La guida definitiva alla lavorazione CNC

La guida definitiva alla lavorazione CNC - Tecnostampi Firenze

Nel mondo dell’ingegneria dei prodotti, poche soluzioni di produzione sono affidabili e pratiche come la lavorazione CNC. Attraverso i suoi decenni di sviluppo, ha fatto molta strada e si è adattato per soddisfare le esigenze di un’ampia varietà di progetti.

Oggi ci stiamo immergendo nello sviluppo, nelle capacità e nelle applicazioni dei moderni metodi di lavorazione CNC.

 

Lavorazione CNC: una definizione tecnica

Se hai mai visto un episodio di How It’s Made, probabilmente hai un’idea di come funzionano i torni e le altre macchine per la lavorazione dei metalli.

Poiché la tecnologia è migliorata nel corso degli anni, ha generato una tecnica di produzione controllata da computer ad alta precisione che conosciamo come lavorazione CNC.

Le macchine CNC (macchine a controllo numerico computerizzato) sono dispositivi elettromeccanici in grado di manipolare strumenti attorno a un numero variabile di assi, solitamente tre o cinque con alta precisione per istruzione da un programma per computer.

Le prime macchine a controllo numerico furono sviluppate negli anni ’40 e ’50 e si basavano principalmente su una tecnica di archiviazione dei dati nota come nastro perforato. Il codice per controllare le macchine sarebbe stato inserito manualmente in una scheda dati e inserito in un sistema che avrebbe poi interpretato i dati.

Inutile dire che queste prime macchine erano goffe e la loro funzionalità era limitata.

Le tecnologie di lavorazione CNC sono cresciute rapidamente con l’accelerazione delle capacità tecnologiche solo alla fine del 20° secolo, il che ci porta al modo in cui funzionano le moderne macchine CNC.

 

Come funziona la produzione CNC: lavorazione sottrattiva

La lavorazione CNC è uno dei due modi in cui ingegneri o produttori possono generare una parte fisica da un file CAD (Computer Aided Design), mentre l’altro è la stampa 3D nota come produzione additiva.

Il contrasto tra queste due tecniche è netto. La lavorazione CNC come altri processi di lavorazione è un processo sottrattivo in cui il materiale viene rimosso da un grezzo. La stampa 3D, d’altra parte, è un processo additivo che funziona essenzialmente al contrario.

 

CNC prima delle capacità CAD

La lavorazione a macchina è un modo per trasformare un pezzo di materiale grezzo come alluminio, acciaio o titanio in un prodotto finito o in una parte.

Le macchine CNC si basano su istruzioni digitali, specificamente denominate codice G prima che i moderni programmi di produzione assistita da computer e progettazione assistita da computer fossero in circolazione, i macchinisti scrivevano manualmente il codice G per controllare queste macchine.

I programmi CAD (computer aided design) oggigiorno ti consentono di prendere un 3D e generare automaticamente codice G che guiderà la macchina con poco input.

Quando si confrontano le capacità della lavorazione CNC automatizzata con l’alternativa manuale come torni e altre tecniche di lavorazione, è possibile iniziare a vedere i vantaggi.

Le macchine CNC funzionano semplicemente più velocemente con maggiore precisione e accuratezza consentendo allo stesso tempo la trasformazione di un progetto digitale in una parte fisica. Le macchine a controllo numerico sono precise e si misurano in migliaia di pollici.

  • La lavorazione standard può fornire tolleranze sulle parti intorno a più o meno 0,005 pollici.
  • La lavorazione fine può produrre tolleranze di circa più o meno 0,001 pollici
  • Processi specializzati come la lucidatura possono offrire tolleranze ripetibili strette come più o meno 0,00005 pollici.
  • Per riferimento, un capello umano ha uno spessore di 0,00069 pollici.

 

Macchine a controllo numerico: modelli e funzionalità

Ora che abbiamo le basi della lavorazione CNC, possiamo iniziare a scavare nelle sue complessità. Molti progetti o processi di lavorazione specifici richiedono l’uso di più utensili per eseguire tagli. Uno strumento non funziona universalmente.

Per questo, i macchinisti costruiscono spesso librerie di strumenti digitali che si interfacciano con la macchina CNC fisica. Queste macchine, che spesso costano centinaia di migliaia di dollari, possono cambiare automaticamente gli utensili quando indirizzate dalle loro istruzioni digitali, consentendo loro di diventare cavalli di battaglia per la produzione.

