Morgen gestalten: Die Zukunft präziser CNC-Bearbeitungsdienstleistungen

Seit seiner ersten Einführung in den 1960er Jahren hat die computergesteuerte numerische Steuerung (CNC) die Revolution in Design und Fertigung stark vorangetrieben. Da Automatisierung und hohe Präzision die Schlüsselvorteile von CNC sind, hat es die Art und Weise verändert, wie Teile entworfen und gefertigt werden. Mit solch exponentiellem Wachstum fragen sich viele: Wie wird sich die Zukunft der CNC-Technologie entwickeln?
Die Präzisionsbearbeitungsindustrie für mechanische Teile entwickelt sich derzeit rasant. Wie man unter den aktuellen Bedingungen Chancen ergreift, ist etwas, das alle Branchenakteure verstehen müssen – die Entwicklungstrends unserer mechanischen Teilebearbeitungsindustrie. Hier sind 6 Punkte von unserem SANS Machining mit kurzer Analyse der zukünftigen Entwicklungstrends der mechanischen Teilebearbeitungsindustrie:

1. Kombinierte Bearbeitungstechnologie (Compound Machining)

Mit dem Fortschritt der CNC-Werkzeugmaschinentechnologie wird die kombinierte Bearbeitungstechnologie immer ausgereifter, einschließlich Fräs-Dreh-Kombination, Dreh-Fräs-Kombination, Dreh-Bohr-Verzahnungs-Kombination, Dreh-Schleif-Kombination, Formkombinationsbearbeitung, spezielle Kombinationsbearbeitung etc. Die Effizienz der Präzisionsbearbeitung wird stark verbessert.

2. Intelligente Bearbeitungstechnologie

Es gibt neue Durchbrüche in der intelligenten Technologie von CNC-Werkzeugmaschinen, die sich stärker in der Leistung des CNC-Systems widerspiegeln. Beispiele: automatische Anpassung von Interferenz- und Antikollisionsfunktion, Werkstück-Schutzfunktion bei Stromausfall (automatisches Ausfahren in den Sicherheitsbereich nach Stromausfall), Erkennung bearbeiteter Teile und automatische Kompensations-Lernfunktion. Intelligenz verbessert Funktion und Qualität der Maschine.

3. Kombination von CNC und Roboter für höhere Effizienz

Das CNC-Konzept beschränkt die Funktionen von CNC-Programmen auf die Steuerung von Maschinen, die Teil des Fertigungsprozesses bilden. Eine weitere Entwicklung, die Hersteller übernehmen, ist ein Vernetzungssystem, das CNC-Werkzeugmaschinen vereinfacht und mit anderen Programmen und Maschinen integriert. Hier kommt der Roboter ins Spiel – meist sind CNC-Maschinen und Roboter in der Werkstatt paarweise eingesetzt.

In Zukunft können CNC-Entwickler, Maschinenkonstrukteure und Roboterhersteller eine einfache Programmiersprache schaffen, um die Interaktion zwischen Robotern und CNC-Maschinen zu verbessern. Jüngste Entwicklungen umfassen die Möglichkeit für CNC-Bediener, die Schnittstelle zwischen Robotern und CNC-Maschinen in einem einzigen Panel zu steuern.

Durch mehr Zusammenarbeit wird die flexible Kombination von Roboter und Hauptmaschine breit angewendet, was die flexible Linie flexibler macht, die Funktion weiter erweitert, die flexible Linie weiter verkürzt und die Effizienz erhöht. Roboter und Bearbeitungszentren, Dreh-Fräs-Kombimaschinen, Schleifmaschinen, Verzahnungsmaschinen, Erodiermaschinen, Sägemaschinen, Stanzmaschinen, Laserbearbeitungsmaschinen, Wasserstrahlschneidmaschinen und andere Formen flexibler Einheiten und flexibler Produktionslinien wurden angewendet.

4. Digitalisierung

Digitalisierung klingt wie ein Wort aus dem „Tron“-Film: eine Darstellung von Objekten oder Prozessen in einer virtuellen Welt, damit Menschen Bewegungen simulieren, Aktionen vorhersagen und bessere Einblicke gewinnen können. Digitalisierung ist ein wachsender Trend im industriellen Bereich, und der Prozess hat jeden Winkel der Werkstattebene durchdrungen.

Was ist Digitalisierung?

Dr. Wolfgang Heuring, CEO des Siemens-Geschäftsbereichs Motion Control, sagte: „Digitalisierung wird die Werkzeugmaschinenindustrie grundlegend transformieren und vorantreiben. Durch die Verknüpfung der digitalen und realen Welt werden wir neue, signifikante Möglichkeiten für Produktivitätssteigerung und völlig neue Geschäftsmodelle eröffnen.“ „Dies gilt sowohl für diejenigen, die Maschinen bauen und nutzen“, fuhr er fort. „Und es gilt genauso für kleine und mittlere Unternehmen wie für die großen Player der Branche. Digitalisierung ist der Haupttreiber für Wachstum und Rentabilität in der Werkzeugmaschinenindustrie, sowohl lokal als auch weltweit.“

Wenn Digitalisierung beginnt, wird die Maschinen- und Werkzeugindustrie nicht zurückbleiben. Tatsächlich kann die Verbindung von realer und digitaler Welt riesige Möglichkeiten bringen. Dies wird Produktivität steigern und neue Geschäftsmodelle entwickeln.

