CNC (בקרה מספרית ממוחשבת) עיבוד שבבי מהפך את הייצור המודרני באמצעות ייצור חלקים מדויקים. בבחירת עיבוד CNC מתכת ופלסטי, על היצרנים לשקול גורמים שונים המשפיעים על תוצאות הפרויקט שלהם. בבלוג זה, בואו נחקור את עולם המתכת והפלסטיק עיבוד CNC , השוואה בין המאפיינים, היישומים והגורמים שלהם שיש לקחת בחשבון בעת הבחירה.
מה זה עיבוד CNC מתכת?
עיבוד מתכות באמצעות מכונות בקרה מספרית ממוחשבת (CNC) מסווג תחת ייצור מחסור בהן צורות שונות מושגות על ידי חיתוך חלקים של חלקי עבודה מתכת. טכניקות מסוימות מבוצעות בעזרת מספר כלי מכונה, כלומר, מקדחות, טחנות ומחרטות המסלקות חומר לפי הוראות מתוכנתות.
עיבוד CNC מתכת: יתרונות ושיקולים
יתרונות ראשוניים
חלקי מתכת במכונה מצטיינים בדרכים הבאות:
החומרים החזקים ביותר יכולים לעמוד בפעילויות האינטנסיביות ביותר
התנגדות לתנאי טמפרטורה קיצוניים
מוליכות חשמלית ותרמית יוצאת דופן
מוצרים שיכולים לעמוד בבלאי לאורך פרק זמן ארוך יותר
אילוצים לקחת בחשבון
אופי שבבי מתכת מביא למגבלות מסוימות:
אלה יקרים יותר מאשר עמיתים מפלסטיק
כאשר מעורבים תהליכי עיבוד ארוכים כדי להשיג מידות מדויקות
יישומים עם מגבלות משקל כמו במקרה של תעופה וחלל ורכב
חומרים נפוצים לחלקי CNC מתכת מדויקים
ייצור מתכות של CNC משתמש בחומרים שונים ומתמקד בעיקר בעוצמה, משקל ויכולת לעבוד עם החומר. להלן דוגמאות למתכות הדיוק הנפוצות ביותר ולמאפייניהן:
אֲלוּמִינְיוּם
עיבוד אלומיניום לסובלנות מדויקת הוא קל ומקדם תנאי עבודה טובים תחת יכולת הכשרה. כשמדובר בחלקים הדורשים חיתוך והידוק בדרגה תעופה וחלל של רכיבים כמו חלקי דיוק לרכב, זה יכול לעמוד בסובלנות מהירות חיתוך גבוהה ובלאי כלים נמוכים.
פְּלָדָה
פלדה מחזיקה בחוזק מתיחה, קשיות ועמידות ללבוש, לכן היא יכולה לשאת עומסים ותכונות קיצוניות. בסיוע ציונים וטיפולי חום שונים, הרבה יישומים כמו הילוכים, מיסבים וכלים לחיתוך יכולים להיות בעלי פלדה מותאמת לביצועים.
פְּלִיז
פליז הוא סגסוגת המורכבת מנחושת ואבץ המאפשרת יכולת עיבוד מדויקת בחיתוך ללא קורוזיה. בשל צבעו המוזהב המושך, הוא מועדף ביותר לייצור חלקי נוי וחלקים המועדים ללחות.
טִיטָן
ללא ספק, טיטניום הוא המתכת שעליה תגיע בגלל הכוח שאדם נוגע למשקל וכמעט אפס קורוזיה. לפיכך, נראה שהגיוני גם כי עקב שילוב העצמות יחד עם טיטניום התנגדות קורוזיה משמש כמעט לחלוטין לייצור שתלים ומכשירים.
נְחוֹשֶׁת
בהיותו חומר בסיס נחושת, אין זה מפתיע שלנחושת מוליכות תרמית וחשמלית מדהימה ובכך הופך אלמנטים נחושת הנחוצים לניהול חשמלי ותרמי. בגלל התאמתו לחתוך לצורות מורכבות יחד עם סובלנות הדוקה למדי, הוא מצוין לשימוש בכיורי חום ובמחברים חשמליים.
מהי עיבוד CNC מפלסטיק?
