CNC (التحكم العددي للكمبيوتر) تصنيع الآلات ثورة في التصنيع الحديث من خلال إنتاج الأجزاء الدقيقة. عند الاختيار بين تصنيع المعادن والبلاستيك CNC ، يجب على الشركات المصنعة النظر في العوامل المختلفة التي تؤثر على نتائج مشروعهم. في هذه المدونة ، دعونا نستكشف عالم المعادن والبلاستيك تصنيع CNC ، ومقارنة خصائصها والتطبيقات والعوامل التي يجب مراعاتها عند الاختيار.
ما هو الآلات المعدنية المعدنية CNC؟
يتم تصنيف المعادن الآلية باستخدام آلات التحكم العددي للكمبيوتر (CNC) تحت تصنيع الطبع حيث يتم تحقيق الأشكال المختلفة عن طريق قطع أجزاء من العمل المعدني. يتم تنفيذ بعض التقنيات بمساعدة عدد من أدوات الآلات ، وهي التدريبات والمطاحن والمخارط التي تزيل المواد وفقًا للتعليمات المبرمجة.
تصنيع CNC المعدني: المزايا والاعتبارات
المزايا الأولية
تتفوق الأجزاء المعدنية المعنية بالطرق التالية:
أقوى المواد يمكن أن تصمد أمام الأنشطة الأكثر كثافة
مقاومة لظروف درجة الحرارة القصوى
الموصلية الكهربائية والحرارية الاستثنائية
المنتجات التي يمكن أن تصمد أمام البلى على مدار فترة زمنية أطول
القيود التي يجب مراعاتها
طبيعة الآلات المعدنية تؤدي إلى قيود معينة:
هذه أغلى من نظرائهم البلاستيكيين
حيث تشارك عمليات التشغيل الطويلة للحصول على أبعاد دقيقة
التطبيقات ذات القيود المفروضة على الوزن كما في حالة الفضاء والسيارات
مواد شائعة لأجزاء CNC المعدنية الدقيقة
يستخدم تصنيع المعادن CNC العديد من المواد ويركز بشكل أساسي على قوة محددة ، والوزن ، والقدرة على العمل مع المواد. فيما يلي أمثلة على المعادن الدقيقة الأكثر استخدامًا وخصائصها:
الألومنيوم
إن تصنيع الألومنيوم إلى التحمل الدقيق هو الضوء ويعزز ظروف عمل جيدة تحت القابلية للآلات. عندما يتعلق الأمر بالأجزاء التي تتطلب قطعًا من فضاء الفضاء وتشديد المكونات مثل قطع الغيار الدقيقة للسيارات ، فإن هذا يمكن أن يقاوم تحمل سرعة القطع العالية وارتداء الأدوات المنخفضة.
فُولاَذ
يمتلك الصلب قوة شد رائعة ، صلابة ، ومقاومة للارتداء ، وبالتالي ، يمكن أن تتحمل أحمالًا وميزات متطرفة. بمساعدة الدرجات المختلفة والعلاجات الحرارية ، يمكن أن يكون لدى الكثير من التطبيقات مثل التروس والمحامل وأدوات القطع فولاذ مصمم الأداء.
النحاس
النحاس عبارة عن سبيكة مكونة من النحاس والزنك والتي تسمح بقدرة الدقة في القطع دون تآكل. نظرًا للون الذهبي الجذاب ، فإنه يفضل أكثر لتصنيع أجزاء الزينة والأجزاء المعرضة للرطوبة.
التيتانيوم
دون أي شك ، التي التيتانيوم هو المعدن الذي يجب أن يذهب إليه بسبب القوة التي يعارضها المرء الوزن والتآكل تقريبًا. وبالتالي ، يبدو من المنطقي أيضًا أنه نظرًا لتكامل العظام مع التيتانيوم مقاومة التآكل يستخدم تقريبًا بالكامل في صنع عمليات الزرع والأدوات.
نحاس
كونه مادة قاعدة نحاسية ، فمن غير المفاجئ أن يكون للنحاس الموصلية الحرارية والكهربائية الرائعة مما يجعل عناصر النحاس ضرورية للإدارة الكهربائية والحرارية. نظرًا لمدى ملاءمتها لتقطيعها إلى أشكال معقدة مع التحمل الضيق الشديد ، فهي ممتازة للاستخدام في أحواض الحرارة والموصلات الكهربائية.
