Hvad er Computer Numerical Control (CNC) fremstilling

CNC-bearbejdning er en fremstillingsmetode, hvor produktionen udføres via en række kommandoer skrevet som specifikke kodningsinstruktioner. CNC-fremstilling er baseret på subtraktiv fremstilling, hvor materiale fjernes under processen – i modsætning til additiv fremstilling, hvor materiale løbende opbygges på komponenten.

Funktionsprincip for CNC-maskiner

Det karakteristiske ved moderne CNC-maskiner er, at de arbejder ud fra CNC-instruktioner, som brugeren leverer som digitale filer med indkodede bearbejdningsdata. Det indledende trin består i at designe bearbejdelige emner i CAD-software. Både CAD (Computer Aided Design) og CAM (Computer Aided Manufacturing) udføres i programmer som AutoCAD, SolidWorks, Fusion 360 m.fl., der muliggør klargøring af modeller til produktion samt simulering og fejlfinding. Dermed skabes et komplet CNC-program til bearbejdning og fremstilling af den færdige emnegeometri. En vigtig del af CAM-processen er at undgå kollisioner mellem emnet og værktøjerne, hvilket kræver simuleringer i realtid.

Næste trin omfatter valg af de korrekte bearbejdningsparametre, herunder skærehastighed, fremføringshastighed m.m. Det samlede datasæt konverteres til maskinens programmeringssprog, kaldet G-kode.

CNC-bearbejdningsprocesser

De automatiserede processer, som er en integreret del af CNC-bearbejdning, omfatter primært fræsning, drejning, boring, slibning samt forskellige efterbehandlingsprocesser. Processerne vælges i henhold til kravene til det færdige produkt.

CNC-fræsning

Fræsning er en universel fremstillingsteknik, der muliggør høj nøjagtighed og snævre tolerancer. Fræsning kan udføres i mange forskellige materialer. Et roterende skæreværktøj anvendes til at fjerne materiale i form af spåner, når værktøjet kommer i kontakt med emnet.

Fræsning omfatter typisk endefræsning, affasningsfræsning, planfræsning samt boring, oprømning og gevindskæring. Disse processer muliggør fremstilling af et bredt spektrum af komplekse geometrier.

CNC-drejning

Drejning er modsat fræsning, idet skæreværktøjet bevæger sig lateralt, mens emnet roterer. CNC-drejning anvendes typisk til fremstilling af aksler. Det roterende emne bringes gradvist i kontakt med det bevægelige værktøj, hvorved metal fjernes i form af spåner. Drejning kan udføres på både udvendige og indvendige cylindriske overflader.

Slibning

Slibning anvender roterende slibeskiver til materialefjernelse med det formål at opnå en komponent med høj overfladekvalitet og præcision. Slibning anvendes derfor ofte som en afsluttende bearbejdningsproces efter fræsning og skæring.

Efterbehandling af bearbejdede emner

For at optimere metallers egenskaber til specifikke anvendelser udføres efterbehandling af de bearbejdede emner efter CNC-bearbejdningen. Varmebehandlinger forbedrer den interne mikrostruktur, mens overfladebehandlinger modificerer komponentens overflade. Almindelige varmebehandlinger for stålkomponenter omfatter spændingsaflastningsglødning for at reducere interne spændinger. For aluminiumskomponenter anvendes anodisering ofte for at øge hårdheden eller forbedre udseendet.

CNC-bearbejdning og produktionskapacitet

CNC-bearbejdning kan anvendes til en bred vifte af materialer, herunder metaller, plast, skum, kompositter og træbaserede materialer. Enkle geometrier fremstilles med tre-aksede fræsemaskiner, mens fleraksede maskiner – især femaksede CNC-fræsemaskiner – anvendes til komplekse komponenter. 3-aksede maskiner arbejder med tre lineære bevægelsesakser, mens 5-aksede maskiner desuden kan rotere værktøjshoved og/eller maskinbord. Fleraksede CNC-maskiner øger fleksibiliteten, men medfører også højere omkostninger.

Selvom CNC-bearbejdning er hurtig takket være fuld procesautomatisering, anvendes manuel bearbejdning fortsat i industrien, især ved små serier og rapid prototyping (RP). CNC-bearbejdning dominerer dog fortsat markeder, hvor høj præcision er afgørende, og indgår som en central del af fremstillingsprocessen i flere nøglesektorer, herunder:

• Luft- og rumfartsindustrien: Letvægtsmaterialer med høj styrke såsom aluminium, nikkel, titanium og kompositter samt komplekse geometrier kræver ofte 5-akset CNC-fremstilling med omfattende kvalitetskontrol.
• Elektroniksektoren: Selvom elektroniske komponenter sjældent CNC-bearbejdes, kræver mange fremstillingsprocesser ekstremt snævre tolerancer og kombinerer CNC-bearbejdning med processer som mikrobearbejdning, deponering, litografi, ætsning og trådbonding.
• Industrimaskiner: Maskiner som hydrauliske presser, fødevareproduktionslinjer og sprøjtestøbemaskiner kræver hurtige og pålidelige processer. CNC-bearbejdning anvendes til præcisionskomponenter i mindre serier.
• Bilindustrien: Køretøjer består af mange bevægelige dele og komplekse samlinger, der kræver høj præcision. CNC-bearbejdning anvendes eksempelvis til motoroverflader, lejesæder og kontaktflader, ofte kun på funktionsflader for at reducere omkostningerne.

Samlet set har CNC-bearbejdning etableret sig som en pålidelig, yderst præcis og fleksibel fremstillingsteknologi. Omkostningerne ved de samlede CNC-bearbejdningsprocesser er dog højere end ved mange andre fremstillingsmetoder, hvilket gør optimering af procesparametre afgørende for omkostningseffektiv produktion.

Tendenser inden for CNC-bearbejdning: deleøkonomi og fremstillingsplatforme

CNC-fremstilling er en afgørende del af mange industrier, hvor præcision er påkrævet. Især ved små til mellemstore seriestørrelser er CNC-bearbejdning ofte det mest rationelle valg.

Samtidig er CNC-fremstilling forbundet med høj kompleksitet. CAD/CAM-planlægning er omfattende, fleraksede præcisionsmaskiner er dyre og kræver regelmæssig vedligeholdelse. Manglen på kvalificeret arbejdskraft er desuden blevet stadig mere udtalt, da det er næsten umuligt at finde operatører til maskinerne.

Derfor benytter virksomheder med behov for CNC-komponenter i stigende grad digitale indkøbsløsninger som InstaWerk, der tilbyder enkel, hurtig og omkostningseffektiv anskaffelse af CNC-komponenter og reducerer de organisatoriske og økonomiske barrierer ved egen produktion.

Kunder kan nemt uploade deres CAD-data på vores hjemmeside og modtage en øjeblikkelig pris på deres komponenter. Gennem digital ordrekonsolidering og produktion i vores eksklusive produktionsnetværk sikrer vi høj kvalitet og tilgængelighed døgnet rundt.