.
تمام این مزایا باعث می‌شود ماشین‌های سنگ‌زنی CNC برای کاربردهای تولید بادقت بالا ایده‌آل باشند. به‌عنوان‌مثال، می‌توانید از ماشین‌های سنگ‌زنی CNC برای ایجاد قطعات فلزی باکیفیت بالا برای شفت‌های انتقال، میل بادامک و سایر قطعات پیچیده که نیاز به پرداخت دقیق سطح دارند، استفاده کنید.
ماشین‌آلات حفاری CNC
ماشین‌های حفاری CNC کاملاً شبیه ماشین‌های حفاری سنتی هستند. آنها از یک ابزار برش دوار برای ایجاد سوراخ در یک قطعه کار ثابت استفاده می‌کنند. بااین‌حال، ازآنجایی‌که ماشین‌های حفاری CNC به فناوری CNC متکی هستند، دقیق‌تر و همه‌کاره‌تر از ماشین‌های حفاری سنتی هستند.
اگر به دنبال ساخت توپی، چرخ‌دنده و شفت ماشین‌کاری هستید، باید ماشین‌های حفاری CNC را انتخاب کنید.
دستگاه CNC شش محوره
محور یک دستگاه CNC تعداد جهات مستقلی را که ابزار برش CNC یا قطعه کار می‌تواند برای ایجاد یک قطعه ماشین‌کاری شده حرکت دهد، توصیف می‌کند. به‌عنوان‌مثال، یک دستگاه CNC سه محوره معمولاً در امتداد محور X عمودی، محور Y افقی و محور Z عمق برای ماشین‌کاری قطعه کار و ایجاد یک قطعه تمام شده عمل می‌کند.
بااین‌حال، فناوری ماشین‌های CNC در سال‌های اخیر پیشرفت کرده و قابلیت‌های 6 محوره را نیز شامل می‌شود. ماشین‌های CNC شش محوره حرکت خطی سه محوره ماشین‌های 3 محوره را با چرخش حول محورهای X، Y و Z ترکیب می‌کنند. این دستگاه تضمین می‌کند که ابزار برش عمود بر سطح مواد در چندین صفحه باقی می‌ماند و به شما امکان می‌دهد قطعات پیچیده ایجاد کنید. ماشین‌های 6 محوره می‌توانند تقریباً هر طرح پیچیده‌ای را بسازند.