Overzicht van CNC-bewerking: CNC-bewerkingsproces, veelvoorkomende processen en voordelen

CNC-bewerking (Computer Numerical Control Machining) is een precisieproductieproces gebaseerd op computerprogrammacontrole. Het maakt gebruik van een computer numerical control (CNC)-systeem dat is aangesloten op de machine om de snijgereedschappen van de machine te besturen. G-codes en M-codes met bewerkingsparameterinstructies, afgeleid van het CAD-model, worden doorgestuurd naar de machine. De machine volgt dan een vooraf ingesteld pad door draaien, boren, frezen en andere bewerkingen, waarbij materiaal van het werkstuk wordt verwijderd. Dit maakt een precieze bewerking van materialen zoals metaal, kunststof en hout mogelijk, wat resulteert in onderdelen of producten die voldoen aan de ontwerpvereisten.

CNC-bewerking omvat doorgaans vier basisstappen, en ongeacht het gebruikte bewerkingsproces, moet het volgende proces worden gevolgd:

• Stap 1: Het ontwerpen van het CAD-model

  De eerste stap in CNC-bewerking is het maken van een 2D- of 3D-model van het product. Ontwerpers gebruiken doorgaans AutoCAD, SolidWorks of andere CAD-software (computer-aided design) om een nauwkeurig model van het product te bouwen. Voor complexere onderdelen kan 3D-modellering productkenmerken zoals toleranties, structurele lijnen, schroefdraad en montage-interfaces duidelijker aantonen.

• Stap 2: Converteren naar een CNC-compatibel formaat

  CNC-machines kunnen CAD-bestanden niet direct lezen. Daarom is CAM-software (computer-aided manufacturing), zoals Fusion 360 en Mastercam, vereist om het CAD-model om te zetten in CNC-compatibele numerieke besturingscode (zoals G-code). Deze code instrueert de machine om precieze snijpaden, aanvoersnelheden, gereedschapsbewegingspaden en andere parameters uit te voeren om de bewerkingsnauwkeurigheid te garanderen.

• Stap 3: Selecteer het juiste gereedschap en stel de bewerkingsparameters in

  Selecteer op basis van het materiaal, de vorm en de bewerkingsvereisten van het onderdeel een geschikte CNC-machine (zoals een CNC-freesmachine, draaibank of slijpmachine). De operator voert vervolgens de volgende voorbereidende taken uit:

  • Installeer en kalibreer het gereedschap
  • Stel parameters in zoals bewerkingssnelheid, aanvoersnelheid en snedediepte
  • Zorg ervoor dat het werkstuk stevig is vastgezet om beweging tijdens de bewerking te voorkomen
• Stap 4: Voer CNC-bewerking uit

  Zodra alle voorbereidende stappen zijn voltooid, kan de CNC-machine de bewerkingstaak uitvoeren volgens het vooraf ingestelde CNC-programma. Het bewerkingsproces is volledig geautomatiseerd, waarbij het gereedschap langs het gedefinieerde pad snijdt totdat het onderdeel is gevormd.

• Stap 5: Kwaliteitsinspectie en nabewerking

  Na de bewerking wordt het onderdeel onderworpen aan een kwaliteitsinspectie om ervoor te zorgen dat de maatnauwkeurigheid en de oppervlakteafwerking voldoen aan de ontwerpvereisten. Inspectiemethoden omvatten:

  • Maatmeting: Maatinspectie met behulp van schuifmaten, micrometers of een coördinatenmeetmachine (CMM)
  • Inspectie van de oppervlakteafwerking: Controle van de oppervlakteruwheid van het onderdeel om te bepalen of extra polijsten of schilderen nodig is
  • Montagetests: Als het onderdeel wordt geassembleerd met andere componenten, wordt een montagetest uitgevoerd om de compatibiliteit te garanderen

  Indien nodig kan nabewerking zoals ontbramen, warmtebehandeling of oppervlaktecoating worden uitgevoerd om de prestaties en duurzaamheid van het onderdeel te verbeteren.

Hoewel het CNC-bewerkingsproces geautomatiseerd is, spelen CNC-technici nog steeds een cruciale rol bij het aanpakken van zowel verwachte als onverwachte storingen en het waarborgen van een soepele bewerking. De volgende zijn de belangrijkste verantwoordelijkheden van een CNC-technicus:

• Bevestigen van productspecificaties: Nauwkeurig begrijpen van productafmetingen, toleranties en materiaaleisen op basis van ordervereisten en technische documentatie.

• Interpreteren van technische tekeningen: Het lezen van blauwdrukken, handschetsen en CAD/CAM-bestanden om designdetails van het product te begrijpen.

