Lietošana Pret CNC Apstrādi: Kura Ir Labāka Jūsu Projektam?

Par smidzinājumu un CNC apstrādes procesiem

Smidzinājuma pamati: veidņu ražošana

Lietošana zem augsta spiediena joprojām ir viens no svarīgākajiem veidiem, kā ražotāji izgatavo detaļas, ieviešot kausētu metālu veidnēs, izmantojot augstu spiedienu. Šajā jomā pastāv divas galvenās pieejas: karstās kameras un aukstās kameras tehnika. Karstās kameras lietošanas procesā būtībā ir iebūvēta krāsns, kas visu laiku uztur metālu kausētu, tādējādi tā ir vispiemērotākā tiem metāliem, kuriem nevajag ļoti augstu temperatūru, lai izkausētu. Aukstā kamera darbojas citādi. Šeit strādnieki patiešām ielej metālu atsevišķā traukā pirms tā ievadīšanas veidņu dobumā, kas ir lietderīgi, strādājot ar metāliem, kuriem nepieciešama daudz augstāka temperatūra. Visbiežāk šādi lieto alumīniju un cinku, jo tie ir viegli un neuzrūsē viegli. Automobiļu uzņēmumi šo metodi ļoti vērtē, izgatavojot piemēram, dzinēju blokus un zobratu mehānismus. Taču tā tiek izmantota arī citur – no viedtālruņiem līdz virtuves piederumiem, galvenokārt pateicoties tam, cik plāni un gludi var būt gatavie izstrādājumi, izmantojot pareizas lietošanas tehnikas.

CNC apstrāde skaidrota: datorkontrolēta precizitāte

CNC apstrāde izceļas kā būtiska metode materiālu noņemšanas ražošanā, kur datoru vadīti rīki noņem materiālu no cietiem blokiem, līdz tiek iegūta vajadzīgā forma. Pastāv dažādi veidi, tostarp frēzmašīnas un skrūvju mašīnas, no kurām katra ir laba savā jomā — sākot no pamatmateriāla noņemšanas līdz pat smalku detaļu apstrādei dažādos materiālos, piemēram, metālā, plastmasā vai kompozītmateriālos. Tomēr tieši precizitāte padara CNC apstrādi par īpašu. Ar šo metodi izgatavotās detaļas atbilst ļoti stingrām tolerancēm, kas nepieciešamas sarežģītiem dizainiem, ko izmanto lidaparātu ražošanā vai medicīniskās iekārtas ražošanā. Arī programmēšanas aspekts ir ļoti svarīgs, jo šīs programmas norāda precīzi, kur mašīnai jāgriež un jāpārvietojas. Tāpēc detaļas vienmēr tiek izgatavotas vienveidīgi precīzi, pat tad, ja starp partijām varētu būt nelielas atšķirības.

Materiālu izvēle un efektivitātes atšķirības

Izvēle par to, kāds materiāls tiek izmantots, ražošanā ir izšķiroša, īpaši salīdzinot ar liešanu ar spiedienu un CNC apstrādi. Liešanai ar spiedienu ražotāji parasti izmanto ne dzelzs metālus, piemēram, alumīnijs, cinks un magnijs, jo šie metāli procesa laikā ļoti labi plūst. Tie ir lieliski piemēroti sarežģītu detaļu izgatavošanai, kurām ir jābūt vienmērīgām tūkstošiem vienību. Taču CNC apstrāde darbojas citādi. Tā var apstrādāt gandrīz visu — no metāliem līdz plastmasām un pat dažiem kompozītmateriāliem. Šāda veida daudzpusība ļauj darbnīcām risināt plašāku projektu klāstu, nemainot aprīkojumu. Kad darbs jāpadara ātri, lielos pasūtījumos uzvar liešana ar spiedienu. Mašīnas ātri ražo detaļas ar minimālu atkritumu, tādējādi uzturot stabili ražošanu. Taču, ja uzņēmumam ir jāveic pielāgojumi pa vidu projektam vai jāstrādā ar mazākiem sērijām, CNC apstrāde piedāvā šādu elastīgumu. Daudzas ražošanas darbnīcas faktiski uztur abas iespējas pieejamas atkarībā no tā, kāda opcija klientiem ir visvajadzīgākā konkrētā brīdī.

Statistika parāda, ka z diešanas ātrā ražošanas ātrums, cikla ilgums bieži vien ir tikai sekundes līdz minūtes, ir ideāls masveida ražošanai, savukārt CNC apstrāde var būt lēnāka tās substraktīvās dabas dēļ, kas ietver laikietilpīgākas procedūras.