ما هو تصنيع CNC البلاستيكي؟
عندما نتحدث عن تصنيع CNC للبلاستيك ، نعني استخدام الآلات التي يتم تشغيلها بواسطة أجهزة الكمبيوتر ويتم تصميمها خصيصًا لقطع أنواع مختلفة من المواد البلاستيكية ونحتها. تشمل بعض المواد البلاستيكية الأكثر شيوعًا التي يتم استخدامها في عملية تصنيع CNC البلاستيكية ABS (الستايرين البوتاديين الأكريلونيتريل) ، والبلاستيك البولي والبولي والأكريليك. هذه الأنواع من المواد لها خصائص مميزة تؤدي إلى استخدامها في التطبيقات المختلفة.
تصنيع CNC البلاستيكي: الفوائد والقيود
مزايا التكلفة والإنتاج
توفر الأجزاء البلاستيكية الماكينة قيمة اقتصادية كبيرة من خلال:
انخفاض تكاليف المواد مقارنة بالبدائل المعدنية
انخفاض وقت الإنتاج بسبب سهولة القابلية للآلات
انخفاض نفقات الشحن من وزن أخف وزنا
التحجيم الفعال من حيث التكلفة للإنتاج العالي الحجم
نقاط قوة التطبيق
خصائص المواد تتفوق بشكل خاص في:
أداء العزل الكهربائي المتفوق
الخصائص المثالية لمباني الإلكترونيات
خيارات متعددة الاستخدامات للأغلفة الواقية
متوافق مع المكونات الإلكترونية الدقيقة
قيود الأداء
تشمل الاعتبارات الرئيسية عند اختيار الآلات البلاستيكية:
قوة محدودة مقارنة بالمكونات المعدنية
انخفاض مقاومة الحرارة في البيئات القاسية
تزييف محتمل مع التعرض للرطوبة
الاستخدام المقيد في التطبيقات عالية التوتر
البلاستيك الهندسي الشائع لآلات CNC
تستخدم العمليات التي ينطوي عليها تصنيع CNC البلاستيكي مواد متنوعة بشكل رئيسي لأنها اقتصادية وبسيطة في التصميم ، وتؤدي وظائف معينة:
ABS (acrylonitrile butadiene styrene)
المعروف أيضًا باسم styrene acrylonitrile butadiene ، أصوله الرئيسية هي مقاومة الكسر وقوة المادة. من الممكن القطع الدقيقة والتشطيب السلس بسبب التشكيل الدقيق لـ ABS Plastic ، مما يجعل تطبيقها في منتجات المنتجات مثل السيارات والسلع الاستهلاكية التي تتطلب امتصاص الصدمات ممكنًا.
نايلون
عندما يتعلق الأمر بنقل الأجزاء أو التطبيقات التي تنطوي على الاحتكاك ، فإن النايلون لا يهزم بفضل ملابسه وخصائصه الذاتية. نظرًا لمقاومتها الكيميائية وقدرتها على تحمل الإجهاد المتكرر ، فهي أيضًا أفضل مادة للتروس والمحامل والمكونات الميكانيكية الأخرى.
رؤية المزيد من التفاصيل حول الفرق بين البولي أميد والنايلون.
البولي
Polycarbonate هو لاعب حراري هندسي عالي الأداء والذي يمتلك ، بالإضافة إلى الشفافية العالية ، قوة تأثير شديد. هذا التركيز على الوضوح وقدرتها على الحفاظ على الأبعاد يجعلها مناسبة للاستخدام في العدسات والنوافذ وغيرها من العبوات الواقية عبر الصناعات.
الأكريليك (PMMA)
الاكريليك بوضوح بلوري واستقرار الأشعة فوق البنفسجية ، ويمنع الأخير الصفراء على المدى الطويل. يأتي إن قدرة PMMA على تشكيلها تجعلها تستخدم على نطاق واسع في الإسكان لعناصر العرض ، والأنابيب الخفيفة ، والعدسة البصرية حيث يتم البحث عن وضوح الرؤية.
نظرة خاطفة (بولي إيثر كيتون)
إنه بلاستيك عالي التقنية يتميز بقوة الصيغة واستقرار الحرارة والمقاومة الكيميائية. إن قدرتها على الحفاظ على مثل هذه الخصائص عند مستويات درجة الحرارة المرتفعة تجعلها ضرورية تمامًا للاستخدامات الحرجة في الطيران والسيارات والتطبيقات الطبية.
مزيد من التفاصيل حول نظرة خاطفة على البلاستيك.
