Vorteile und Grenzen der CNC-Bearbeitung

Die Vorteile der computergesteuerten maschinellen Bearbeitung machen sie zur bevorzugten Fertigungsmethode für mehrere Branchen, wie z. B. medizinische Geräte, Automobil und Luft- und Raumfahrt. Diese Fertigungsmethode kann hochpräzise kundenspezifische Teile liefern.

Aufgrund der Genauigkeit dieses Prozesses gehören empfindliche Teile, die strengen Designs entsprechen müssen, zu den besten Arten von Projekten für CNC-Maschinen. Bei all diesen Vorteilen weist die CNC-Bearbeitung jedoch einige Einschränkungen auf. Lernen Sie bei der Auswahl von Methoden zur Teileerstellung so viel wie möglich über die CNC-Bearbeitung. Wenn Sie verstehen, wie der Prozess funktioniert, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen, die Ihre Budgetanforderungen mit den Anforderungen an die Genauigkeit Ihres Projekts in Einklang bringt. Ist die CNC-Bearbeitung die Option für Sie? Oder benötigen Sie eine Alternative für Ihr Projekt?

Vorteile der Verwendung von CNC-Maschinen

Wie jede jahrzehntelange Fertigungsmethode bietet die CNC-Bearbeitung zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Methoden der Teileerstellung. Durch die Verwendung einer Computersteuerung können Sie mit verschiedenen Materialien konsistent präzise und genaue Ergebnisse erzielen. Außerdem müssen Sie keine Großaufträge erstellen – CNC-Maschinen können einen einzelnen Prototyp erstellen, um Ihnen ein greifbares Beispiel für Ihr vorgeschlagenes Projekt zu geben. Diese Maschinen können auch den Prototypprozess überspringen und ein erstes Design in der Maschine erstellen, um Zeit und Material zu sparen.

1. Ständiger Einsatz bei minimaler Wartung

Manuelle Bearbeitung kann nur stattfinden, solange Facharbeiter anwesend sind. Wenn die Arbeiter eine Pause machen, stoppt der Fortschritt. CNC-Maschinen können jedoch 24 Stunden am Tag betrieben werden. Abhängig vom Design des Projekts kann der Bediener den Computer programmieren und die Maschine so einstellen, dass das erforderliche Teil erstellt wird. Die Maschine automatisiert dann die Teilefertigung, sodass der Programmierer eine andere Maschine einrichten kann. Durch die Entlastung von Bedienern erfordern CNC-Maschinen weniger Arbeitskräfte und steigern die Produktion der Maschinenwerkstatt.

CNC-Maschinen ermöglichen auch schnelle Änderungen in der Produktion. Wenn der Bediener kleine Bestellungen verschiedener Teile produzieren muss, muss er nach Abschluss eines Entwurfs lediglich das Programm ändern, um die nächste Form einzustellen. Mit dieser erhöhten Flexibilität im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden können CNC-Werkstätten viele Aufträge ausführen – von großen Chargen gleicher Teile bis hin zu einzelnen Prototypen.

Während CNC-Maschinen 24 Stunden am Tag mit minimaler Wartung laufen, verspricht die Zukunft noch mehr Effizienz. Mit der Technologie des Internets der Dinge am Horizont können CNC-Maschinen Sensoren haben, die den Verschleiß von Teilen verfolgen. Diese Sensoren können dem Bediener dann signalisieren, wann die Maschine gewartet werden muss, anstatt darauf zu warten, dass das Gerät ausfällt. Das IoT könnte auch CNC-Maschinen mit anderen Robotern integrieren, um die Entnahme und Verpackung fertiger Produkte aus den Maschinen zu automatisieren.

Der aktuelle Automatisierungsgrad der CNC-Bearbeitung gibt uns einen spannenden Ausblick auf die Zukunft der Fertigungstechnologie. Die heutige CNC-Bearbeitung wird sich nur mit den technologischen Verbesserungen und der IoT-Integration von morgen verbessern. Bei so vielen Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung können Sie durch den Aufbau von Beziehungen zu CNC-Werkstätten heute von den aktuellen und zukünftigen Vorteilen dieser Fertigungsmethode profitieren.

