Precisie is van het grootste belang geworden voor moderne fabrikanten. Van kleine tot grote industrieën, niemand doet concessies aan precisie. Heb je ooit gedacht aan de complexe geometrieontwerpen van verschillende materialen? Er zijn bijvoorbeeld ingewikkelde ontwerpen van voertuigcarrosserieën, vliegtuigen en nog veel meer. Als je perfectie ziet in deze entiteiten, is de eerste vraag die bij je opkomt: wat is precisiebewerking?
Het is inderdaad het hart van de moderne productie-industrie. Kennis van dit proces is dus cruciaal om de gewenste resultaten te behalen. Bovendien benadrukt het begrijpen van precisiebewerking het belang ervan op elk gebied. Ben je nieuw met dit concept? Geen nood! In dit artikel zal ik alles over dit proces in detail uitleggen. Dus laten we beginnen!
Wat is precisiebewerking?
Precisiebewerking is de procedure voor het vormen en snijden van verschillende materialen. Dit proces maakt gebruik van geavanceerde en geautomatiseerde gereedschappen en machines. Sommige van deze gereedschappen snijden het werkstuk, andere vormen het en weer andere geven het een fijne afwerking. Het is dus geen proces in één stap, maar bestaat uit meerdere stappen om het gewenste resultaat te bereiken.
Vroeger was precisiebewerking een eenvoudig proces. Er werden eenvoudige en handmatige machines en gereedschappen gebruikt, waardoor de gevormde producten niet erg nauwkeurig waren. Maar met de huidige technologie is dit proces geavanceerd geworden. Nu worden geautomatiseerde en computergestuurde besturingsgereedschappen gebruikt. Deze gereedschappen snijden, vormen en bewerken verschillende materialen nauwkeurig.
Deze materialen omvatten kunststof, keramiek en bijna alle soorten metaal. Dit betekent dat je verschillende materialen kunt bewerken om verschillende vormen voor verschillende doeleinden te verkrijgen. Daarom is precisiebewerking een noodzaak geworden in veel industrieën. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt in de luchtvaart-, metaal-, auto-, scheepvaart- en elektronica-industrie.
Stappen in het precisiebewerkingsproces
Ik hoop dat het bovenstaande gedeelte het basisidee over precisiebewerking uitlegt. Toch? Maar zoals ik hierboven al zei, is dit niet één enkel proces. Het is dus cruciaal om de stappen in detail te bespreken voor een beter begrip. In de onderstaande paragraaf zal ik de stappen van dit proces bespreken.
1- Een grafisch model ontwerpen
Dit is de eerste stap waarin ingenieurs een grafisch model maken van het bewerkte onderdeel. Dit model wordt eerst ontworpen als een ruwe schets. Daarna wordt het met CAD omgezet in een 3D-model.
(Computer-Aided Design) software. Met deze software kun je het model nauwkeurig inspecteren. Dit model heeft diepe details van het onderdeel om een goede bewerking te garanderen.
Het bevat informatie over de afmetingen, toleranties en eigenschappen van het materiaal. Deze informatie minimaliseert fouten en behoudt de nauwkeurigheid. Bovendien kun je wijzigingen aanbrengen als dat nodig is voordat je gaat bewerken. Daarom bepaalt de nauwkeurigheid van dit model de nauwkeurigheid van het eindproduct.
2- CAD omzetten naar CAM
CAD-software bereidt alleen het ontwerpmodel voor. Dit ontwerpmodel is echter niet bruikbaar voor gereedschappen om mee te werken. Hier vindt de conversie van CAD naar CAM plaats. CAM (Computer-Aided Manufacturing) is software die het ontwerpmodel vertaalt. Het zet dat grafische model om in G-code en M-code, die leesbaar zijn voor gereedschappen.
Deze software geeft instructies aan de gereedschappen om het werkstuk te snijden. HOE? CAM-software maakt de freesbaan. De freesgereedschappen volgen deze freesbaan, wat zorgt voor precisie en minimale materiaalverspilling. Bovendien stelt deze software ook de snedediepte, gereedschapssnelheid en voedingssnelheid in.