 

Mobilità a 3 e 5 assi per macchine CNC

La lavorazione CNC di base sposterà uno o due assi indicati come asse X e asse Y. Sentirai spesso i termini macchine CNC .2.5 assi, 3 assi e 5 assi, che si riferiscono semplicemente ai gradi di libertà in cui una macchina può eseguire tagli.

Una macchina a 3 assi si muoverà sugli assi X, Y e Z. Mentre una macchina a 5 assi può muoversi su questi tre assi insieme a due assi rotazionali aggiuntivi.

Come puoi immaginare, le possibilità con le macchine a 5 assi sono praticamente infinite.

Le macchine a 5 assi un tempo erano relegate al lavoro di alta precisione, ma man mano che sono diventate più convenienti stanno rapidamente diventando standard in molte officine.

 

Tre strumenti di lavorazione CNC: trapani, torni e fresature

Esistono tre tecnologie di lavorazione convenzionali che è necessario comprendere per comprendere le nozioni di base su come il materiale viene rimosso dallo stock nelle macchine CNC.

  1. Foratura CNC: I trapani funzionano facendo girare una punta da trapano e spostando un po ‘in contatto con un materiale fisso.
  2. Torni CNC: I torni funzionano al contrario della foratura. I torni ruotano il blocco di materiale contro una punta o una taglierina fissi per rimuovere il materiale in un percorso circolare o fluido. Le capacità di forma sui torni sono più limitate rispetto ad altre tecniche, ma la tecnologia moderna consente a queste macchine di creare cose come fori quadrati o forme non circolari.
  3. Fresatrici CNC: Il tipo di macchina CNC più comune è indicato come fresatrice. Le fresatrici prevedono l’uso di utensili da taglio rotanti per rimuovere materiale da un pezzo grezzo. Queste macchine funzionano in modo simile alle trapani con le loro capacità di attrezzaggio che comprendono una varietà molto maggiore.

Quasi tutti i materiali possono essere utilizzati nelle macchine CNC, dalla plastica al titanio. Materiali diversi hanno proprietà diverse, quindi macchinisti e ingegneri supereranno le loro sfide uniche alterando variabili di lavorazione come la selezione dell’utensile, il numero di giri, la velocità di avanzamento e il flusso del refrigerante tra un’ampia varietà di altri fattori.

 

La longevità della lavorazione CNC

Le parti lavorate a CNC sono ovunque intorno a te. Tengono insieme la tua auto ed svolgono funzioni vitali a bordo dei razzi SpaceX. La lavorazione CNC è probabilmente l’unico modo per produrre parti metalliche ad alta precisione per progetti ingegneristici in tutto il mondo.

La lavorazione CNC è probabilmente il processo di produzione più significativo del 21° secolo; la sua funzionalità guida il progresso tecnologico in tutto il mondo. È un mestiere che sta al passo con la crescita della tecnologia e i macchinisti di tutto il pianeta; tanno cambiando il mondo con le loro capacità di lavorazione CNC.

Tony Rogers

 

Fonte: https://www.creativemechanisms.com/blog/the-ultimate-guide-to-cnc-machining

Tolleranze dello stampaggio a iniezione: 3 cose che gli ingegneri devono sapere

Tolleranze dello stampaggio a iniezione: 3 cose che gli ingegneri devono sapere - Tecnostampi Firenze

Indubbiamente, i progettisti si assumono molte responsabilità nello sviluppo di parti con tolleranze di stampaggio a iniezione strette. Quando i margini sono sottili come +/- 0,001 pollici in alcune applicazioni mediche, automobilistiche, industriali e di consumo, è un dato di fatto che il design guida le prestazioni delle parti stampate a iniezione. Allo stesso modo, il design è il primo posto in cui cercare risposte se qualcosa dovesse andare storto con la parte di stretta tolleranza.

La gestione dello stampaggio a iniezione con tolleranze ristrette e, per estensione, l’allentamento della pressione sui progettisti viene eseguita in modo più efficace se si seguono questi tre suggerimenti di esperti:

 

1. INIZIARE PRESTO NELLA FASE DI PROGETTAZIONE

L’identificazione delle tolleranze dello stampaggio a iniezione all’inizio della fase di progettazione consente ai progettisti di tenere conto dei requisiti che influenzano le tolleranze strette, come la geometria delle parti, le dimensioni complessive e lo spessore delle pareti.