• Maken van CAE-modellen: Gebruikmaken van Computer-Aided Engineering (CAE)-software om bewerkingsplannen te optimaliseren en de bewerkingsnauwkeurigheid en -efficiëntie te verbeteren.

• Uitlijnen en aanpassen van gereedschappen en werkstukken: Zorgt ervoor dat snijgereedschappen, armaturen en werkstukken correct zijn geïnstalleerd en aangepast voor optimale bewerkingsomstandigheden.

• Installeren, bedienen en demonteren van CNC-machines: Correct installeren en demonteren van CNC-machines en hun accessoires, en bekwaam bedienen van verschillende CNC-apparatuur.

• Bewaken van de werking van de machine: Observeren van de machinesnelheid, gereedschapsslijtage en bewerkingsstabiliteit om een goede werking te garanderen.

• Inspectie en kwaliteitscontrole van afgewerkte producten: Inspecteren van afgewerkte onderdelen om defecten te identificeren en ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de kwaliteitsnormen.

• Bevestigen van de conformiteit van het onderdeel met het CAD-model: Vergelijken van het daadwerkelijke onderdeel met het CAD-ontwerp om te bevestigen dat de afmetingen, geometrie en toleranties van het product nauwkeurig voldoen aan de ontwerpvereisten.

De professionele vaardigheden en de nauwgezette aanpak van de CNC-technicus zijn cruciaal voor het waarborgen van de bewerkingskwaliteit, het verbeteren van de productie-efficiëntie en het verminderen van afval, en zijn een integraal onderdeel van het CNC-bewerkingssysteem.

CNC (Computer Numerical Control) bewerkingstechnologie wordt veel gebruikt in de maakindustrie voor precisiebewerking van verschillende metalen en niet-metalen materialen. Verschillende CNC-bewerkingsprocessen zijn vereist, afhankelijk van de bewerkingsvereisten. De volgende zijn enkele veelvoorkomende CNC-bewerkingsprocessen:

• 1. CNC-frezen

  CNC-frezen is een bewerkingsmethode die een roterend gereedschap gebruikt om werkstukken te snijden. Het is geschikt voor het bewerken van vlakke oppervlakken, gebogen oppervlakken, groeven, gaten en complexe geometrische structuren. De belangrijkste kenmerken zijn als volgt:

  • Het is geschikt voor het bewerken van een verscheidenheid aan materialen, zoals aluminium, staal, roestvrij staal en kunststoffen.
  • Het is in staat tot zeer nauwkeurige en efficiënte meerassige bewerking (zoals 3-assig, 4-assig en 5-assig frezen).
  • Het is geschikt voor massaproductie van precisieonderdelen, zoals behuizingen, beugels en mallen.
• 2. CNC-draaien

  CNC-draaibanken gebruiken een roterend werkstuk en een vast gereedschap om te snijden. Ze worden voornamelijk gebruikt voor het bewerken van cilindrische onderdelen, zoals assen, ringen en schijven. De belangrijkste kenmerken zijn als volgt:

  • Het is geschikt voor efficiënte bewerking van symmetrische roterende onderdelen.
  • Het kan interne en externe cirkels, conische oppervlakken, schroefdraad, groeven en andere structuren verwerken. Geschikt voor massaproductie, het wordt vaak gebruikt bij de productie van auto-onderdelen, luchtvaartlagers, elektronische connectoren en meer.
• 3. CNC-boren

  CNC-boren is het proces van het bewerken van doorlopende of blinde gaten in een werkstuk. Het wordt typisch gebruikt voor schroefgaten, pengaten en andere componenten die worden gebruikt bij de montage van onderdelen. De belangrijkste kenmerken zijn als volgt:

  • Geschikt voor het bewerken van gaten van verschillende diepten en diameters.
  • Kan worden gecombineerd met tappen om schroefdraad in het gat te creëren.
  • Van toepassing op een verscheidenheid aan materialen, waaronder metalen, kunststoffen en composieten.
• 4. CNC-boren

  CNC-boren wordt gebruikt om bestaande gaten te vergroten of te verfijnen om de maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking te verbeteren. De belangrijkste kenmerken zijn als volgt:

  • Geschikt voor het bewerken van zeer nauwkeurige, grote gaten.
  • Wordt vaak gebruikt voor onderdelen die een nauwkeurige tolerantiecontrole vereisen, zoals motorblokken en hydraulische cilinders.
  • Kan worden gecombineerd met andere processen, zoals frezen en draaien, om complexere bewerkingsbehoeften te bereiken.
• 5. CNC-vonkverspanen (EDM)

  Vonkverspanen (EDM) gebruikt gepulseerde elektrische ontladingen tussen een elektrode en een werkstuk om materiaal te verwijderen. Het is geschikt voor het bewerken van materialen met een hoge hardheid en complexe onderdelen.