3- CNC machine-instelling
De derde stap is het instellen van CNC machines. Deze machines werken met de instructies van CAM software, dus hun handmatige instelling is cruciaal voor een betere efficiëntie. Bij het instellen van CNC machines moet je met een aantal dingen rekening houden. Bijvoorbeeld de juiste uitlijning van CNC machines, of ze in alle X-, Y- en Z-assen kunnen bewegen.
Bovendien moet je zorgen voor de juiste klemming van het werkstuk. Waarom? Een kleine beweging kan de hele freesprocedure beïnvloeden en de precisie aantasten. Daarom moet je ook controleren of de CAM-instructies correct zijn geladen in het besturingssysteem van de machine. Een generale repetitie is ook cruciaal voordat het werkstuk wordt aangezet.
Het zorgt ervoor dat alle gereedschappen de gegeven instructies voor de freesbanen volgen. Tot slot zijn de selectie en instelling van de juiste gereedschappen cruciaal. Als je bijvoorbeeld het werkstuk gaat boren, moet je boorgereedschap installeren. Bovendien moeten er koel- en smeermiddelen aanwezig zijn voordat alle gereedschappen worden gebruikt om warmteproductie te voorkomen. Controleer tot slot alle instellingen en breng indien nodig aanpassingen aan.
4- De bewerking uitvoeren
Zodra alle gereedschappen en machines zijn afgesteld, begint het primaire bewerkingsproces. De bewerking drukt het exacte modelontwerp af op het onbewerkte werkstuk. Dit proces wordt in gang gezet door CNC-gereedschappen. Deze gereedschappen decoderen de instructies van de CAM-software. Ze volgen die instructies en het gereedschapspad en beginnen met het bewerken van het werkstuk.
Bij machinale bewerking kan het echter gaan om boren, slijpen, snijden of frezen. CAD-software bepaalt al de snelheid van de gereedschappen en de diepte van de sneden. Tijdens het bewerken is het echter cruciaal om het hele proces in de gaten te houden. Geavanceerde CNC gereedschappen hebben sensoren die waarschuwen als de gereedschappen afwijken van de instructies.
5- Nabewerking en afwerking
Het bewerkingsproces snijdt of boort alleen in het werkstuk. Er zijn dus nog steeds scherpe randen aanwezig op het werkstuk. Die randen kunnen schadelijk zijn en de esthetiek van het product verminderen. Nabewerking en afwerking vinden plaats om ze te verwijderen. Je kunt dit proces uitvoeren met behulp van verschillende gereedschappen en technieken.
Handvulling, trommelen en schuurmiddelen zorgen bijvoorbeeld voor delicate oppervlakken. Een ander afwerkingsproces is polijsten en slijpen. Polijsten zorgt voor een glad oppervlak en een spiegelachtig uiterlijk. Slijpen verwijdert echter scherpe randen. Technologieën zoals elektrochemische en warmtebehandelingen geven het product ook een delicaat uiterlijk.
Soorten precisiemachines
Precisiebewerking is een veelzijdig proces waarbij verschillende soorten machines worden gebruikt. Sommige van die machines hebben eenvoudige ontwerpen, terwijl andere geavanceerde technologie gebruiken. Kennis van al deze machines is cruciaal voordat je begint met precisiebewerking. In dit gedeelte geef ik een gedetailleerd overzicht van al deze machines.
1- CNC-freesmachines
CNC freesmachines zijn de meest geavanceerde soort precisiebewerkingsmachines. Frezen verwijst naar het snijden en vormen van vaste materialen. Deze machines snijden en vormen de materialen dus met een hogere nauwkeurigheid. Hoe? Deze machines gebruiken verschillende snijgereedschappen die werken met computerinstructies.
Instructies worden aangeleverd in de vorm van CAD en CAM software. CNC freesmachines decoderen deze instructies en werken volgens deze instructies. Deze geavanceerde gereedschappen hebben meerassige mogelijkheden. Hun 3-assig model kan bijvoorbeeld het materiaal snijden in 3 assen (x,y,z). Maar het 5-assige model kan het materiaal in 5 mogelijke assen vormen.
