Что такое фрезерная обработка с ЧПУ и как она осуществляется

Фрезерная обработка с ЧПУ - одно из самых впечатляющих технологических достижений этого века. Хотя большинство людей больше знакомы с 3D-печатью как способом создания точных физических изделий, фрезерная обработка с ЧПУ существует уже давно и широко используется до сих пор. От широкого применения в электронной промышленности до широкого использования в производственных компаниях, эта технология продолжает быстро расти и развиваться, поскольку все больше и больше компаний открывают для себя ее эффективность.

Поэтому, поскольку металлообработка с ЧПУ распространяется на новые отрасли, такие как производство музыкальных инструментов, неудивительно, что сама технология, по оценкам, станет отраслью с оборотом в 100 миллиардов долларов к 2025 году.

Тем не менее. несмотря на то, что процесс и применение фрезерной обработки с ЧПУ хорошо известны людям, работающим в этой отрасли, люди со стороны могут быть гораздо меньше знакомы с тем, как она может применяться или даже как она работает.

Итак, в этой статье мы подробно рассмотрим, что такое фрезерование с ЧПУ, чем оно отличается от 3D-печати, кто может извлечь наибольшую пользу из этой технологии, а также ответим на все основные вопросы, которые могут у вас возникнуть.

Что такое фрезерная обработка с ЧПУ и как она осуществляется

Что такое фрезерование с ЧПУ?

Фрезерная обработка — это процесс использования оборудования для выполнения точных движений и задач, позволяющий взять цифровой проект объекта и произвести его в физической форме из сырья. ЧПУ позволяет достичь беспрецедентной точности, преобразуя определенный цифровой код в декартовы координаты, обеспечивая абсолютную точность изготовления каждой детали, вплоть до мельчайших деталей, которые практически невозможно было бы выполнить вручную.

Как работает фрезерная обработка с ЧПУ?

Процесс фрезерования вращается вокруг взятия материала и вычитания частей, пока он не примет необходимую форму, что противоположно 3D-печати, которая складывает материал, пока он не будет соответствовать требованиям и спецификациям.

Фрезерный станок использует фрезу, которая придает форму различным металлам или древесным материалам, применяя цилиндрический инструмент, который разрезает сырье в соответствии с инструкциями. Хотя эта техника не является исключительной для ЧПУ, компьютерное числовое управление обеспечивает гораздо большую точность и возможность изготовления сложных деталей с абсолютной точностью.

Еще одной ключевой особенностью фрезерного станка с ЧПУ является возможность работы по нескольким осям, что придает ему большую гибкость при проектировании уникальных деталей. Большинство фрезерных станков находятся в диапазоне от двух до пяти осей, и чем больше осей, тем более продвинутые типы конструкций можно создавать. Станки с ЧПУ также могут быть горизонтальными или вертикальными, что определяет, как стол перемещается относительно оси, каждый из которых имеет свои преимущества в зависимости от типа проекта, который вам необходимо выполнить.

Несмотря на то, что станки с ЧПУ предназначены для обработки широкого спектра конструкций и материалов, вы всегда должны тщательно обдумывать, какие типы фрезерных инструментов вы выбираете для различных задач. Даже кажущиеся незначительными различия иногда могут привести к плохим результатам, испортить материал или даже повредить оборудование. Например, если вы выберете деревянные инструменты для резки стали, вы не только повредите материал, но и нанесете серьезный ущерб оборудованию.

Хорошей новостью является то, что, если вы воспользуетесь услугами фрезерной обработки с ЧПУ от опытных профессионалов, таких, кок компания Артель, вам не придется беспокоиться о технических деталях, таких как выбор инструмента, так как все будет сделано за вас.

Что такое фрезерная обработка с ЧПУ и как она осуществляется

Сравнение фрезерной обработки с ЧПУ по сравнению с 3D-печатью

Как уже упоминалось в начале, 3D-печать - одна из самых быстрорастущих отраслей производства в мире, прогнозируемый объем которой в 2024 году достигнет 40 миллиардов долларов, а ежегодные темпы роста составят около 25 процентов.

Однако несмотря на то, что 3D-печать, несомненно, привнесла множество инноваций в производство и помогла заполнить ниши, которые ранее были недоступны для компаний, есть причина, по которой 3D-печать еще не обогнала фрезерование и другие методы быстрого производства и, по прогнозам, не сделает этого в ближайшем будущем.