  • Het is geschikt voor materialen die moeilijk te bewerken zijn met traditionele snijmethoden, zoals hardmetaal en titaniumlegeringen.
  • Het kan fijne details en zeer nauwkeurige mallen verwerken, zoals spuitgietmallen en precisie-elektronische componenten.
  • Het is geschikt voor spanningsvrije bewerking zonder mechanische schade aan het oppervlak van het werkstuk.

CNC-bewerkingsprocessen zijn divers, elk met zijn eigen unieke kenmerken, geschikt voor verschillende bewerkingsbehoeften. Frezen, draaien en boren zijn de meest voorkomende basisprocessen, terwijl EDM, lasersnijden en waterstraalsnijden geschikt zijn voor het bewerken van gespecialiseerde materialen en complexe structuren. Het kiezen van het juiste CNC-bewerkingsproces verbetert niet alleen de productie-efficiëntie, maar zorgt ook voor de precisie en kwaliteit van de onderdelen, en voldoet aan de hoge eisen van de moderne productie.

CNC (Computer Numerical Control) bewerking is een kerntechnologie geworden in de moderne productie. In vergelijking met traditionele handmatige of semi-automatische bewerkingsmethoden biedt CNC-bewerking een hogere precisie, efficiëntie en consistentie. De volgende zijn de belangrijkste voordelen van het kiezen van CNC-bewerking:

• Hoge precisie en consistentie

  CNC-bewerking gebruikt computerprogramma's om de gereedschapsbeweging te besturen, waardoor precieze afmetingen en vorm voor elk werkstuk worden gegarandeerd. In vergelijking met traditionele bewerkingsmethoden kan CNC-bewerking een nauwkeurigheid op micronniveau bereiken en consistentie garanderen in de massaproductie, waardoor productafwijkingen veroorzaakt door menselijke fouten worden geëlimineerd. Het is geschikt voor het bewerken van onderdelen met hoge tolerantie-eisen, zoals in industrieën als de lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur en elektronica. Meerassige bewerking (zoals 5-assige CNC) kan ook worden gebruikt om complexe geometrieën te bereiken, waardoor de insteltijden worden verkort en de precisie wordt verbeterd.

• Verbeterde productie-efficiëntie

  CNC-machines kunnen continu werken, waardoor handmatige tussenkomst wordt verminderd en de productie-efficiëntie wordt verbeterd. Bovendien kunnen CNC-machines door automatische gereedschapswisseling (ATC) en meerassige bewerkingstechnologie meerdere bewerkingsstappen in één enkele opstelling voltooien, waardoor de productiecycli aanzienlijk worden verkort en ze geschikt zijn voor grootschalige productie. Dit vermindert de gereedschapswisseling en de insteltijd van de machine, waardoor de output per tijdseenheid toeneemt. In vergelijking met traditionele handmatige bewerking kunnen CNC-machines 24/7 werken, waardoor de productiekosten worden verlaagd.

• Sterke capaciteit voor complexe onderdelenverwerking

  CNC-bewerking kan gemakkelijk onderdelen met complexe geometrieën en hoge precisie-eisen aan. Met name meerassige CNC-machines kunnen meer-oppervlaktebewerking in één enkele bewerking voltooien, waardoor de accumulatie van fouten veroorzaakt door herhaaldelijk klemmen wordt vermeden. Dit maakt ze geschikt voor industrieën met hoge eisen aan de complexiteit van onderdelen, zoals de lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur en de auto-industrie. Ze kunnen ook spiraalvormen, complexe interne structuren en gebogen oppervlakken verwerken, wat moeilijk te bereiken is met traditionele processen.

• Compatibiliteit met verschillende materialen

  CNC-bewerking is geschikt voor een breed scala aan materialen, waaronder metalen (aluminiumlegeringen, roestvrij staal, titaniumlegeringen, koper, enz.), kunststoffen (POM, ABS, nylon, enz.), composietmaterialen en keramiek. Hierdoor kan CNC-bewerking voldoen aan de behoeften van diverse toepassingsscenario's. Bovendien kan CNC-bewerking ook materialen met hoge sterkte en hoge hardheid verwerken, zoals titaniumlegeringen van vliegtuigkwaliteit en roestvrij staal met hoge sterkte, waardoor het geschikt is voor de productie van precisiecomponenten in verschillende industrieën, waaronder elektronica, medisch en automotive.

• Lagere productiekosten

  Hoewel CNC-bewerking een aanzienlijke initiële investering in apparatuur vereist, kan het de eenheidskosten op de lange termijn aanzienlijk verlagen. De hoge bewerkingscapaciteit, lage afvalpercentages en arbeidsbesparende functies maken CNC-bewerking economischer voor grootschalige productie.