Daarom zijn CNC freesmachines het populairst voor het maken van complexe geometrieën. Bovendien kunnen CNC freesmachines verschillende freesbewerkingen uitvoeren. Ze ontwikkelen bijvoorbeeld contouren, gaten, sleuven en draden. Wat ik leuk vind aan deze machines is dat ze gemakkelijk verschillende soorten materiaal kunnen bewerken. Ze kunnen bijvoorbeeld kunststof, hout en metalen efficiënt bewerken.
2- CNC-draaimachines
Deze machines werken ook met computerinstructies. De vormen die deze machines maken zijn echter voornamelijk cilindrisch. Ze gebruiken verschillende gereedschappen om het roterende werkstuk te snijden. Ik zal hun werkingsprincipe in detail uitleggen. Eerst wordt het werkstuk vastgeklemd met een draaiende spindel.
Alle snijgereedschappen zijn nauwkeurig gepositioneerd en bewegen met het werkstuk mee. Als het draaien begint, volgen de snijgereedschappen de voorgedefinieerde gereedschapsbaan en verwijderen ze materiaal van het werkstuk. Hierdoor wordt een cilindrische vorm verkregen. De snelheid en vorm van het ontwerp zijn echter vooraf bepaald, zodat het product een hoger precisieniveau heeft.
Je kunt cilindrische vormen en andere vormen verkrijgen, zoals conische en spiraalvormige vormen. Dit hangt af van de soorten draaibewerkingen. Deze bewerkingen zijn conisch draaien, draadsnijden, vlakken en kotteren. Draaimachines worden gebruikt in de automobiel-, medische, olie- en gasindustrie.
3- CNC Draaibanken
Het werkingsprincipe van de CNC draaibank is hetzelfde als die van de eerder genoemde machines. Deze machines zijn geautomatiseerd en werken met computerinstructies. Hun vroegere model kan alleen draaibewerkingen uitvoeren en de gereedschappen langs drie assen bewegen. Door de geavanceerde technologie zijn hun ontwerp en functies echter veranderd.
Nu kunnen deze machines verschillende bewerkingen uitvoeren, zoals frezen, boren en tappen. Ze kunnen op meerdere assen bewegen en complexe geometrische ontwerpen maken. Bij deze machines is het werkstuk verbonden met de spindel en draait het rond. CNC snijgereedschappen werken met computerinstructies en verwijderen materiaal. De snelheid en het gereedschapspad van de gereedschappen zijn vooraf gedefinieerd en foutloos.
4- CNC Boormachines
CNC boormachines zijn bedoeld voor het maken van gaten in het werkstuk. Deze machines werken ook met CAM- en CAD-software en maken precieze gaten. Daarom zijn ze populair in de auto- en luchtvaartindustrie. De vraag rijst echter: hoe maken ze gaten? In principe moet je voor het boren een specifieke boor kiezen.
Deze boren variëren in grootte en zijn geschikt voor verschillende soorten materialen. Nadat de boor is gekozen, wordt deze aangesloten op een spindel die beweegt. Het werkstuk blijft tijdens het hele proces stilstaan. Het boorgereedschap verwijdert het materiaal van het werkstuk. Hierdoor wordt een gat van een specifieke grootte gevormd. De grootte en diepte van het gat zijn echter al bepaald.
Naarmate de technologie voortschrijdt, is ook het ontwerp van deze boormachines veranderd. Hun nieuwe model beperkt zich niet tot het maken van gaten, maar kan ook boren en tappen. Bovendien hebben de allernieuwste CNC boormachines ook een gereedschapswisselsysteem. Dit systeem wisselt automatisch de boren van verschillende grootte voor verschillende gaten.
