Artykuł sponsorowany

Rodzaje materiałów podlegających obróbce CNC

Nowoczesne metody wytwarzania bazują na możliwie szerokim wykorzystywaniu zautomatyzowanych maszyn i urządzeń. Najbardziej rozpowszechnioną technologią jest obróbka CNC, która pozwala na kształtowanie materiałów z użyciem modeli cyfrowych, dając nie tylko bardzo wysoką precyzję wykonania, ale również znacznie przyspieszając wszystkie procesy wytwórcze. Urządzenia CNC mogą być z powodzeniem stosowane przy pracy z wieloma różnymi materiałami.

Na czym polega obróbka CNC

Obróbka CNC umożliwia zautomatyzowanie procesu obróbki mechanicznej za sprawą korzystania z maszyn, których działaniem steruje komputer. Urządzenia CNC (Computer Numerical Control) realizują zadania związane z nadawaniem kształtu albo cięciem, wykorzystując układ przemieszczający głowicę roboczą albo sam obrabiany przedmiot i pozycjonujący je według cyfrowego modelu. Wszystkie zmiany położenia oraz konkretne parametry pracy narzędzia roboczego, np. szybkość obrotów, wybrany rodzaj osprzętu czy kąt, pod jakim jest ustawione, są wynikiem wykonywania programu CAM (Computer Aided Manufacturing). Przekłada on model cyfrowy wykonany za pomocą oprogramowania do komputerowego wspomagania projektowania CAD (Computer Aided Design) na poszczególne czynności realizowane przez podzespoły maszyny, np. pracę serwomotorów przesuwających ramiona z głowicą, w której jest zamontowany frez, nóż tokarski czy wiertło. Jednocześnie urządzenie stale monitoruje stan poszczególnych elementów, pobierając dane z licznych czujników, m.in. położenia, obrotów czy przesuwu – wyjaśnia ekspert z firmy Bratech, która specjalizuje się w obróbce metali i tworzyw sztucznych.

Zaletą stosowania obróbki numerycznej jest możliwość uzyskania powtarzalności kolejnych detali, ponieważ system za każdym razem może odtwarzać raz stworzone sekwencje działań. Urządzenia CNC zapewniają też łatwe wykonywanie złożonych projektów, które przy użyciu maszyn sterowanych manualnie wymagałyby doświadczonego operatora, a jednocześnie długiego czasu obróbki, niosąc ryzyko popełnienia błędu i zepsucia materiału. CNC oznacza wysoką precyzję i skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie części dzięki automatycznej optymalizacji poszczególnych procesów. Stosowanie maszyn CNC daje dobre wyniki zarówno przy wytwarzaniu pojedynczych detali, jak i przy produkcji seryjnej.

Maszyny CNC mogą wykonywać większość rodzajów obróbki mechanicznej w pełnym zakresie. Nadają się zarówno do przygotowywania fragmentów o określonych rozmiarach przez cięcie, jak i kształtowanie detali za pomocą obróbki skrawaniem, czyli toczenia, frezowania, wiercenia, dłutowania, czy przeciągania, a także szlifowania. Zakres możliwych do wykonania zadań zależy jedynie od rodzaju używanego materiału i jego charakterystyki.

Materiały, przy których obróbce korzysta się z technologii CNC

Metody obróbki CNC mogą być stosowane do bardzo szerokiej palety materiałów. Sprzęt tego rodzaju nadaje się do obróbki metalu, tworzywa sztucznego, drewna, ale także kamienia naturalnego, szkła, ceramiki, a nawet wyrobów z celulozy – papieru, kartonu lub tektury. Możliwości stosowania obrabiania CNC zależą w dużej mierze od konstrukcji urządzenia, które musi zapewniać odpowiednią sztywność struktury, zwłaszcza przy pracach wymagających precyzji czy obróbce materiałów o dużych rozmiarach, a także od specyfiki stosowanych narzędzi lub substancji pomocniczych, np. frezów z odpowiednio twardymi ostrzami, dobrze dobranej granulacji ścierniwa czy właściwie podawanego chłodziwa i smaru.

Jednymi z materiałów, które najczęściej bywają poddawane obróbce CNC, są rozmaite metale. Przy pomocy urządzeń CNC można pracować z różnymi rodzajami żeliwa, gatunkami stali stopowej i niestopowej, a także metalami nieżelaznymi, m.in. miedzią, aluminium oraz ich stopami. Do zazwyczaj wykonywanych zadań należą przede wszystkim próżne rodzaje obróbki plastycznej: cięcie mechaniczne, wycinanie i gięcie, ale także termicznej, np. cięcie laserem. Bardzo często stosuje się również wszystkie rodzaje obróbki wiórowej – zwłaszcza toczenie, frezowanie oraz wiercenie.

Maszyny CNC są szeroko używane przy obróbce drewna. Sprzęt tego rodzaju jest stosowany przy cięciu elementów z surowego drewna lub produktów drewnopochodnych, m.in. płyt wiórowych na mniejsze np. za pomocą pił panelowych czy specjalnych frezarek. Często wykorzystuje się również maszyny przeznaczone do obróbki powierzchni, np. strugarki czy okleiniarki.

Obróbka drewna za pomocą maszyn CNC jest również możliwa, jeśli chodzi o toczenie, a także frezowanie, które pozwala na nadawanie poszczególnym półproduktom niemal dowolnych kształtów. Bardzo często korzysta się np. z ploterów frezujących, wiertarek czy maszyn do nestingu, które są rodzajem przeznaczonych specjalnie dla stolarstwa i produkcji mebli centów obróbczych.

Urządzenia wykorzystywane do pracy z drewnem i materiałami drewnopochodnymi działają na podobnej zasadzie co urządzenia do obróbki metalu, często mają jednak większe rozmiary, pracują z mniejszymi prędkościami obrotowymi, a specyfika materiału nie pozwala na stosowanie chłodziwa.

Maszyny CNC są wykorzystywane również przy obróbce tworzyw sztucznych. W tym przypadku używa się ich do wybranych rodzajów tworzyw, ze względu wymagania co do ich parametrów, zwłaszcza przy obróbce skrawaniem. Do najczęściej formowanych przy pomocy urządzeń CNC materiałów polimerowych należą tworzywa konstrukcyjne, m.in. polietylen, poliacetal, tekstolit, politereftalan etylenu, poliamid, teflonu czy polieteroeteroketon.

Przy pracy z tworzywami sztucznymi możliwe są niemal wszystkie operacje związane z obróbką mechaniczną od frezowania czy toczenia aż po dłutowanie, struganie i cięcie. Ze względu na niską odporność tworzyw na wysoką temperaturę wiele operacji musi być prowadzonych wraz z dodatkowym chłodzeniem elementu obrabianego.

Z możliwości obróbki CNC w przypadku tworzyw sztucznych korzysta się zwłaszcza tam, gdzie liczy się precyzja i jakość obrabianych powierzchni, niemożliwa do osiągnięcia za pomocą tradycyjnych metod np. wtryskiwania. Urządzenia CNC stosuje się także przy pracy z elementami o większych rozmiarach, gdzie odpowiednie wypełnienie formy mogłoby być kłopotliwe, a koszty jej produkcji zbyt duże.