Ražošanas apjoma un izmaksu analīze

Salīdzinot, cik daudz lietu tiek izgatavotas, un to faktiskajām izmaksām, starpība starp kokilizlietni un CNC apstrādi ir ievērojama. Kokilizlietne īpaši izceļas tad, kad uzņēmumiem jāizgatavo liels daudzums detaļu, jo katras atsevišķas vienības izmaksas samazinās, kad visi rīkojumu izmaksas tiek sadalītas vairākām tūkstošiem vienību. Tāpēc automobiļu ražotāji un ierīču izgatavotāji tik ļoti izmanto šo metodi — viņi var paļauties uz to, ka katra atsevišķa detaļa būs tieši vienāda. Savukārt CNC apstrāde parasti izmaksā vairāk uz vienu gabalu, jo tā noņem materiālu, nevis ielej kausētu metālu veidos. Lai gan CNC mašīnas iestatīšana sākumā izmaksā daudz mazāk nekā veidņu izgatavošana, viss izšķiestais materiāls ātri uzkrājas. Tāpēc lielākā daļa cilvēku izmanto CNC metodi tikai tad, kad viņi vēlas kaut ko izmēģināt vai izgatavot pāris desmitus prototipu pirms pārejas uz masveida ražošanu.

No nozares ziņojumiem izriet, ka die štampēšana nodrošina ilgtermiņa ražošanas finansiālu izdevīgumu, savukārt CNC apstrādei pielāgotība labāk atbilst zemākas apjoma vajadzībām. Vienības izmaksu analīze parāda, ka lieliem apjomiem die štampēšana joprojām ir ekonomiski izdevīgāka iespēja, bet CNC apstrāde piedāvā elastību nelieliem sērijas apjomiem.

Precizitāte, Tolerances un sarežģītības iespējas

Salīdzinot kokilas liešanu ar CNC apstrādi, viena no lielākajām atšķirībām ir tā, cik precīzi katrs paņēmiens var izgatavot detaļas. CNC apstrāde izceļas ar to, ka tā izgatavo komponentus ar ļoti ciešām tolerancēm, bieži sasniedzot apmēram plus mīnus 0,0005 collas. Tas to padara par ideālu sarežģītām detaļām, kurām nepieciešamas precīzas izmēru specifikācijas, piemēram, sīkajiem zobratu mehānismiem lidmašīnās vai medicīnas iekārtās, kur pat nelielas kļūdas ir būtiskas. Kokilas liešana tomēr nav tik precīza, parasti tā ir robežās no plus mīnus 0,002 līdz 0,005 collām. Daudziem projektiem šāds precizitātes līmenis ir pietiekams, taču reizēm ražotājiem pēc liešanas ir jāveic papildu apstrāde, lai viss izskatītos labi un atbilstu visām izmēru specifikācijām.

Datorizētā numeriskā vadība (CNC) mašīnas ir ļoti labas sarežģītu detaļu izgatavošanā, jo tās var apstrādāt materiālus ar precīzu precizitāti, ko kontrolē datori. Matricu lietšana darbojas labāk vienkāršāku detaļu gadījumā, kad precīzi mērījumi nav tik kritiski. Saskaņā ar nesen publicētiem pētījumiem žurnālā Journal of Manufacturing Processes, ir skaidri pierādījumi, kas parāda, ka CNC apstrāde ir labāka nekā citas metodes, strādājot ar sarežģītām formām detaļu iekšpusē un uzturot ļoti mazas pieļaujamās novirzes ražošanas procesā. Tas ir arī praktiski pamatoti, jo daudzām nozarēm ir nepieciešamas komponentes ar iekšējām īpašībām, kuras vienkārši nevar sasniegt, izmantojot tradicionālas lietās metodes.

Vadības laiks un pielāgošanās elastība

Izvērtējot, cik ātri tiek paveikti darbi un cik pielāgojami ir katrs process, ir interesanti dati par metāla liešanu ar dzēšanas veidni salīdzinājumā ar CNC apstrādi. CNC apstrāde parasti samazina gaidīšanas laiku, tādēļ tā ir lieliska prototipu izgatavošanai vai produktu ātrai ražošanai, kad projektēšanā nepieciešami grozījumi. Nav nepieciešams tērēt laiku fiziskai iestatīšanai, kad ir vajadzīgi pielāgojumi. No otras puses, metāla liešana ar dzēšanas veidni ir piemērota lieliem sērijām, taču tā aizņem vairāk laika, jo šo veidņu un formu izgatavošanai nepieciešams laiks. Viss process no sākuma līdz beigām var vilkties mēnešiem ilgi, īpaši tad, ja veidnēs ir jāveic pēdējo mirkļu grozījumi.