5- Meerassige CNC machines
Meerassige machines zijn de geavanceerde versie van traditionele CNC machines. Het oude ontwerp kon de freesgereedschappen in slechts drie assen of richtingen bewegen. Meerassige CNC machines kunnen de freesgereedschappen echter in 4, 5 en 6 assen bewegen. Deze machines kunnen dus ingewikkelde, complexe en precieze ontwerpen maken op verschillende materialen.
Bij 4-assige machines zijn de drie assen x, y en z; de extra as is de A-as. Met deze as kan het snijgereedschap cilindrische onderdelen maken. Bij 5-assige CNC machines zijn twee extra assen A en C. Met deze assen kan het gereedschap het werkstuk onder vijf hoeken snijden. CNC machines met 6 assen ten slotte hebben zes verschillende assen. Dit is het geavanceerde model en is aanwezig in robotsystemen.
6- Elektro-ontladingsbewerking (EDM)
Deze machines voeren freesbewerkingen uit met behulp van elektrische vonken. Ik zal hun werk uitleggen. Het snijgereedschap dat als kathode fungeert en het werkstuk worden in diëlektrische vloeistof geplaatst, met een kleine spleet ertussen. Wanneer de spanning wordt toegepast, wordt er een elektrische vonk geproduceerd met een temperatuur tot 10.000°C.
Zo'n hoge temperatuur doet het te bewerken deel van het werkstuk smelten. De procedure gaat door totdat de gewenste vorm is verkregen. Je vraagt je misschien af wat de rol van diëlektrische vloeistof is. Deze vloeistof spoelt het puin weg, koelt het werkstuk en werkt als een isolator wanneer er geen vonkontsteking is.
Verschillende soorten vonkmachines zijn specifiek voor verschillende freesbewerkingen. De zinkvonkmachines maken bijvoorbeeld holtes in het werkstuk, zoals matrijzen. De vonkmachines voor gatboren maken gaten van verschillende afmetingen in het werkstuk. Vonkmachines worden vaak gebruikt in de medische, luchtvaart- en metaalbewerkingsindustrie.
7- Zwitserse machines
Zwitserse machines zijn geavanceerde en precieze machines om delicate ontwerpen te maken. Ze zijn ontstaan in Zwitserland om ingewikkelde horlogeontwerpen te maken. Later werden ze populair bij het maken van medische apparatuur en luxe goederen. Hun werkwijze verklaart hun precisieniveau. Laten we eens uitleggen hoe deze machines werken.
Deze machines hebben een geleidebusondersteuning. Deze ondersteuning houdt het werkstuk vast tijdens het snijden en voorkomt extra trillingen. Het snijgereedschap is axiaal gepositioneerd en beweegt mee met het werkstuk. Bij Zwitsers bewerken bewegen gereedschap en werkstuk samen. Deze machines hebben meerassige modellen, zodat het snijgereedschap in vele assen kan bewegen.
Complexe geometrieontwerpen zijn dus mogelijk met deze machines. Wat ik goed vind aan deze machines is hun staafvoersysteem. Dit systeem voert continu grondstoffen toe tijdens het bewerken. Dit betekent dat je een grote hoeveelheid producten tegelijk kunt produceren. Deze machines kunnen snel nauwkeurige, delicate en ingewikkelde ontwerpen maken.
8- CNC lasersnijmachines
Zoals de naam al aangeeft, gebruiken deze machines geavanceerde lasertechnologie voor precisiebewerking. Deze machines maken gebruik van een CNC-besturingssysteem en voeren verschillende bewerkingen uit. Maar hoe genereert en snijdt de laser het materiaal? Dat hangt af van de lasersnijmachine waarmee je de bewerking uitvoert. Ik zal het uitleggen.
Er zijn drie lasersnijmachines die elk een andere laser produceren. De eerste is de CO₂-lasersnijmachine. Deze machine creëert een laserstraal met behulp van een mengsel van CO₂, helium, stikstof en waterstofgas.
Het tweede type is fiber lasersnijmachines. Deze machines genereren laserstralen door krachtig licht door een glasvezelkabel te sturen.