כאשר אנו מדברים על עיבוד שבבי CNC של פלסטיק, אנו מתכוונים לשימוש במכונות המופעלות על ידי מחשבים ומתוכננים במיוחד כדי לחתוך ולגלף סוגים שונים של פלסטיק. חלק מחומרי הפלסטיק הנפוצים ביותר המשמשים בתהליך עיבוד ה- CNC הפלסטי כוללים ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), ניילון, פוליקרבונט ופלסטיקה אקרילית. לחומרים מסוג זה מאפיינים מובחנים המובילים לשימושם ביישומים שונים.
עיבוד CNC מפלסטיק: יתרונות ומגבלות
יתרונות עלות וייצור
חלקי מכונות מפלסטיק מספקים ערך כלכלי משמעותי באמצעות:
עלויות חומר נמוכות יותר בהשוואה לחלופות מתכת
מופחת זמן הייצור עקב יכולת הכבוד הקלה יותר
ירידה בהוצאות המשלוח ממשקל קל יותר
קנה מידה חסכוני לייצור בנפח גבוה
חוזקות יישום
מאפייני החומר מצטיינים במיוחד ב:
ביצועי בידוד חשמל מעולים
מאפיינים אידיאליים לבתי אלקטרוניקה
אפשרויות רב -תכליתיות למארזי מגן
תואם לרכיבים אלקטרוניים מדויקים
אילוצי ביצועים
שיקולי מפתח בבחירת עיבוד פלסטיק כוללים:
חוזק מוגבל בהשוואה לרכיבי מתכת
עמידות לחום מופחתת בסביבות קיצוניות
עיוות פוטנציאלי עם חשיפת לחות
שימוש מוגבל ביישומי לחץ גבוה
פלסטיקה הנדסית נפוצה לעיבוד CNC
התהליכים המעורבים בעיבוד CNC מפלסטיק משתמשים בחומרים מגוונים בעיקר מכיוון שהם חסכוניים, פשוטים בעיצוב ומבצעים פונקציות מסוימות:
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
הנכס העיקרי שלו, הידוע גם בשם Acrylonitrile Butadiene Styrene, הוא ההתנגדות לשבירה וכוחו של החומר. חיתוך עדין וגימור חלק אפשרי בגלל עיבוד דיוק של ABS פלסטיק , שהופך את יישומם לייצור TS כמו רכב ומוצרי צריכה הדורשים ספיגת זעזועים.
ניילון
כשמדובר בהנעת חלקים או יישומים הכרוכים בחיכוך, ניילון אינו מנוצח בזכות תכונות השחיקה והסיכה העצמית שלו. בגלל ההתנגדות הכימית והיכולת שלה לעמוד בלחץ חוזר ונשנה, זהו גם החומר הטוב ביותר להילוכים, מיסבים ורכיבים מכניים אחרים.
ראה פרטים נוספים אודות ההבדל בין פוליאמיד לניילון.
פוליקרבונט
פוליקרבונט הוא תרמופלסטית הנדסית בעלת ביצועים גבוהים, אשר בנוסף לשקיפות גבוהה, בעלת חוזק השפעה קיצוני. דגש כזה על בהירות ויכולתם לשמור על מידות הופך אותם למתאימים לשימוש בעדשות, חלונות ומארזי מגן אחרים בכל ענפים.
אקריליק (PMMA)
אקריליק נכנס עם בהירות גבישית ויציבות UV, כאשר האחרון מונע את ההצהבה בטווח הרחוק. היכולת של PMMA לעורר בקלות הופכת אותה לשימוש נרחב בדיור לאלמנטים תצוגה, צינורות קלים ועדשה אופטית בה מבקשים בהירות הראייה.
הצצה (קטון אתר של פוליאתר)
זהו פלסטיק היי-טק המאופיין בעוצמת גובה, יציבות חום ועמידות כימית. היכולת שלה לשמור על מאפיינים כאלה ברמות טמפרטורה גבוהה גם הופכת אותו חיוני למדי לשימושים קריטיים ביישומים אוויריים, רכב ורפואה.
פרטים נוספים אודות הצצה פלסטיק.