Digitalisierung beinhaltet die Sammlung großer Datenmengen zu Temperatur, Kraft und Vibration. Diese Daten gelangen dann in die Cloud zur Verarbeitung, Analyse und Umwandlung in ein funktionsfähiges Abbild. Je mehr Daten vorhanden sind, desto genauere digitale Zwillinge können erstellt werden. Digitale Zwillinge können präzisere und realistischere Simulationen liefern. Konstruktionsingenieure nutzen Simulationsergebnisse zur Planung des Bearbeitungsprozesses, um Genauigkeit und Effizienz der Maschine zu maximieren und weniger verschwendende Teile zu produzieren.

5. Extreme Genauigkeit verbessert sich kontinuierlich

Mit der Entwicklung der Fertigungsindustrie entwickelt sich die aktuelle Präzisionsbearbeitung von Mikrometer- und Submikrometer-Prozessen. In der zukünftigen Bearbeitung können die Präzision von Normalbearbeitung, Präzisionsbearbeitung und Ultrapräzisionsbearbeitung 1 µm, 0,01 µm bzw. 0,001 µm erreichen. Zudem schreitet Präzisionsbearbeitung in Richtung atomarer Bearbeitungsgenauigkeit voran. Mit der stetigen Verbesserung extremer Genauigkeit werden Bedingungen für Fortschritt von Wissenschaft und Technik geschaffen und gute materielle Mittel für mechanische Kaltbearbeitung bereitgestellt. Die Präzision spezieller Bearbeitung mit optischer, elektrischer, chemischer und anderer Energie kann Nanometer-Niveau erreichen.

Durch Optimierung des Maschinenstrukturentwurfs, Superfinishing und präzise Montage von Maschinenteilen sowie Einsatz von hochpräziser Vollkreisregelung und dynamischer Fehlerkompensationstechnologien wie Temperatur und Vibration ist das Zeitalter von Submikron- und Nano-Superfinishing angebrochen. Die Leistung funktionaler Komponenten verbessert sich kontinuierlich. Funktionale Komponenten entwickeln sich weiter in Richtung hohe Geschwindigkeit, hohe Präzision, hohe Leistung und Intelligenz und haben reife Anwendungen erreicht. Die Förderung und Anwendung von Linearmotoren, hochleistungsfähigen Linearrollenkomponenten, hochpräzisen Spindeleinheiten und anderen funktionalen Komponenten hat das technische Niveau von CNC-Werkzeugmaschinen stark verbessert.

6. Personalisierung, Kleiner und Erschwinglicher

Vor einigen Jahren dachten wir nie, dass 3D-Druck machbar sei, aber jetzt ist er zu einem der beliebtesten Prozesse geworden, um traditionelle Fertigungsmethoden zu ersetzen. Er heißt additive Fertigung, weil er Computernumerische Steuerungstechnologie nutzt, um Materialschichten zu einem Teil aufzubauen. Das Ergebnis ist Präzision und Genauigkeit der Teile. Diese 3D-Drucker sind einfach zu bedienen und angemessen im Preis, sogar Einzelpersonen können zu Hause persönliche Fertigung betreiben. In Zukunft können sie komplexe Materialien und die meisten Flugzeugteile drucken.

Was die Technologie hinter CNC betrifft, sind viele CNC-Maschinen im Preis gesunken und für die Öffentlichkeit zugänglicher geworden. Neben Kostensenkung sind CNC-Maschinen auch einfacher zu bedienen. Man muss nicht in Mathematik versiert sein oder Fertigungserfahrung haben, um eine CNC-Fräsmaschine, Drehmaschine oder Plasmaschneidmaschine zusammenzubauen und zu nutzen. Der Hauptunterschied zwischen CNC-Maschinen und 3D-Druckern: CNC-Werkzeuge entfernen (subtrahieren) große Materialstücke, um Objekte zu schaffen, während 3D-Drucker Material hinzufügen.

Genau wie Personal Computer, Laptops und Handys werden CNC-Maschinen kleiner und kompakter. Das erleichtert die Lagerung. Daher statten immer mehr Menschen ihre Werkstätten mit CNC-Werkzeugmaschinen aus, und mehr Maschinen- und Fertigungsenthusiasten haben die Möglichkeit, CNC-Maschinen zu Hause zu lagern und zu nutzen. Dieser Trend könnte anhalten, und diese Maschinen werden mehr individuelle Funktionen erhalten.

CNC hat den Fertigungsprozess weltweit verändert und den Weg für die Massenproduktion von Produkten und Teilen geebnet. Es gibt noch viele unerschlossene und lebenswichtige CNC-Fortschritte, die die Branchenentwicklung in der Zukunft verändern werden. Trotz dieser Veränderungen in vielen Branchen hat CNC-Bearbeitung zweifellos eine glänzende Zukunft. Jede Technologie kann unser Leben erleichtern. Es ist großartig zu sehen, dass jede Technologie unser Leben einfacher und effizienter machen kann.

Mit dem kontinuierlichen Wachstum kleinerer, erschwinglicherer CNC-Geräte könnte der nächste große Erfinder CNC-Maschinen nutzen, um in seinem eigenen Wohnzimmer unglaublichen Erfolg zu erzielen.