Tenslotte produceren kristallasersnijmachines laserstralen met synthetische kristalmedia. Deze media zijn onder andere neodymium-gedoopt yttrium-aluminium-garnet (Nd: YAG). Daarom wordt dit type ook wel YAG lasersnijmachines genoemd. Alle laserstralen verspreiden zich overal, dus de lens richt ze.
Wanneer deze gerichte laserstraal het werkstuk raakt, smelt het. Het gesmolten materiaal verdampt vanzelf, waardoor een specifieke vorm ontstaat. De vorm en het ontwerp zijn echter vooraf gedefinieerd door CAM- en CAD-software. Daarom hebben ze een uitstekende precisie. Lasersnijmachines worden gebruikt in de ruimtevaart, elektronica en bewegwijzering.
Voordelen van CNC precisiebewerking
Je hebt een idee van de vooruitgang en toepassing van precisiebewerking. Maar wat maakt CNC-verspaning de ruggengraat van hightech productie? De voordelen beantwoorden deze vraag. Laten we hieronder de meest voorkomende voordelen van CNC precisiebewerking bespreken.
1- Hoge nauwkeurigheid
Omdat de wereld vooruitgaat, staat iedereen achter perfectie. Een kleine fout is onaanvaardbaar in het moderne tijdperk van vandaag. Daarom biedt dit CNC bewerkingsproces een uitstekend nauwkeurigheidsniveau. Dit proces maakt gebruik van machines die werken met computerinstructies. De CAD- en CAM-software stuurt deze gereedschappen aan om het materiaal te snijden. Het uiteindelijke product is dus volledig foutloos.
Bovendien blijven deze machines consistent. Om gerepliceerde ontwerpen te maken, hoef je maar één keer instructies te geven. De exacte en nauwkeurige identieke ontwerpen worden in een mum van tijd gemaakt. Deze machines zijn dus ook tijdbesparend. Tot slot hebben CNC machines waarschuwingssensoren. Deze sensoren waarschuwen je bij elke afwijking. Zo wordt de nauwkeurigheid nog verder verbeterd.
2- Strenge tolerantie
Voordat we dit voordeel bespreken, leggen we eerst tolerantie uit. Tolerantie is een term die in de productie-industrie wordt gebruikt om te verwijzen naar aanvaardbare afwijkingen. Eenvoudig gezegd geeft tolerantie aan hoeveel een product afwijkt van het perfectieniveau. Het wordt gemeten in microns of inches. De CNC machine maakt producten met nauwe toleranties.
Dit betekent dat deze producten een minimale afwijking vertonen van de gespecificeerde afmetingen. Een nauwe tolerantie geeft aan dat producten precies passen en de juiste uitlijning hebben. Het CNC-bewerkingsproces levert ±0,001 inch, wat verwaarloosbaar is. Daarom wordt CNC verspanen gebruikt in industrieën die strakke toleranties vereisen.
3- Kosteneffectiviteit op de lange termijn
Het CNC precisiebewerkingsproces is in het begin inderdaad duur. Het gebruik van geavanceerde technologie rechtvaardigt de hoge kosten. Op de lange termijn is het echter kosteneffectief. HOE? Zoals je weet werken deze machines automatisch. Er is dus geen extra personeel nodig, waardoor de arbeidskosten dalen.
Deze machines zijn herhaalbaar zodat je snel meerdere kopieën kunt maken. Met als resultaat,
neemt het productievolume toe en dalen de productiekosten. Bovendien werken deze machines niet handmatig, waardoor er minder materiaal wordt verspild. Tot slot kunnen deze machines meerdere freestaken tegelijk uitvoeren. De kosten voor extra gereedschap zijn dus lager.
Toepassingen van CNC precisiebewerking
CNC precisiebewerking beheerst de wereld met zijn geavanceerde technologie. Van klein tot groot, alle industrieën zijn afhankelijk van CNC precisiemachines. De reden hiervoor is ongetwijfeld hun uitstekende nauwkeurigheidsniveau. In het onderstaande gedeelte wordt onderzocht hoe deze machines ons op verschillende gebieden van dienst zijn.