השוואה מתקדמת: מתכת לעומת עיבוד CNC מפלסטיק
דינמיקה של תהליכי ייצור
עיבוד CNC מתכת מרמז על יישום של מכונות ציר ונקביים קשיחים וחזקים לחיתוך תהליכי חיתוך. פעולות כאלה כוללות בדרך כלל הסתננות רציפה של נוזלי נוזל קירור וכמה צעדים של חיתוך כדי להשיג את הדמויות הסופיות. הוצאות כלים הן אחד הגורמים הגבוהים ביותר בפריון, שכן כלי הקרביד נמשכים רק במלטש כוח למשך שעתיים עד 4 שעות • 14 יבש חיתוך.
ייצור הפלסטיק של CNC מספק את פריסות הציוד המקובלות, ולעתים קרובות, אפילו לא משתמש בנוגרות קירור. באופן כללי, פעולות פחות ממעבר חיתוך אחד חודרות, וכמה ביסי PCD נוטים להציע עד 8-12 שעות של חיתוך מדי יום. עם זאת, הקירור הופך להיות קריטי, בגלל העובדה שהתרמופלסטים אינם מוליכים במיוחד ולכן אינם מתפוגגים בחום ביעילות.
מאפייני ביצועים
חלקי מתכת מאפשרים טיפול במשטחים מלוטשים קיצוניים לערכי חספוס פני השטח ל RA 0.2 מיקרומטר מסווג כפנייה לא מצופה. יש להם גיאומטריות פנימיות יציבות בין -40 ל 800 מעלות צלזיוס והם מסוגלים לעמוד אפילו בכוח מעורבות חוט אפילו 85% בגלל העיצובים שלהם הברגה. ניתן לייצר את מרבית המתכות, כולל פלדות, בעובי קיר של כ- 0.3 מ'מ.
חלקי פלסטיק יכולים, ברוב המקרים, לספק גימור של RA 0.4 מיקרומטר ולשמור על צורתם וגודלם בטווח של 20 מעלות צלזיוס עד 150 מעלות צלזיוס עבור פלסטיקה הנדסית. חוזק חוטי הפלסטיק בדרך כלל מגיע ל 40% מכוח עמיתיהם המתכת, ועובי הקיר אינו פחות מ- 1.0 מ'מ על מנת להימנע מעיוות החלק. עם זאת, הם מתפקדים די טוב ביישומים הדורשים אטום לחות ובידוד חשמל.
ניתוח השפעות כלכליות
עלויות חומר למתכות ממוצעות פי 3-5 גבוהות יותר מהפלסטיקה הנדסית, בעוד זמן העיבוד עובר פי 2-3 פעמים יותר. עם זאת, רכיבי מתכת מציעים יתרונות משמעותיים במרווחי חיי השירות ותחזוקה. רכיבי פלסטיק מספקים הפחתת משקל של 60-70% בהשוואה לשווי מקבילות מתכת, ומשפיעים באופן משמעותי על עלויות המשלוח והטיפול בייצור בנפח גבוה.
גורמים שיש לקחת בחשבון בבחירת מתכת לפלסטיק לעיבוד CNC
כמתכננת אחת לכל עבודת שבבי CNC, ניתן לבחור מתכת או פלסטיק כחומרים מתאימים; עם זאת, ישנם מספר שיקולים.
דרישות חוזק ועמידות : באופן כללי, אם הכוח והעמידות נדרשים הרבה מהחלקים, הם היו עשויים מתכת. זה נובע מהעובדה שחלקי מתכת בניגוד לפלסטיק היו נושאים עומסים גבוהים יותר, סובלים מהשפעות ואפילו להתגורר.
עמידות בפני חום : במקרים, בהם יש להשתמש ברכיב בטמפרטורות גבוהות, לרוב מתכות המתאימות יותר בגלל עמידות לחום שלהן לעומת פלסטיק. הסיבה לכך היא שעם חום מוגזם, רכיבי פלסטיק יכולים לשנות צורה או אפילו להמיס.
מוליכות חשמלית או בידוד : כשמדובר במשימות בהן החשמל צריך לעבור דרך החומר, כפי שניתן לראות בשדה האלקטרוניקה, אז משתמשים בעיקר בחומרי מתכת. נהפוך הוא, כאשר הם רוצים לשמור על בידוד, הם משתמשים בחומרים פלסטיים.