المقارنة المتقدمة: المعادن مقابل تصنيع CNC البلاستيكي
ديناميات عمليات التصنيع
تعني الآلات المعدنية CNC تنفيذ آلات وتركيبات الدوران الصلبة والقوية لعمليات القطع. تتضمن هذه العمليات عادة تسللًا مستمرًا من سوائل سائل التبريد وعدة خطوات من القطع لإنجاز الأرقام النهائية. تعد نفقات الأدوات واحدة من أعلى العوامل في الإنتاجية ، حيث أن أدوات الكربيد لا تتحمل إلا في صنفرة الطاقة لمدة ساعتين إلى 4 ساعات في 14 جفًا.
يفي التصنيع البلاستيكي CNC بتخطيطات المعدات التقليدية ، وفي كثير من الأحيان ، لا يستخدم المبردات. بشكل عام ، تكون العمليات التي تقل عن ممر قطع منتشرة ، وبعض أجزاء PCD تميل إلى توفير ما يصل إلى 8-12 ساعة من التخلص من يوميًا. ومع ذلك ، يصبح التبريد أمرًا بالغ الأهمية ، بسبب حقيقة أن اللدائن الحرارية ليست موصلة للغاية وبالتالي لا تتبدد الحرارة بشكل فعال.
خصائص الأداء
تسمح الأجزاء المعدنية بالعلاج مع الأسطح المصقولة المتطرفة لقيم خشونة السطح إلى RA 0.2µm تصنيفها على أنها تحول غير مصقول. لديهم هندسيات داخلية مستقرة من -40 إلى 800 درجة مئوية ، وهي قادرة على تحمل حتى 85 ٪ من مشاركة الخيط بسبب تصاميمها الخيطية. يمكن تصنيع معظم المعادن ، بما في ذلك الفولاذ ، بسمك جدار يبلغ حوالي 0.3 مم.
يمكن للأجزاء البلاستيكية ، في معظم الحالات ، أن توفر الانتهاء من RA 0.4 ميكرون وتحتفظ شكلها وحجمها على مدى 20 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية للبلاستيك الهندسي. تصل قوة الخيوط البلاستيكية عادة إلى 40 ٪ من قوة نظرائهم المعدنية ، ولا يقل سمك الجدار عن 1.0 مم من أجل تجنب تشوه الجزء. ومع ذلك ، فإن أداء جيد في التطبيقات التي تتطلب الرطوبة غير المحاسمة والعزلة الكهربائية.
تحليل التأثير الاقتصادي
متوسط تكاليف المواد للمعادن أعلى من 3-5 مرات من البلاستيك الهندسي ، في حين أن وقت التصنيع يمتد 2-3 مرات أطول. ومع ذلك ، توفر مكونات المعادن مزايا كبيرة في فترات حياة الخدمة وفواصل الصيانة. توفر المكونات البلاستيكية تخفيضًا في الوزن من 60 إلى 70 ٪ مقارنةً بمكافئات المعادن ، مما يؤثر بشكل كبير على تكاليف الشحن والمناولة في الإنتاج ذو الحجم الكبير.
العوامل التي يجب مراعاتها عند الاختيار بين المعادن والبلاستيك لآلات CNC
كخطط واحدة لأي أعمال تصنيع CNC ، يمكن اختيار المعدن أو البلاستيك كمواد مناسبة ؛ ومع ذلك ، هناك العديد من الاعتبارات.
متطلبات القوة والمتانة : بشكل عام ، إذا كانت القوة والمتانة مطلوبة كثيرًا من الأجزاء ، فستكون مصنوعة من المعدن. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأجزاء المعدنية بدلاً من الأجزاء البلاستيكية ستحمل أحمالًا أعلى ، وتعاني من الآثار وحتى التآكل.
مقاومة الحرارة : في الحالات ، حيث يتم استخدام المكون في درجات حرارة عالية ، غالبًا ما تكون المعادن أكثر ملاءمة بسبب مقاومة الحرارة بدلاً من البلاستيك. ذلك لأنه ، مع الحرارة المفرطة ، يمكن للمكونات البلاستيكية إما تغيير الشكل أو حتى الذوبان.
الموصلية الكهربائية أو العزل : عندما يتعلق الأمر بالمهام التي يجب أن تمر فيها الكهرباء عبر المادة ، كما هو موضح في مجال الإلكترونيات ، يتم استخدام المواد المعدنية في الغالب. على العكس من ذلك ، عندما يريدون الحفاظ على العزل ، يستخدمون المواد البلاستيكية.