Но, поскольку и фрезерная обработка с ЧПУ, и 3D-печать используются во всем мире, давайте рассмотрим их бок о бок и посмотрим, что каждая из них может предложить компаниям, ищущим эффективные решения.

Первое, о чем мы должны говорить при сравнении этих двух технологий, — это фундаментальное различие между процессами, которые они используют. Как мы уже обсуждали в предыдущем разделе, фрезерование — это процесс, в котором происходит вычитание материалов для формирования заготовки, чтобы создать необходимые формы и размеры. Используя различные инструменты и сверла, материалу придают форму и режут его до тех пор, пока он не будет соответствовать цифровому проекту со всех сторон. Из-за широкого спектра инструментов и фрез, которые могут быть использованы в процессе фрезерования, спектр материалов также обширен и включает различные металлы, древесные материалы и пластмассы.

Между тем, 3D-печать использует противоположный подход, используя различные материалы, такие как смолы, пластиковые нити или металлические порошки, для создания деталей посредством печати, добавляя их слой за слоем, пока не образуется целая структура. Во время добавления слоев они сразу же затвердевают с помощью лазера или нагрева, что позволяет получать стабильные, точные и сложные детали.

Использование технологии 3D-печати обеспечивает полную свободу для создания даже самых сложных и уникальных форм, что делает ее отличным вариантом для тех, у кого есть очень специфические требования, которые нелегко выполнить другими методами.

Основными материалами, используемыми в 3D-печати, являются пластмассы. Тем не менее, с развитием технологий появляется все больше возможностей, и теперь 3D-печать по металлу становится все более доступной и недорогой.

С точки зрения масштабируемости, фрезерная металлообработка имеет явное преимущество, поскольку она гораздо практичнее, когда необходимо изготовить десятки, сотни или даже тысячи деталей. Однако если масштаб проекта меньше, и вам нужно всего несколько деталей, 3D-печать может быть более доступной и позволит вам создать детали очень быстро. Эта доступность является одной из основных причин, по которой разрабатывается так много различных решений для 3D-печати, и со временем их ассортимент и возможности, вероятно, станут еще лучше.

Что такое фрезерная обработка с ЧПУ и как она осуществляется

Каковы области применения и использования фрезерного станка с ЧПУ?

Как вы, вероятно, можете себе представить, такая универсальная технология, как обработка с ЧПУ, имеет широкий спектр потенциальных применений в различных отраслях промышленности.

Одним из наиболее популярных способов использования технологии ЧПУ является быстрое создание прототипов, предоставляя дизайнерам и инженерам быстрый и надежный способ увидеть, как выглядит изделие или деталь на различных этапах разработки.

Печатаете ли вы первоначальный прототип, чтобы посмотреть, как он работает и провести тесты, или хотите испытать модификацию, обработка с ЧПУ помогает быстро изготовить физическую копию конструкции, сохраняя при этом низкие затраты.

Более того, благодаря универсальности обработки с ЧПУ можно изготавливать прототипы с жесткими допусками, используя реальные материалы, что помогает собирать точные данные и делать более точные выводы.

Если вы планируете использовать технологию литья под давлением, вы можете использовать ЧПУ для создания высокоточных медных шаблонов, полостей формы или основы формы в кратчайшие сроки.

Производственные процессы, которые раньше занимали несколько дней, теперь могут быть выполнены за несколько часов с помощью пятикоординатных фрезерных станков, которые доступны сегодня, что помогает ускорить производственные процессы и повысить эффективность во всем мире.

Благодаря чрезвычайно высокой точности станков с ЧПУ, понятно, почему они получили широкое распространение в аэрокосмической промышленности, где эта технология играет решающую роль в производстве широкого спектра деталей, используемых для обеспечения безопасности и надлежащего функционирования самолетов.

Некоторые из деталей, которые производятся с использованием технологии ЧПУ, включают в себя компоненты двигателя, компоненты шасси и топливные панели.

Обработка с ЧПУ также играет важную роль в области медицинских технологий, поскольку позволяет изготавливать детали и инструменты из многих сортов титана и нержавеющей стали, которые часто используются при производстве скальпелей, медицинских приборов, а также имплантатов.

А с развитием технологии ЧПУ, сделавшей ее более доступной и надежной, она стала более широко использоваться и для производства потребительских товаров, таких как электроника или спортивное оборудование, особенно для деталей, требующих точности и сочетающих металлические и пластиковые материалы.