2. Präzision

Die Präzision einer Maschine bezieht sich darauf, wie fein eine Toleranz sein kann. Nicht alle CNC-Maschinen sind hochpräzise. Besprechen Sie die Präzisionsfähigkeiten jeder CNC-Maschinenwerkstatt, mit der Sie zusammenarbeiten. Typischerweise verlassen sich Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie häufig auf hochpräzise bearbeitete Teile. Die Herstellung dieser Teile nach ihren Spezifikationen könnte aufgrund ihres möglichen Einbaus in Flugzeuge, Autos oder Verteidigungsausrüstung Leben retten.

3. Genauigkeit

Wie genau das produzierte Teil den Plänen entspricht, spiegelt die Genauigkeit des Projekts wider. Bei menschlichen Maschinisten können Fehler zu geringfügigen Präzisionsunterschieden führen, die erhebliche Probleme verursachen können. Anwendungen, die erfordern, dass Teile strenge Designrichtlinien erfüllen, können selbst bei kleinen Abweichungen vom korrekten Design scheitern. Die Automatisierung der Produktion mit CNC-Bearbeitung reduziert Genauigkeitsprobleme, aber der Bediener hat immer noch eine gewisse Kontrolle über den Prozess.

Die Genauigkeit von Bearbeitungsprojekten hängt stark vom Bediener ab. Da der Bediener eine so zentrale Rolle spielt, ist es entscheidend, eine Maschinenwerkstatt zu finden, die zusätzliche Anstrengungen in Projekte investiert, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Um die Genauigkeit zu verbessern, steuert der Benutzer die Werkzeugkalibrierung und die Betriebsumgebung beim Bedienen einer CNC-Maschine. Bediener müssen auch erkennen, wenn Werkzeuge zu langweilig werden, um die erforderlichen Ergebnisse zu erzielen, und wenn die Maschine gewartet werden muss, um die Genauigkeit wiederherzustellen.

Die zusätzliche Genauigkeit der CNC-Bearbeitung macht Wiederholbarkeit möglich. Wenn Sie eine große Bestellung von mehreren Repliken eines Teils haben, können Sie diese Teile mit CNC-Bearbeitung mit verbesserter Genauigkeit im Vergleich zu handgefertigten Komponenten herstellen lassen.

4. Vielseitigkeit

Bei Alternativen zur CNC-Bearbeitung, wie z. B. 3D-Druck, stoßen Sie auf Einschränkungen bei den Materialtypen, aus denen Sie für Ihre Teile auswählen können. Die CNC-Bearbeitung kann jedoch bei verschiedenen Materialien erfolgen.

Sprechen Sie mit Ihrer Maschinenwerkstatt über die verwendeten Materialien. Nicht alle Orte haben die gleiche Auswahl an Ersatzteilen. Bei American Micro Industries können wir die folgenden Materialien mit CNC-Bearbeitung verwenden:

• Kunststoffe
• Phenolische Materialien
• Hartschaum
• Schnitzschaum

Bei der Auswahl eines Materials für Ihre Anwendungen müssen Sie mehrere Faktoren berücksichtigen, darunter Hitzebeständigkeit, Spannungsfestigkeit, Härte, Befestigung und Designtoleranz.

5. Simulierte Modelle oder Prototypen

Die alte Methode zur Herstellung von Prototypen bestand darin, einen Maschinisten das Design von Hand erstellen zu lassen. Damals war ein gefertigter Prototyp die einzige Möglichkeit, das Teil dreidimensional zu untersuchen. Dieser zeitaufwändige Prozess garantierte keine Genauigkeit in der weiteren Produktion.

Heute können Sie bei Bedarf einen einzigen Prototyp auf einer CNC-Maschine erstellen lassen. Wenn Sie das Teil jedoch nur in drei Dimensionen anzeigen möchten, können Sie dies in dem Computerprogramm tun, das verwendet wird, um Anweisungen an die CNC-Maschine zu senden.

Durch den Einsatz einer CNC-Maschine haben Sie die Möglichkeit, einen Prototyp zu erstellen. Der Computer lässt Sie das Modell vor der Fertigung von allen Seiten betrachten. Sie können Material und Zeit sparen, wenn Sie kein physisches Modell benötigen.