الميزانية : يتعلق هذا بالمواد المتاحة للاستخدام وعملية الآلات أيضًا. نظرًا لطبيعة عمليات الإنتاج ، تأتي تصنيع CNC المعدنية بتكلفة عالية مقارنة بالبلاستيك وخاصة للإنتاج الضخم.
الوزن : في الظروف التي يكون للوزن لها أهمية كبيرة ، على سبيل المثال ، صناعات الفضاء والسيارات ، من الأسهل صنع أجزاء بلاستيكية لأنها تتمتع بميزة كبيرة في الوزن الخفيف للغاية. ومع ذلك ، على الرغم من أن الأجزاء المعدنية أقوى ، إلا أنها ستسهم في الوزن الزائد على المنتج الكلي.
تطبيقات تصنيع CNC المعدنية
Metal CNC Machining هي عملية مطبقة في العديد من الصناعات. من هذه الصناعات ، فيما يلي بعضها حيث تكون المكونات المعدنية المعدلة من CNC هي الأجزاء الشائعة:
Aerospace : تعتبر تقنيات تصنيع إدراج المعادن ذات أهمية كبيرة في تصنيع مكونات المحرك المختلفة وهياكل هيكل الطائرة وتروس الهبوط بعجلات. يتم استخدام الألومنيوم والتيتانيوم وحتى الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل شائع لأنها قوية ومقاومة للارتداء ويمكنها تحمل درجات حرارة عالية.
السيارات : تعتبر تصنيع CNC المعدنية أمرًا بالغ الأهمية في تصنيع قطع غيار السيارات في إنتاج أجزاء المحرك ونقل الأنظمة والتعليق وغيرها. تم تصميم هذه المناطق باستخدام المعادن التي تعطي القوة والموثوقية المطلوبة في مثل هذه التطبيقات المرتفعة.
المعدات الطبية : تتيح تصنيع CNC المعدنية ذوبان وتصنيع سريع ونظيف من الطبية المفصلة الصغيرة على الأجهزة وكذلك الوسائل المستخدمة في أجهزة التصوير العمليات. الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم هما المعادن التي كانت مفيدة في استخدام المواد المقاومة للتآكل والزرع.
بعض حالات معينة من المكونات المعدنية CNC هي:
قوسين ومحركات للطائرات.
كتل المحرك ورؤوس الأسطوانات المشغل للسيارات.
المقص والملقط المستخدمة في العمليات الجراحية
يزرع والجسور المستخدمة في طب الأسنان
تطبيقات تصنيع CNC البلاستيكي
حتى في العالم الصناعي ، فإن تصنيع CNC البلاستيكي له مكانه. بعض القطاعات التي يتم فيها اعتماد الأجزاء المصنوعة من CNC البلاستيكية على نطاق واسع هي:
الإلكترونيات الاستهلاكية : يعد القطاع الإلكتروني للمستهلك أحد الصناعات الرئيسية التي تستخدم تصنيع CNC البلاستيكي لصنع منتجات مثل الأسطح الخارجية والمكونات الداخلية والأغلفة والأغطية الواقية. يتم تفضيل اللدائن الحرارية مثل ABS و Polycarbonate بشكل خاص لأنها خفيفة ولكنها قوية ولها خصائص عازلة جيدة.
العبوة : يوجد الاستخدام الشديد للآلات CNC البلاستيكية في قطاع التغليف حيث تقوم الصناعات بتصنيع زجاجات البلاستيك والحاويات وحتى الأغطية وفقًا لمواصفاتها. لذا ، تفضل مواد البوليمر مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين حيث يمكنها تحمل الهجمات الكيميائية ويمكن تشكيلها بسهولة.
النماذج الأولية : تعتبر تصنيع CNC البلاستيكي أحد أكثر التقنيات استخدامًا لإنشاء نماذج أولية من التصميمات المختلفة وللإنتاج المنخفض الحجم. بفضل السعر الرخيص نسبيًا وسرعة الإنتاج ، تعد الآلات البلاستيكية مثالية لإنشاء نماذج عمل وأجزاء اختبار.