Что такое фрезерная обработка с ЧПУ и как она осуществляется

Основные преимущества фрезерной металлообработки с ЧПУ

Существует бесчисленное множество причин, по которым технология фрезерования с ЧПУ считается одним из самых надежных способов производства деталей из различных материалов.

Рассмотрим ниже некоторые из наиболее значимых преимуществ этой технологии.

  • Непревзойденная точность

Точность и аккуратность, с которой может работать фрезерная обработка с ЧПУ, не имеет себе равных во всем мире, поэтому она используется в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и медицина, где требуется, чтобы каждая деталь была выполнена без малейшей ошибки.

Использование цифрового шаблона и автономной обработки, на которой основано фрезерование с ЧПУ, исключает человеческий фактор из производственного процесса, а получаемая точность близка к совершенству, насколько это возможно сегодня.

  • Долговечность

Поскольку фрезерные станки могут работать практически на автопилоте и не требуют особого участия человека в процессе, они могут работать без остановки в течение нескольких дней, производя детали последовательно и с одинаковой точностью.

Единственное время, когда станки с ЧПУ необходимо останавливать, это когда им требуется регулярное техническое обслуживание или в случае аварии.

  • Меньше персонала

Автоматизированный процесс, на котором основано фрезерование, означает, что для контроля и управления им требуется меньше людей, что приводит не только к повышению эффективности, но и к снижению производственных затрат.

Несколько квалифицированных специалистов — это все, что необходимо для контроля всего процесса, что означает более высокую экономическую эффективность для конечного клиента.

  • Расширенные возможности

Благодаря передовому программному обеспечению для автоматизации и проектирования фрезерные станки с ЧПУ могут превзойти самых квалифицированных специалистов, работающих на ручных станках, даже если сам процесс производства аналогичен.

Это означает не только лучшую согласованность и исключение человеческих ошибок, но и возможность производить гораздо более сложные конструкции, с различными размерами, формами и даже текстурами.

  • Последовательность

Так как процесс фрезерования в основном автоматизирован, он обеспечивает замечательную последовательность, даже если меняется персонал, управляющий инструментами.

После создания мастер-файла дизайна, он может быть использован для создания неограниченного количества копий, которые будут одинакового качества и без каких-либо отклонений. Каждая деталь будет полностью соответствовать предыдущей версии, чего очень трудно добиться даже самым опытным операторам, работающим вручную.

Что такое фрезерная обработка с ЧПУ и как она осуществляется

Как выбрать услуги фрезерной обработки с ЧПУ?

Фрезерная металлообработка с ЧПУ может быть невероятно полезной для самых разных проектов. Тем не менее, чтобы воспользоваться перечисленными выше преимуществами, вы должны потратить время на поиск надежной компании для работы.

На самом деле существует широкий спектр услуг по обработке, предлагаемых компаниями со всего мира, поэтому вам необходимо иметь хотя бы базовое представление о том, что вам нужно, прежде чем обращаться к потенциальным кандидатам.

  • Во-первых, у вас должны быть хотя бы некоторые представления о том, какие типы деталей вы хотите изготовить или какие виды инструментов вам понадобятся. В противном случае вам будет сложнее сузить список компаний, которые смогут предоставить вам необходимые услуги фрезерной обработки с ЧПУ.

В качестве альтернативы, вы можете обратиться в авторитетную компанию, которая имеет большой опыт и предлагает широкий спектр услуг, так как они могут помочь вам проконсультировать вас, чтобы определить лучший курс действий в вашей ситуации.

Поскольку технологии и знания, необходимые для проектов фрезерной обработки с ЧПУ, высоки, необходимо искать компании с необходимым опытом, а также солидной репутацией.

  • Просмотрите рекомендации и отзывы предыдущих клиентов и выясните, какой опыт работы с компанией у них был, а также какие проблемы им удалось решить.
  • После того как вы сузите список до примерно пяти компаний, свяжитесь с ними и задайте вопросы об их подходе, их предложениях по вашему проекту, цене за его выполнение и обо всем остальном, что, по вашему мнению, может иметь значение.

Довольно много компаний предлагают услуги фрезерной обработки с ЧПУ, но, хотя найти разумную цену очень важно, она не должна быть ценой низкого качества.