CNC apstrāde nodrošina īstu elastīgumu, kas ļauj dizaineriem veikt izmaiņas visa projekta dzīves ciklā. Tas skarpi kontrastē ar matricas lietošanu, kur katru reizi pat nelielai dizaina korekcijai ir nepieciešamas pilnībā jaunas formas. Un, godīgi runājot, šo formu izgatavošanai ir nepieciešami gan nauda, gan laiks. Ražošanas ziņojumi pastāvīgi norāda uz CNC apstrādes priekšrocībām, jo īpaši tad, ja ir svarīgi ātri pabeigt darbus. Piemēram, automašīnu uzņēmumi bieži pāriet uz CNC, izstrādājot prototipus, jo tādējādi var pielāgot detaļas līdz ar situācijas maiņu, nevis gaidīt nedēļām ilgušas formu pārskatīšanas. Spēja ātri pielāgoties rada lielāko atšķirību konkurences tirgos, kur produktu izstrādē pareizība ir svarīgāka nekā jebkad.

Pielietojums un nozares standarti

Ideāli projekti ar alumīnija un cinka štancējumiem

Ražojot detaļas, kurām jābūt vieglām, bet izturīgām pret nodilumu, alumīnija un cinka liešana ļoti izceļas. Elektronikas nozarē alumīnijs tiek ļoti vērtēts par siltuma izvadīšanas spēju, tāpēc to bieži var redzēt datoru un citu ierīču siltuma izvadīšanas radiātoros. Savukārt cinks automobiļu ražošanā ir kļuvis par ļoti izmantotu materiālu, jo tas ir izturīgs un vienlaikus viegli veidojams sarežģītos dizainos. Apskatot modernos transportlīdzekļus ar visiem sīkajiem kontaktiem vai arī aizsargapvalkiem ap jutīgām elektroniskām sastāvdaļām, bieži vien tie ir izgatavoti no cinka. To metālu izcilību nodrošina ne tikai to izturības īpašības, bet arī spēja izturēt lielā skaitā ražošanu, saglabājot pieejamu cenu līmeni. Ražotāji ir atklājuši, ka pārslēgšanās uz šiem materiāliem ilgtermiņā var ietaupīt naudu, saglabājot produktu kvalitātes standartus.

Kur CNC apstrāde pārsteidz: sarežģīti mazserijas komponenti

Kad uzņēmumiem ir nepieciešami precīzi pielāgoti komponenti nelielam ražošanas apjomam, CNC apstrāde kļūst par būtisku procesu. Apskatiet aviācijas nozari vai medicīnisko ierīču ražotājus, kuri paļaujas uz šo tehnoloģiju, lai izgatavotu sarežģītas detaļas, kur pat nelielas kļūdas varētu izraisīt lielas problēmas turpmāk. To, kas atšķir CNC, ir tā spēja apstrādāt šādas sarežģītas detaļas ar ievērojamu precizitāti, tāpēc daudzi dizaineri to izmanto prototipa izstrādes stadijā. Tādējādi viņi var pārbaudīt savas idejas, nepārslogojot budžetu, salīdzinot ar tradicionālām metodēm, piemēram, ar liešanu formā, kuras ekonomiski nav attaisnojamas, ražojot ierobežotu skaitu vienību. Uzņēmumiem, kuri strādā pie specializētiem produktiem, CNC nodrošina gan elastīgumu, gan uzticamību, kad citas iespējas ir nepietiekamas.

IATF 16949 Sertifikācijas Apsvērumi

IATF 16949 sertifikāta iegūšana ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu kvalitātes pārvaldības efektīvu darbību visā automobiļu piegādes ķēdē. Lai atbilstu šim standartam, ražotājiem ikdienas darbībās cieši jāievēro noteiktās labās prakses. Uzņēmumiem, kas nodarbojas ar matricu liešanu vai CNC apstrādi, pirms pat sertifikāta iegūšanas domāšanas ir būtiski izstrādāt labi dokumentētas procedūras un pastāvīgi meklēt uzlabošanas iespējas. Kad uzņēmumi atbilst šiem prasības, produkti parasti ir augstākas kvalitātes. Arī klienti tiem uzticas vairāk, kas palīdz nodrošināt līgumus saspīlētajā automobiļu tirgū, kur pareizu darbību veikšana katru reizi ir vissvarīgākais faktors, kas nosaka starpību starp panākumiem un neveiksmēm lielākajai daļai piegādātāju.