תקציב : זה קשור לחומר הזמין לשימוש ולתהליך העיבוד. בשל אופי תהליכי הייצור, עיבוד CNC מתכת מגיע בעלות גבוהה בהשוואה לפלסטיק במיוחד לייצור המוני.
משקל : בנסיבות שהמשקל הוא בעל חשיבות רבה, למשל, תעשיות התעופה והחלל והרכב, קל יותר לייצר חלקים פלסטיים מכיוון שיש להם יתרון גדול של להיות קל מאוד במשקל. עם זאת, למרות שחלקי המתכת חזקים יותר, הם יתרמו משקל מוגזם על המוצר הכולל.
יישומים של עיבוד CNC מתכת
עיבוד CNC מתכת הוא תהליך המיושם בענפים רבים. מתעשיות אלה, להלן כמה שבהם רכיבים במכונות CNC מתכות הם החלקים הנפוצים:
Aerospace : טכניקות עיבוד מכוניות מתכת הן בעלות משמעות רבה בייצור רכיבי מנוע שונים, מבני מסגרת אוויר והילוכים נחיתה גלגלים. בדרך כלל משתמשים באלומיניום, טיטניום ואפילו נירוסטה מכיוון שהם חזקים, עמידים בלאי ויכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות.
רכב : עיבוד CNC מתכת הוא קריטי בייצור חלקי רכב בייצור חלקי מנוע, מערכות הילוכים ומתלים בין היתר. אזורים אלה מתוכננים באמצעות מתכות המעניקות את הכוח והאמינות הנדרשות ביישומים כל כך לחוצים.
ציוד רפואי : עיבוד CNC מתכת מאפשר התכה מהירה ונקייה וייצור של מכשירים רפואיים מפורטים בקנה מידה קטן כמו גם עזרים המשמשים במכשירי הדמיה פעולות. נירוסטה וטיטניום הם שתי מתכות שהועילו בשימוש בחומרים עמידים בפני קורוזיה ומשתלים.
כמה מקרים מסוימים של רכיבים במכונות CNC מתכת הם:
סוגריים ותושבים למנועי מטוסים.
חסימות מנוע וראשי צילינדר מעוצבים לרכב.
מספריים ומלקחיים המשמשים בהליכים כירורגיים
שתלים וגשרים המשמשים לרפואת שיניים
יישומים של עיבוד CNC מפלסטיק
אפילו בעולם התעשייה, לעיבוד CNC מפלסטיק יש את מקומו. חלק מהמגזרים שבהם מאומצים באופן נרחב חלקים במכונות CNC מפלסטיק הם:
אלקטרוניקה לצרכן : הקטע האלקטרוני הצרכני הוא אחד התעשיות העיקריות המשתמשות בעבודת עיבוד CNC מפלסטיק כדי לייצר מוצרים כמו המשטחים החיצוניים, הרכיבים הפנימיים, מעטפים וכיסויים מגנים. תרמופלסטים כמו ABS ופוליקרבונט מועדפים במיוחד מכיוון שהם קלים ועם זאת חזקים ובעלי תכונות דיאלקטריות טובות.
אריזה : השימוש הקיצוני האחר בעיבוד CNC מפלסטיק נמצא בענף האריזה בו תעשיות מייצרות בקבוקי פלסטיק, מכולות ואפילו כובעים לפי המפרט שלהם. לכן עדיפים חומרים פולימריים כמו פוליאתילן ופוליפרופילן מכיוון שהם יכולים לעמוד בהתקפות כימיות וניתן לעצב אותם בקלות.
אבות -טיפוס : עיבוד CNC מפלסטיק הוא אחת הטכנולוגיות המשומשות ביותר ליצירת אבות -טיפוס של עיצובים שונים ולייצור בנפח נמוך. הודות למחיר הזול יחסית ומהירות הייצור, עיבוד הפלסטיק מושלם ליצירת עגולים עובדים וחלקי מבחן.