6. Mehr Möglichkeiten

In Verbindung mit sich ständig weiterentwickelnder Computer- und Designsoftware können CNC-Maschinen Produkte herstellen, die selbst die erfahrensten Ingenieure nicht replizieren könnten. Dank fortschrittlicher Software können CNC-Maschinen eine größere Auswahl an Formen, Größen und Texturen produzieren als manuelle oder herkömmliche Maschinen. Mit diesem Maschinenpark haben Sie mehr Möglichkeiten, Ihre benötigten Teile zu entwerfen und herzustellen.

Beispielsweise können CNC-Maschinen komplizierte und präzise Teile für Anwendungen mit besonderen Anforderungen kontinuierlich produzieren und replizieren.

7. Hohe Produktion und Skalierbarkeit

Sobald der Bediener der CNC-Maschine die Konstruktionsvorgaben programmiert hat, hält ihn nur noch der Benutzer auf. Einmal gestartet, sind CNC-Maschinen hochproduktiv und können viele Teile in kürzester Zeit produzieren. Außerdem bieten CNC-Maschinen ein breites Spektrum an Skalierbarkeit. Im Gegensatz zu anderen Fertigungsmethoden ermöglicht das CNC-Fräsen den Werkstätten die Herstellung großer Mengen oder eines einzelnen Modells. CNC-Maschinen beschränken Sie nicht darauf, wie viele Teile Sie auf einmal herstellen lassen können, sodass Sie Ihr Geld und Ihre Ressourcen effizienter einsetzen können.

8. Einheitliches Produkt

Bei der manuellen Produktion gibt es immer Raum für Fehler, und jedes Produkt kann aufgrund menschlicher Ungenauigkeiten leicht variieren. Die CNC-Bearbeitung ermöglicht einheitliche Ergebnisse. CNC-Maschinen können die Konstruktionsspezifikationen jedes Mal perfekt erfüllen, wenn sie ein Teil erstellen. Diese Präzision stellt sicher, dass Sie Teile erhalten, die zu Ihrer Anwendung passen, wodurch das Risiko einer Beschädigung Ihrer Ausrüstung oder einer Verlangsamung Ihres Betriebs verringert wird.

9. Designbeibehaltung

CNC-Maschinen können Prototypentwürfe für die zukünftige Produktion speichern. Die Designbeibehaltung trägt zur Effizienz bei und stellt sicher, dass die fertigen Produkte identisch sind, unabhängig von Bedienerwechseln. Es spielt beispielsweise keine Rolle, wer die Maschine startet, da die Designs vorgeladen sind und einheitliche Produkte erstellt werden können. Bei manuellen Herstellungsmethoden kennt nicht jeder Bediener jedes Design auswendig, was Raum für Diskrepanzen und Ungenauigkeiten in den Teilen lässt.

Die Fähigkeit von CNC-Maschinen, Konstruktionen zu speichern, eliminiert die Notwendigkeit, zusätzliche Kopien aufzubewahren. Sie können beispielsweise etwas Speicherplatz freigeben, ohne dass Sie überschüssige Dateien, Flash-Laufwerke oder andere Computerdateien mit veraltetem Design benötigen. Während Sie wahrscheinlich immer noch eine Sicherungskopie von Prototypdesigns aufbewahren möchten, kann die Aufbewahrung von Ausdrucken der Vergangenheit angehören.

Einschränkungen von CNC-Fräsmaschinen

Obwohl CNC-Maschinen mehrere Vorteile haben, sind sie mit einigen Einschränkungen verbunden. Kosten, Größenbeschränkungen und Bedienerfehler können sich auf Ihre Projektpläne auswirken. Wenn Sie diese Nachteile gegen die positiven Aspekte der Verwendung von CNC-Maschinen abwägen, erhalten Sie die Informationen, die Sie benötigen, um die fundierteste Entscheidung für die Herstellung Ihrer auftragsbezogenen Teile zu treffen.

1. Kosten

Eine häufige Beschwerde bei der CNC-Bearbeitung sind die Kosten. Die CNC-Bearbeitung ist zwar teurer als andere Methoden, aber bei diesen Kosten haben Sie die zusätzlichen Vorteile zusätzlicher Genauigkeit und Präzision. Die Gesamtkosten sind jedoch nicht immer ein festgelegter Wert.