1- Lucht- en ruimtevaartindustrie
De lucht- en ruimtevaartindustrie is er een die nooit concessies doet aan precisie. Een klein foutje leidt tot ernstige gevolgen. Daarom biedt het CNC precisieverspaningsproces hen strakke toleranties en hoge nauwkeurigheid. Deze machines maken de gevoelige onderdelen van vliegtuigen en ruimtevaartuigen. Deze onderdelen omvatten vliegtuigmotoren, landingsgestellen, turbinebladen, enz.
2- Auto-industrie
De belangrijkste zorg van de auto-industrie is innovatie. Ze willen ingewikkelde en moderne voertuigmodellen op de markt brengen. Deze ontwerpen zijn mogelijk met CNC precieze machines. Zoals je weet, gebruiken deze machines aanpasbare gereedschappen om verschillende complexe ontwerpen te maken. CNC-bewerking creëert de motoren, carrosserieën en cilinderkoppen van voertuigen.
3- Defensie en militairen
CNC precieze machines spelen een vitale rol in de defensie- en militaire industrie. Deze machines maken bijvoorbeeld vuurwapens, raketten, tanks en drones. Bovendien is een hogere mate van nauwkeurigheid vereist in defensie-elektronica. Daarom helpt het CNC machineproces bij radar- en geleidingssystemen.
4- Productie van gereedschappen en matrijzen
Verschillende gereedschaps- en matrijzenmakerijen gebruiken CNC machines om nauwkeurige resultaten te behalen. Aangepaste matrijzen die worden gebruikt bij spuitgieten vereisen bijvoorbeeld een hoge nauwkeurigheid voor betere resultaten. Deze machines maken complexe matrijsontwerpen. Bovendien worden matrijzen die gebruikt worden bij freesbewerkingen geproduceerd met precieze CNC machines.
5- Juwelen en horlogerie
Zoals je weet, worden sieraden en horloges gemaakt met de meest complexe en ingewikkelde ontwerpen. Eenvoudige machines kunnen zulke delicate, nauwkeurige ontwerpen niet maken. Een kleine verkeerde uitlijning in het ontwerp kan de esthetiek van het hele ontwerp aantasten. Hiervoor worden CNC machines gebruikt. Zwitserse CNC machines worden bijvoorbeeld het meest gebruikt om horloges en juwelen te maken.
Veelgestelde vragen
Wat zijn precisiemachineonderdelen?
Precisiemachineonderdelen zijn gereedschappen die verschillende materialen vormen en creëren. Ze zijn gemaakt van robuuste materialen om verschillende soorten werkstukmaterialen aan te kunnen. Bovendien worden ze vervaardigd met nauwe toleranties om precieze en nauwkeurige resultaten te garanderen.
Waarom is CNC precisiebewerking beter?
Bij CNC precisiebewerking werken de snijgereedschappen met computerinstructies. Deze instructies worden gegeven met behulp van CAD- en CAM-software. Daarom zijn de CNC-bewerkingsproducten zeer nauwkeurig.
Wat is de rol van een machinist bij precisiebewerking?
Bij precisiebewerking voeren machinisten de volgende taken uit
-
Controleer de slijtage van het gereedschap
-
Ervoor zorgen dat de tools goed werken
-
Pas aan indien nodig
Conclusie
Precisiebewerking is het proces waarbij ingewikkelde ontwerpen worden gemaakt op verschillende materialen. In dit uitgebreide artikel heb ik deze procedure uitgebreid besproken. Voor deze procedure worden bijvoorbeeld verschillende gereedschappen gebruikt. Deze gereedschappen omvatten CNC-machines, draaibanken, zwitsers, meerassige machines, enz.
CNC machines maken gebruik van geavanceerde technologie. Ze werken met computerinstructies en maken nauwkeurige vormen en ontwerpen. Het precisieverspaningsproces is het hart van alle industrieën. Het is populair in de ruimtevaart, metaalbewerking, auto-industrie en elektronische industrie.