في التصنيع على المدى القصير، من الصعب تسمية تقنية أفضل من التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.فهو يوفر مزيجًا شاملاً من المزايا، بما في ذلك إمكانية الإنتاجية العالية والدقة والتكرار ومجموعة واسعة من المواد وسهولة الاستخدام.على الرغم من أنه يمكن التحكم رقميًا في أي أداة آلية تقريبًا، إلا أن التحكم العددي بالكمبيوتر يشير عادةً إلى الطحن والتدوير متعدد المحاور.
لمعرفة المزيد حول كيفية استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في التصنيع المخصص والإنتاج منخفض الحجم والنماذج الأولية، تحدث موقع Engineering.com مع Wayken Rapid Manufacturing، وهي خدمة تصنيع نماذج أولية مخصصة مقرها شنتشن، حول المواد والتكنولوجيا والتطبيقات وتشغيل أدوات ماكينات CNC. .
عندما يتعلق الأمر بالمواد، إذا كانت تأتي على شكل صفائح أو ألواح أو ألواح، فمن المحتمل أن تتمكن من تصنيعها.من بين مئات السبائك المعدنية والبوليمرات البلاستيكية التي يمكن تصنيعها، يعد الألومنيوم والبلاستيك الهندسي الأكثر شيوعًا في تصنيع النماذج الأولية.غالبًا ما يتم تصنيع الأجزاء البلاستيكية المصممة للقولبة في الإنتاج الضخم في مرحلة النموذج الأولي لتجنب التكلفة العالية والمدة الزمنية اللازمة لصنع القالب.
يعد الوصول إلى مجموعة واسعة من المواد أمرًا مهمًا بشكل خاص عند إنشاء النماذج الأولية.نظرًا لأن المواد المختلفة لها تكلفة مختلفة وخصائص ميكانيكية وكيميائية مختلفة، فقد يكون من الأفضل قطع نموذج أولي بمادة أرخص مما هو مخطط للمنتج النهائي، أو قد تساعد مادة مختلفة في تحسين قوة الجزء أو صلابته أو وزنه فيما يتعلق بتصميمه.في بعض الحالات، قد تسمح مادة بديلة للنموذج الأولي بعملية تشطيب محددة أو تكون أكثر متانة من جزء الإنتاج لتسهيل الاختبار.
والعكس ممكن أيضًا، حيث تحل المواد السلعية منخفضة التكلفة محل الراتنجات الهندسية والسبائك المعدنية عالية الأداء عند استخدام النموذج الأولي لاستخدامات وظيفية بسيطة مثل فحص الملاءمة أو البناء بالحجم الطبيعي.
على الرغم من أنه تم تطويره لتصنيع المعادن، إلا أنه يمكن تشكيل البلاستيك بنجاح باستخدام المعرفة والمعدات الصحيحة.كل من اللدائن الحرارية والمواد المتصلدة بالحرارة قابلة للتصنيع وهي فعالة جدًا من حيث التكلفة مقارنة بقوالب الحقن قصيرة المدى لأجزاء النموذج الأولي.
بالمقارنة مع المعادن، فإن معظم اللدائن الحرارية مثل PE أو PP أو PS سوف تذوب أو تحترق إذا تم تشكيلها باستخدام التغذية والسرعات الشائعة في تشغيل المعادن.تعد سرعات القطع الأعلى ومعدلات التغذية المنخفضة أمرًا شائعًا، وتعد معلمات أدوات القطع مثل زاوية أشعل النار أمرًا بالغ الأهمية.يعد التحكم في الحرارة في القطع أمرًا ضروريًا، ولكن على عكس المعادن لا يتم عادةً رش سائل التبريد في القطع للتبريد.يمكن استخدام الهواء المضغوط لإزالة الرقائق.
تتشوه اللدائن الحرارية، وخاصة درجات السلع غير المعبأة، بشكل مرن مع تطبيق قوة القطع، مما يجعل من الصعب تحقيق دقة عالية والحفاظ على تفاوتات قريبة، خاصة بالنسبة للميزات والتفاصيل الدقيقة.تعتبر إضاءة وعدسات السيارات صعبة بشكل خاص.
مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في تصنيع البلاستيك باستخدام الحاسب الآلي، تتخصص شركة Wayken في النماذج الأولية البصرية مثل عدسات السيارات وأدلة الضوء والعاكسات.عند تصنيع البلاستيك الشفاف مثل البولي كربونات والأكريليك، فإن تحقيق تشطيب عالي للسطح أثناء التصنيع يمكن أن يقلل أو يزيل عمليات المعالجة مثل الطحن والتلميع.يمكن أن توفر المعالجة الدقيقة باستخدام معالجة الماس أحادية النقطة (SPDM) دقة أقل من 200 نانومتر وتحسين خشونة السطح أقل من 10 نانومتر.
في حين أن أدوات قطع الكربيد تُستخدم بشكل شائع للمواد الأكثر صلابة مثل الفولاذ، فقد يكون من الصعب العثور على هندسة الأداة المناسبة لقطع الألومنيوم في أدوات الكربيد.لهذا السبب، غالبًا ما يتم استخدام أدوات قطع الفولاذ عالية السرعة (HSS).
يعد تصنيع الألومنيوم باستخدام الحاسب الآلي أحد أكثر خيارات المواد شيوعًا.بالمقارنة مع البلاستيك، يتم قطع الألومنيوم بسرعات عالية، ويمكن قطعه جافًا أو باستخدام سائل التبريد.من المهم ملاحظة درجة الألومنيوم عند الإعداد لقطعه.على سبيل المثال، درجات 6000 شائعة جدًا، وتحتوي على المغنيسيوم والسيليكون.توفر هذه السبائك قابلية تشغيل فائقة مقارنة بـ 7000 درجة، على سبيل المثال، والتي تحتوي على الزنك كمكون أساسي في صناعة السبائك، وتتميز بقوة وصلابة أعلى.
من المهم أيضًا ملاحظة التصنيف المزاجي لمادة مخزون الألومنيوم.تشير هذه التسميات إلى المعالجة الحرارية أو تصلب الإجهاد، على سبيل المثال، التي خضعت لها المادة ويمكن أن تؤثر على الأداء أثناء التشغيل الآلي وفي الاستخدام النهائي.
تعد الآلات CNC ذات خمسة محاور أكثر تكلفة من الآلات ثلاثية المحاور، لكنها تكتسب انتشارًا في الصناعة التحويلية بسبب العديد من المزايا التكنولوجية.على سبيل المثال، يمكن أن يكون قطع جزء ذو ميزات على كلا الجانبين أسرع بكثير باستخدام آلة ذات 5 محاور، حيث يمكن تثبيت الجزء بطريقة يمكن أن يصل المغزل إلى كلا الجانبين في نفس العملية، بينما مع آلة ذات 3 محاور ، سيتطلب الجزء إعدادين أو أكثر.يمكن للآلات ذات 5 محاور أيضًا إنتاج أشكال هندسية معقدة وتشطيبات دقيقة للأسطح من أجل تصنيع دقيق لأن زاوية الأداة يمكن أن تكون متوافقة مع شكل الجزء.
إلى جانب المطاحن والمخارط ومراكز الخراطة، يمكن التحكم في آلات EDM والأدوات الأخرى باستخدام الحاسب الآلي.على سبيل المثال، تعد مراكز الدوران + مطحنة CNC شائعة، بالإضافة إلى الأسلاك والثقاقات EDM.بالنسبة لمقدمي خدمات التصنيع، يمكن أن يؤدي التكوين المرن لأدوات الآلة وممارسات التصنيع إلى زيادة الكفاءة وتقليل تكاليف التصنيع.تعد المرونة إحدى المزايا الرئيسية لمركز تصنيع خماسي المحاور، وعندما تقترن بسعر الشراء المرتفع للآلات، يتم تحفيز المتجر بشكل كبير للحفاظ على تشغيله على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع إن أمكن.
تشير الآلات الدقيقة إلى عمليات التصنيع التي توفر تفاوتات تصل إلى ±0.05 مم، وهو ما ينطبق على نطاق واسع في تصنيع قطع غيار السيارات والأجهزة الطبية والفضاء.