I progetti con pareti spesse , ad esempio, possono avere tassi di restringimento variabili che “si spostano” all’interno delle sezioni, rendendo difficile mantenere tolleranze strette. Anche la dimensione della parte gioca un ruolo. In poche parole, maggiore è la dimensione del pezzo, più difficile sarà controllare il ritiro e gestire le tolleranze dello stampaggio a iniezione.

 

2. PRESTARE ATTENZIONE ALLA COMPLESSITÀ

Se eseguito correttamente, un progetto complesso può aiutare a mantenere le strette tolleranze di una parte stampata a iniezione. Tuttavia, il restringimento e la deformazione si verificano comunemente all’aumentare della complessità delle parti, il che significa che tolleranze strette e il processo di stampaggio potrebbero non essere ripetibili.

I team di progettazione devono essere coinvolti nella possibilità di rimpicciolirsi e deformarsi in progetti complessi in modo da evitare costosi ritardi o rielaborazioni. Per fare ciò è necessario approfondire la selezione della resina , la progettazione degli utensili e il flusso del materiale utilizzando l’analisi del riempimento dello stampo. Questo sofisticato approccio di Design for Manufacturability (DfM) aiuta gli ingegneri ad analizzare e dettare accuratamente tre elementi essenziali dello stampaggio a iniezione con tolleranze strette: velocità di riempimento della cavità, temperature di raffreddamento adeguate e processo di raffreddamento generale.

 

3. COMPRENDERE L’AMBIENTE

Quando si progettano parti stampate a iniezione per applicazioni complesse, i progettisti devono comprendere chiaramente l’ambiente in cui la parte funzionerà.

Perché è così importante? L’ambiente influenza il comportamento della resina. Se i materiali rispondono in modo imprevedibile alle condizioni ambientali, sono a rischio tolleranze strette.

Per illustrare meglio il punto, si consideri che le resine hanno tipicamente elevati coefficienti di dilatazione termica. Di conseguenza, le parti potrebbero dover essere misurate a una temperatura costante per determinare con precisione l’espansione e la contrazione. Queste due caratteristiche determinano in gran parte la capacità di una parte di mantenere le tolleranze dello stampaggio a iniezione.

 

SOLO L’INIZIO

Sebbene la fase di progettazione sia il luogo più ovvio per iniziare la conversazione sulle tolleranze dello stampaggio a iniezione, c’è molto altro che contribuisce alla produzione di successo di parti per applicazioni complesse. Tieniti aggiornato sulla selezione della resina, gli utensili , la progettazione/controllo del processo e altri fattori chiave.

 

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Vantaggi della produzione di stampaggio computerizzata

Vantaggi della produzione di stampaggio computerizzata - Tecnostampi Firenze

La precisione è essenziale per garantire che le parti di cui hai bisogno funzionino correttamente quando si tratta di produzione di stampi.

Una finitura pulita significa una produzione snella per i clienti, motivo per cui aziende come Decatur Mold Tool & Engineering, Inc. sono state una delle tante aziende affidabili per gli stampi.

Diversi settori fanno molto affidamento sui servizi di stampaggio computerizzato, inclusi i settori dei consumatori, degli elettrodomestici, automobilistico, medico, militare e della difesa.

Ecco perché l’utilizzo della tecnologia più recente, come ATOS 5 e ATOS 5 Scan Box 6 con lo scanner ad alta velocità, è fondamentale per la massima precisione.

Questo strumento consente al produttore di stampi di creare progetti 3D che seguono le dimensioni richieste e richieste.

Una volta completato il processo di progettazione, l’iniezione dello stampo segue l’esempio per creare uno stampo preciso.

Utilizzando la macchina di misura a coordinate 3D ottica, Decatur Mold Tool & Engineering, Inc. è in grado di catturare ogni angolo e superficie, non importa quanto complessa; questo alimenta gli utensili da taglio computerizzati in modo che i clienti possano sempre aspettarsi un lavoro di alta qualità. Puoi contare sulle loro capacità di servizio clienti per discutere il progetto in modo più dettagliato.

Contattali oggi per saperne di più sui loro prodotti e servizi; saranno più che felici di rispondere a qualsiasi domanda o dubbio tu possa avere.

 

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