تشمل بعض حالات الأجزاء المصنوعة من CNC البلاستيكية:
حالات الهاتف الخلوي والأجهزة الطرفية
قذائف لأجهزة التحكم في التلفزيون
الحاويات المستخدمة في المكياج والعقاقير
قطع احتياطية مصنوعة لأغراض تجريبية
حلول خبراء للآلات CNC لمشروعك
بغض النظر عما إذا كان مشروعك يتطلب المتانة التي تقدمها المعادن أو القدرة على تحمل التكاليف المضمونة من قبل البلاستيك ، يقدم Team MFG خدمات تصنيع دقيقة تلبي هذه المتطلبات في كلتا المواد. مع أكثر من عشر سنوات من الخبرة ، بعد أن شاركوا في أكثر من ألف مقدمات منتج ناجحة ، فإننا نقدم خدمات ODM و OEM كاملة النطاق والتي تشمل التحول السريع على النماذج الأولية ، وآلات CNC ، وتكوين الحقن ، وخدمات الصب.
يتطلع Team MFG دائمًا إلى معالجة الخيارات المناسبة للمواد لعمليات التصنيع الخاصة بك. للاختيار المادي لمشروعك وتصميماتك وتقنيات الإنتاج ، يتم تقديم مساعدة قسم الهندسة. لأي مراحل بين النماذج الأولية إلى الإنتاج المنخفض الحجم ، فإننا نحتضن التحدي المتمثل في إنتاج أجزاء دقيقة للمواصفات الخاصة بك.
الأسئلة الشائعة حول تصنيع CNC العقلية والبلاستيكية
س: ما هي الفروق بين تصنيع المعادن المعدنية والبلاستيكية؟
تعتبر تصنيع CNC المعدني مكلفًا ، لكنه يوفر قوة إضافية وقدرات مقاومة للحرارة. في حين أن الآلات البلاستيكية ودية من حيث التكلفة وخفيفة الوزن. لديهم أغراضهم الخاصة بما يتماشى مع نطاق العمل المقصود.
س: ما هي المعادن المثالية للأجزاء الآلية الدقة CNC؟
الألومنيوم لديه قابلية جيدة للآلات وخفيفة الوزن. الصلب قوي في حين أن التيتانيوم قوي أيضًا ولكنه ذو وزن منخفض ، وبالتالي فإنه يتمتع بنسبة عالية من القوة إلى الوزن ومقاومة للتآكل.
س: كيف يؤثر نوع المواد المختارة على التكاليف المختلفة المتكبدة في تصنيع CNC؟
هذا يعني أن المواد البلاستيكية أرخص وأسرع للآلة من المعادن وبالتالي تقليل التكاليف العامة للإنتاج. من ناحية أخرى ، يتحمل Metal Machining تكاليف أكثر لأن العمليات تستغرق وقتًا أطول ويجب استخدام أدوات باهظة الثمن.
س: هل أجزاء مصنوعة من البلاستيك باستخدام آلات CNC مقاومة للحرارة؟
معظم المواد البلاستيكية الهندسية لها حدود درجات الحرارة العليا في حدود 200 درجة مئوية. في البيئات ذات درجة الحرارة العالية ، من الأفضل استخدام المواد البلاستيكية المتخصصة مثل الأجزاء المعدنية أو الأجزاء المعدنية بدلاً من ذلك.
س: في أي قطاعات يتم استخدام المكونات المصنوعة من CNC البلاستيكية على أساس مشترك؟
تستفيد الصناعات مثل الإلكترونيات والمنتجات الاستهلاكية والأجهزة الطبية من أجزاء CNC البلاستيكية في كثير من الأحيان. هذه الصناعات تقدر خصائص الوزن والعزل للمادة.
س: أي من المواد المناسبة للآلات هي الأفضل للنماذج الأولية
تعتبر تصنيع CNC البلاستيكي أفضل طريقة لإنشاء نماذج أولية كأرخص ووقت التحول أقصر. يجعل المزيد من النماذج من تصميمات التصميم واختبارات التصميم ممكنة وقبل المتابعة مع المادة النهائية.
س: كيف تختلف متانة أجزاء CNC البلاستيكية والمعدنية؟
الأجزاء المعدنية أكثر متانة وأكثر مقاومة للبلى في ظروف عالية الضغط للغاية. في حين قد تحتاج أجزاء Plasitc إلى تغييرها باستمرار في نفس الموقف.
س: ما هو التسامح القصوى الذي يمكن تحقيقه من خلال تصنيع CNC للمواد المختلفة؟
عادةً ما تكون الآلات المعدنية المعدنية CNC قادرة على تقديم التحمل ما يصل إلى 0.025 ملم بينما تكون مكونات البلاستيك قادرة على الاحتفاظ بـ 0.050 مم بسبب الفرق في استقرار المواد.