Das Ändern Ihrer angeforderten Attribute kann die Kosten Ihres CNC-Bearbeitungsprojekts reduzieren. Einige Dinge, die Sie tun können, um Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt budgetfreundlicher zu gestalten, umfassen das Projekt einfach zu halten, die Notwendigkeit extra dünner Wände an Teilen zu reduzieren und Toleranzen zu erhöhen.

2. Größenbeschränkungen von CNC

Einer der Vorteile der Handfertigung ist die Fähigkeit des Maschinisten, einen großen Teil zu manipulieren. Bei einigen CNC-Bearbeitungsprojekten können die Abmessungen des von Ihnen bearbeiteten Teils Einschränkungen unterliegen.

Die Größe des Gehäuses und der Verfahrweg der Werkzeuge bestimmen beide die Größe des Teils, das eine Werkstatt bearbeiten kann.

Fahrstrecken haben normalerweise Messungen entlang der X-, Y- und Z-Achse. Einige Maschinen können jedoch auf vier oder fünf Achsen arbeiten, wodurch mehr Dimensionen hinzugefügt werden, an denen die Maschine gleichzeitig arbeiten kann. Um sich über Größenbeschränkungen zu informieren, fragen Sie die Maschinenwerkstatt nach ihren Ausrüstungsmöglichkeiten.

Selbst wenn die Teilegröße in den Arbeitsbereich passt, haben große Komponenten andere Probleme, die die Verwendung der CNC-Bearbeitung schwierig machen können. Die Größe des Teils kann die Genauigkeit der daran arbeitenden Werkzeuge beeinflussen. Zusätzliches Gewicht belastet das Material zusätzlich und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Verzerrungen. Um den Herstellungsprozess abzuschließen, erfordert die Maschine möglicherweise eine spezielle Einrichtung oder Bedienerschulung, um sicherzustellen, dass die Werkzeuge die richtigen Startpositionen in Bezug auf das Design und die Teilegröße haben.

Je nachdem, was Sie erstellt haben müssen, funktionieren besonders große oder umständliche Teile möglicherweise nicht gut mit der CNC-Bearbeitung. Da einige Einrichtungen über die erforderliche Ausrüstung verfügen, um große Teile mit CNC-Maschinen herzustellen, erkundigen Sie sich immer nach Größenbeschränkungen, wenn Sie ein Angebot oder Informationen zu Ihrer Bestellung anfordern.

3. Bedienerfehler

Der Bediener hat ein erhebliches Maß an Kontrolle über die Genauigkeit eines CNC-Bearbeitungsprojekts. Während Bedienerfehler Probleme mit der Genauigkeit des bearbeiteten Teils oder des zu seiner Erstellung verwendeten Programms verursachen können, können Sie einige Maßnahmen ergreifen, um diese Probleme zu vermeiden.

Finden Sie zuerst eine Maschinenwerkstatt mit gut ausgebildetem Personal, das weiß, wie man maximale Genauigkeit aus der Maschine herausholt.

Zweitens sollte das Geschäft die Genauigkeit der hergestellten Produkte überprüfen, um sicherzustellen, dass sie den Erwartungen entsprechen. Das von Ihnen gewählte Fertigungsunternehmen sollte in jeder Phase des Projekts mit Ihnen zusammenarbeiten. Wenn Sie eine Teileanfrage stellen, sollte das Unternehmen Ihnen helfen, eine CAD-Zeichnung zu erstellen, Materialien auszuwählen, die Genehmigung für das Design einzuholen, einen Prototyp zu erstellen und die gesamte Bestellung herzustellen. Diese Schritte helfen, mögliche Bedienerfehler zu vermeiden.

Drittens suchen Sie nach einem Unternehmen, das seine Fehler anerkennt und daraus lernt. Während die CNC-Bearbeitung ein geringeres Risiko für menschliche Fehler aufweist als die manuelle Teileerstellung, können Fehler passieren. Das Unternehmen sollte den Fehler korrigieren und die Verfahren auf der Grundlage dessen ändern, was die Mitarbeiter aus der Erfahrung gelernt haben. Wenn Sie ein Unternehmen finden, das bereit ist, Fehler zu korrigieren und daraus zu lernen, können Sie eine Beziehung zu einem Geschäft aufbauen, das sich weiter verbessert und Ihnen einen besseren Service bietet.