Kā izvēlēties starp matricu lietēšanu un CNC apstrādi

Galvenie izvēles faktori: apjoms, budžets un prasības

Izvēloties starp izstrādes veidiem – metāla slēgtā veidošanā un CNC apstrādi – jāņem vērā vairāki svarīgi faktori, lai atrastu vispiemērotāko risinājumu konkrētam ražošanas uzdevumam. Svarīga ir ražošanas apjoma joma. Metāla slēgtā veidošana parasti ir izdevīgāka, ja vienlaikus tiek ražoti tūkstoši detaļu, taču tā kļūst dārgāka maziem daudzumiem. Savukārt CNC apstrāde labāk piemērota mazākiem pasūtījumiem, īpaši tad, ja katrai detaļai ir nepieciešams kaut kas unikāls. Arī izmaksas ir svarīgs faktors. Sagatavošanas rīku izmaksas metāla slēgtajai veidošanai var būt diezgan augstas, tomēr tās samazina vienības izmaksas, kad ražošana tiek palielināta. CNC apstrādei nav nepieciešami šādi īpaši rīki, tādēļ tā paliek pieejama pat ierobežotiem sērijas apjomiem. Arī materiālu izvēle, detaļas sarežģītība un dizaina pielāgojamība ir būtiski aspekti. Projektos, kuros nepieciešamas ciešas tolerances vai regulāras dizaina izmaiņas, biežāk ir lietderīgi izvēlēties CNC apstrādi.

Uzņēmumi, izvērtējot savas iespējas, bieži vien atklāj, ka lēmumu matricas ir ļoti noderīgas, lai skaidri noteiktu, ko tieši viņiem vajag. Lai gan šeit nevaru parādīt faktisku piemēru, lielākā daļa cilvēku vērtē lietas, piemēram, cik daudz katra vienība izmaksā, cik daudz atkritumu rodas ražošanas laikā, cik ilgs laiks nepieciešams, lai izgatavotu produktus, un vai dizainus var viegli mainīt vēlāk. Kad uzņēmumi ņem vērā visus šos aspektus, viņi pieņem labākus lēmumus, kas patiešām atbilst viņu mērķiem. Arī reāli piemēri palīdz. Izmantojot citu uzņēmumu pieredzi, kad tiem bija līdzīgas problēmas, var iegūt labas idejas par to, kā rīkoties, neiztērējot pārāk daudz naudas vai pārāk ievērojami palēninot darbības.

Reālas situācijas: No PV invertora korpusiem līdz prototipiem

Izpētot notikumus uz fabriku grīdām, redzams, cik grūti uzņēmumiem var būt, izvēloties starp matricu lietni un CNC apstrādes tehnoloģijām. Piemēram, ņemot saules invertoru korpusu ražošanu. Šeit liela nozīme ir materiālu izvēlei. Daudzi ražotāji izvēlas CNC apstrādi, kad nepieciešama ļoti augsta precizitāte vai ātra dažādu dizaina variantu pārbaude. Ar šo pieeju uzņēmumi var izmēģināt dažādas konfigurācijas, neiztērējot lielas summas par jauniem matricām katrā reizē. No otras puses, matricu lietne ir lieliska izvēle tad, kad ir nepieciešama vienmērīga kvalitāte tūkstošos identisku detaļu. Tieši tāpēc to bieži redzam nozarēs, kas ražo standarta komponentus lielos apjomos.

Apskatot visas šīs dažādās iespējas, mēs no tām varam kaut ko svarīgu iemācīties par ražošanas lēmumu pieņemšanu. Pirmkārt, uzņēmumiem jānoskaidro, kas ir visvairāk nozīmīgi to konkrētajā situācijā. Vai dizaina elastība ir visvairāk svarīga? Vai varbūt viņiem vairāk rūp saražotā produkta daudzums vai izmaksu samazināšana? Tiklīdz viņi zina, uz ko viņu uzmanība ir jākoncentrē, pareizas ražošanas pieejas izvēle kļūst daudz vieglāka. Kad pienāk laiks faktiski izgatavot detaļas, ražotājiem ir jāpievērš uzmanība tam, kas tieši viņiem ir nepieciešams. Piemēram, fotovoltaisko invertoru (PV invertoru) gadījumā vieni varbūt baidās par cenu, bet citi skatās uz materiāla īpašībām. Vai viņiem vajadzētu izvēlēties cinka sakausējuma liešanu vai alumīniju? Tas ir atkarīgs no tādiem faktoriem kā nepieciešamais izturības līmenis vai pretestība korozijai laika gaitā. No tā, ko esam novērojuši dažādās nozarēs, redzams, ka pieredzes analizēšanai patiešām ir vērtība. Uzņēmumi, kas mācās no iepriekšējām kļūdām, parasti atrod labākus veidus, kā līdzsvarot visas šīs savstarpēji konkurējošās prasības dažādu ražošanas metožu salīdzinājumā.