التطبيق النموذجي للتصنيع الدقيق هو تصنيع الماس ذو النقطة الواحدة (SPDM أو SPDT).الميزة الرئيسية لتصنيع الماس هي الأجزاء المصنعة حسب الطلب مع متطلبات تصنيع صارمة: دقة الشكل أقل من 200 نانومتر بالإضافة إلى تحسين خشونة السطح أقل من 10 نانومتر.في تصنيع النماذج الأولية البصرية مثل البلاستيك الشفاف أو الأجزاء المعدنية العاكسة، يعد تشطيب السطح في القوالب أحد الاعتبارات المهمة.يعد تصنيع الماس أحد الطرق لإنتاج سطح عالي الدقة وعالي التشطيب أثناء التصنيع، خاصة بالنسبة لسبائك PMMA والكمبيوتر الشخصي والألومنيوم.يعتبر البائعون المتخصصون في تصنيع المكونات البصرية من البلاستيك متخصصين للغاية، لكنهم يقدمون خدمة يمكن أن تقلل التكاليف بشكل كبير مقارنة بالقوالب قصيرة المدى أو النماذج الأولية.
وبطبيعة الحال، يتم استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي على نطاق واسع في جميع الصناعات التحويلية لإنتاج الأجزاء والأدوات المعدنية والبلاستيكية للاستخدام النهائي.ومع ذلك، في الإنتاج الضخم، غالبًا ما تكون العمليات الأخرى مثل تقنيات القولبة أو الصب أو الختم أسرع وأرخص من التصنيع، بعد إطفاء التكاليف الأولية للقوالب والأدوات عبر عدد كبير من الأجزاء.
تعد التصنيع باستخدام الحاسب الآلي عملية مفضلة لإنتاج نماذج أولية في المعادن والبلاستيك نظرًا لوقت تشغيلها السريع مقارنة بعمليات مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد أو الصب أو القولبة أو تقنيات التصنيع، والتي تتطلب قوالب وقوالب وخطوات إضافية أخرى.
غالبًا ما يتم الترويج لسرعة "الضغط على الزر" لتحويل ملف CAD الرقمي إلى جزء من قبل مؤيدي الطباعة ثلاثية الأبعاد باعتبارها ميزة رئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد.ومع ذلك، في كثير من الحالات، يُفضل استخدام CNC على الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا.
قد يستغرق الأمر عدة ساعات لإكمال كل حجم بناء للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد، بينما تستغرق المعالجة باستخدام الحاسب الآلي دقائق.
تقوم الطباعة ثلاثية الأبعاد ببناء الأجزاء في طبقات، مما قد يؤدي إلى قوة متباينة الخواص في الجزء، مقارنة بالجزء المُصنع آليًا المصنوع من قطعة واحدة من المواد.
قد يؤدي النطاق الأضيق من المواد المتاحة للطباعة ثلاثية الأبعاد إلى الحد من وظيفة النموذج الأولي المطبوع، في حين يمكن صنع النموذج الأولي آليًا من نفس مادة الجزء النهائي.يمكن استخدام النماذج الأولية المُشكَّلة باستخدام الحاسب الآلي لمواد تصميم الاستخدام النهائي لتلبية التحقق الوظيفي والتحقق الهندسي للنماذج الأولية.
تتطلب الميزات المطبوعة ثلاثية الأبعاد، مثل التجاويف والثقوب المخروطية وأسطح التزاوج وتشطيب السطح، معالجة لاحقة، عادةً عبر التصنيع.
في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد توفر مزايا كتقنية تصنيع، فإن أدوات آلة CNC اليوم توفر العديد من المزايا نفسها دون عيوب معينة.
يمكن استخدام ماكينات CNC ذات الأداء السريع بشكل مستمر، 24 ساعة في اليوم.وهذا يجعل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي اقتصاديًا على المدى القصير لأجزاء الإنتاج التي تتطلب نطاقًا واسعًا من العمليات.
لمعرفة المزيد حول التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للنماذج الأولية والإنتاج على المدى القصير، يرجى الاتصال بـ Wayken أو طلب عرض أسعار من خلال موقعهم على الويب.
حقوق الطبع والنشر © 2019 Engineering.com, Inc. جميع الحقوق محفوظة.يشكل التسجيل في هذا الموقع أو استخدامه قبولاً لسياسة الخصوصية الخاصة بنا.
وقت النشر: 30 نوفمبر 2019