Sollten Sie CNC-Bearbeitung verwenden?

Benötigen Sie eine CNC-Bearbeitung für Ihr Projekt? Die Antwort hängt davon ab, was Sie brauchen und wie schnell Sie es brauchen. Alternativen zur CNC-Bearbeitung können viel länger in der Ausführung dauern oder ein höheres Fehlerrisiko aufweisen.

Viele Projekte, die die folgenden Aufgaben erfordern, eignen sich für die CNC-Bearbeitung:

• Fräsen
• Bohren
• Eine Drehbank drehen

Die CNC-Bearbeitung eignet sich gut zum Erstellen von Teilen, die diese Vorgänge erfordern, ein hohes Maß an Präzision und Genauigkeit erfordern und moderate Größen haben.

Vor- und Nachteile der CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung bietet einige Nachteile, z. B. Kosten, Größenbeschränkungen und die Möglichkeit von Bedienerfehlern. Mit den vielen Möglichkeiten, wie Sie vor und während der Fertigstellung Ihres Projekts Entscheidungen treffen können, können Sie jedoch die Auswirkungen einiger dieser negativen Punkte auf Ihre Bestellung abmildern.

Für viele in der Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Schifffahrts-, Automobil- und Elektroindustrie bietet die CNC-Bearbeitung unübertroffene Präzision, Wiederholbarkeit und Genauigkeit. Unternehmen in diesen und vielen anderen Branchen fordern kundenspezifische Teile über eine Maschinenwerkstatt an, weil sie schnell die hochwertigen Komponenten erhalten, die sie benötigen.

Durch die Programmierung des Computers und die Inbetriebnahme des Geräts können Mitarbeiter in Maschinenwerkstätten 24 Stunden am Tag an Aufträgen arbeiten und so die Erstellungszeit verkürzen. Mit einem konsistenten Programm produziert die Maschine Replikate mit identischer Genauigkeit und Präzision, unabhängig von der Auftragsgröße.

Es ist immer wichtig, ein Gleichgewicht zu finden, wenn Sie Bestellungen bei einem Drittanbieter aufgeben. Wenn Sie die Vorteile dieses Fertigungsstils nutzen und mit den wenigen Nachteilen umgehen können, wählen Sie die CNC-Bearbeitung für Ihr nächstes auftragsbezogenes Teilprojekt.

Genauso wie Sie die Art der Herstellung Ihrer Teile sorgfältig auswählen, sollten Sie die gleiche Sorgfalt darauf verwenden, ein Unternehmen zu finden, das Ihren Auftrag erfüllt. Mitarbeiterschulung und Kundendienst sollten keine nachträglichen Überlegungen sein. Finden Sie ein Unternehmen, das während des gesamten Prozesses mit Ihnen zusammenarbeitet. Wenn sie einen Fehler machen, sollten sie den Fehler korrigieren und sicherstellen, dass Sie sich auf die Integrität der Teile in Ihrer Bestellung verlassen können. AMI ist ein solches Unternehmen, das diese Aufgaben und mehr zu Ihrer Zufriedenheit erledigt.

Machen Sie AMI zu Ihrer ersten Wahl für die CNC-Bearbeitung

Wenn Sie sich für Ihr Projekt für die CNC-Bearbeitung entscheiden, vertrauen Sie uns bei AMI, um die Arbeit abzuschließen. Wir achten außerordentlich genau auf alle Details der von uns hergestellten Teile. Jeder Schritt des Prozesses, von den ersten Plänen über die Materialauswahl bis hin zur Produktion, findet am selben Standort statt. Wir können sogar nichtmetallische Materialien bearbeiten, um eine breitere Palette von Teilen herzustellen.

Für weitere Informationen zu unseren CNC-Bearbeitungsdiensten oder um ein Angebot für kundenspezifische Teile anzufordern, kontaktieren Sie uns unter AMI.