מקרים מסוימים של חלקים במכונות CNC מפלסטיק כוללים:
מקרי טלפון סלולרי וציוד היקפי
פגזים למכשירי בקרת טלוויזיה
מכולות המשמשות לאיפור ותרופות
חתיכות חילוף המיועדות למטרות ניסיון
פתרונות עיבוד CNC מומחים לפרויקט שלך
לא משנה אם הפרויקט שלך מחייב את החוסן שמציע מתכת או את הכדאיות המובטחת על ידי פלסטיקה, צוות MFG מציע שירותי ייצור מדויקים העומדים בדרישות כאלה בשני החומרים. עם ניסיון של יותר מעשר שנים, לאחר שהשתתפנו ביותר מאלף היכרות מוצלחת מוצרים, אנו מספקים שירותי ODM ו- OEM בקנה מידה מלא הכוללים תפנית מהירה באב-טיפוס, עיבוד CNC, דפוס הזרקה ושירותי יציקה למות.
צוות MFG תמיד מצפה להתמודד עם הבחירות המתאימות של חומרים לתהליכי הייצור שלך. לבחירה החומרית של הפרויקט, העיצובים וטכניקות הייצור שלך, מוצע הסיוע של המחלקה להנדסה. עבור כל שלבים בין אבות-טיפוס בודדים לריצות ייצור בנפח נמוך, אנו מאמצים את האתגר של ייצור חלקי דיוק איכותיים למפרט שלך.
שאלות נפוצות על עיבוד CNC נפשי ופלסטיק
ש: מהן ההבחנות בין עיבוד CNC מתכת לפלסטיק?
עיבוד CNC מתכת הוא יקר, אך הוא מספק יכולות חוזק ועמידות בחום נוספות. בעוד שבבנית פלסטיק היא ידידותית לעלות וקל משקל. יש להם מטרות משלהם בהתאם לתחום העבודה המיועד.
ש: אילו מתכות הן אידיאליות לחלקים במכונה מדויקת של CNC?
לאלומיניום יש יכולת מעשה טובה והיא קלה. הפלדה חזקה בעוד שטיטניום הוא גם חזק אך בעל משקל נמוך, ומכאן שיש לה יחס כוח גבוה למשקל והוא עמיד בפני קורוזיה.
ש: כיצד סוג החומר שנבחר משפיע על עלויות שונות שנגרמו בעיבוד CNC?
המשמעות היא שחומרי פלסטיק זולים ומהירים יותר למכונה מאשר מתכות ומכאן מפחיתים את עלויות הייצור הכלליות. מצד שני, עיבוד מתכת כרוך בעלויות רבות יותר מכיוון שהתהליכים נמשכים זמן רב יותר ויש להשתמש בכלים יקרים.
ש: האם חלקים עשויים מפלסטיק באמצעות מכונות CNC עמידות בפני חום?
לרוב הפלסטיקה ההנדסית יש מגבלות הטמפרטורה העליונות שלהם בטווח של 200C. בסביבות בטמפרטורה גבוהה, עדיף להשתמש בפלסטיקה מיוחדת כמו הצצה או חלקים מתכתיים במקום.
ש: באילו מגזרים הם הרכיבים המכונה CNC הפלסטיים המופעלים על בסיס משותף?
תעשיות כמו אלקטרוניקה, מוצרי צריכה ומכשירים רפואיים עושות שימוש בחלקי CNC מפלסטיק לעתים קרובות יותר. תעשיות אלה מעריכות את תכונות המשקל והבידוד של החומר.
ש: איזה מהחומר המתאים לעיבוד שבבי הוא הטוב ביותר לאבות -טיפוס
עיבוד CNC מפלסטיק הוא הגישה הטובה ביותר ליצירת אבות -טיפוס כזול יותר וזמן התפנית קצר יותר. זה מאפשר יותר עגולות עיצוב ומבחני עיצוב ואפשר לפני שהוא ממשיך עם החומר הסופי.
ש: במה עמידות חלקי ה- CNC הפלסטיים והמתכת נבדלים?
חלקי מתכת עמידים יותר ועמידים יותר לבלאי בתנאי לחץ גבוה במיוחד. ואילו חלקי פלסיט ייתכן שיהיה צורך לשנות כל העת באותו מצב.
ש: מה הסובלנות המקסימלית שניתן להשיג על ידי עיבוד CNC של חומרים שונים?
עיבוד CNC מתכת בדרך כלל מסוגל להציע סובלנות עד ± 0.025 מ'מ ואילו רכיבי הפלסטיקה מסוגלים להחזיק סובלנות של ± 0.050 מ'מ בגלל ההבדל ביציבות החומרים.
