Vad är datornumerisk styrd (CNC) tillverkning

CNC-bearbetning är en tillverkningsmetod där produktionen styrs av en serie kommandon skrivna som specifika kodinstruktioner. CNC-tillverkning bygger på subtraktiv tillverkning där material avlägsnas under processen – till skillnad från additiv tillverkning, där material kontinuerligt byggs upp på komponenten.

Funktionsprincip för CNC-maskiner

Det som särskiljer moderna CNC-maskiner är att de arbetar utifrån CNC-instruktioner som användaren tillhandahåller som digitala filer, kodade med bearbetningsinstruktioner. Det första steget innebär att konstruera bearbetningsbara detaljer i CAD-program. Både CAD (Computer Aided Design) och CAM (Computer Aided Manufacturing) genomförs i program som AutoCAD, SolidWorks, Fusion 360 m.fl., vilket möjliggör modellförberedelse för tillverkning och felsökning – och därmed skapandet av ett komplett CNC-program för bearbetning och tillverkning av den färdiga detaljgeometrin. En viktig del av CAM-processen är att undvika kollisioner mellan arbetsstycke och verktyg, vilket kräver simulerade bedömningar i realtid.

Nästa steg är att välja rätt bearbetningsparametrar, inklusive skärhastighet, matningshastighet m.m. Den fullständiga datamängden konverteras till maskinens kodspråk, kallat G-kod.

CNC-bearbetningsprocesser

De automatiserade processer som är en integrerad del av CNC-bearbetning omfattar främst fräsning, svarvning, borrning, slipning och olika efterbearbetningar. Processerna väljs utifrån kraven på den avsedda slutprodukten.

CNC-fräsning

Fräsning är en universell tillverkningsteknik som ger hög noggrannhet och snäva toleranser. Den kan utföras i många olika material. Ett roterande skärverktyg används för att avlägsna material som spån när verktyget kommer i kontakt med arbetsstycket.

Fräsning omfattar vanligtvis pinnfräsning, fasfräsning, planfräsning samt borrning, upprymning och gängtappning. Dessa processer möjliggör tillverkning av ett brett spektrum av komplexa geometrier.

CNC-svarvning

Svarvning är motsatsen till fräsning, eftersom skärverktyget rör sig lateralt medan arbetsstycket roterar. CNC-svarvning används normalt vid tillverkning av axlar. Det roterande arbetsstycket förs gradvis i kontakt med det rörliga verktyget för att skära bort metall i form av spån. Svarvning kan utföras på både yttre och inre cylindriska ytor.

Slipning

Slipning använder roterande slipskivor för materialavverkning med målet att uppnå hög ytfinish och precision. Processen används därför ofta som slutbearbetning efter fräs- och skärmoment.

Efterbearbetning av bearbetade detaljer

För att optimera metallers egenskaper för specifika applikationer utförs efterbehandlingar efter CNC-bearbetningen. Värmebehandlingar förbättrar den interna mikrostrukturen, medan ytbehandlingar modifierar komponentens yta. Vanliga värmebehandlingar för stål är exempelvis spänningsglödgning för att reducera interna spänningar. För aluminium används ofta anodisering för ökad hårdhet eller ett förbättrat utseende.

CNC-bearbetning och produktionskapacitet

CNC-bearbetning kan användas för ett brett spektrum av material, inklusive metaller, plaster, skum, kompositer och träbaserade material. Enkla geometrier produceras med treaxliga fräsmaskiner, medan fleraxliga – särskilt femaxliga CNC-fräsmaskiner – används för komplexa komponenter. 3-axliga maskiner arbetar med tre linjära rörelseaxlar, medan 5-axliga maskiner även kan rotera verktygshuvud och/eller maskinbord. Fleraxliga CNC-maskiner ökar flexibiliteten, men medför högre kostnader.

Trots att CNC-bearbetning är snabb tack vare full automation förekommer manuell bearbetning fortfarande, särskilt för små serier inom rapid prototyping (RP). CNC-bearbetning dominerar dock där hög precision är avgörande och används i flera nyckelsektorer, bland annat:

• Flyg- och rymdindustrin: Lätta men hållfasta material som aluminium, nickel, titan och kompositer samt komplexa geometrier kräver ofta 5-axlig CNC-tillverkning med omfattande kvalitetskontroll.
• Elektroniksektorn: Även om elektroniska komponenter sällan CNC-bearbetas kräver flera tillverkningssteg extremt snäva toleranser och kombinerar CNC-bearbetning med processer som mikrobearbetning, deponering, litografi, etsning och trådbondning.
• Industrimaskiner: Maskiner som hydraulpressar, livsmedelslinjer och formsprutor kräver snabba och tillförlitliga processer. CNC-bearbetning används för precisionsdelar i mindre volymer.
• Fordonsindustrin: Många rörliga delar och sammanställningar kräver hög precision. CNC-bearbetning används exempelvis för motorytor, lagerlägen och anliggningsytor, ofta endast på funktionsytor för att minska kostnader.

Sammantaget är CNC-bearbetning en tillförlitlig, mycket exakt och flexibel tillverkningsteknik. Samtidigt är kostnaderna ofta högre än för andra metoder, vilket gör optimering av processparametrar avgörande för kostnadseffektiv produktion.

Trender inom CNC-bearbetning: delningsekonomi och tillverkningsplattformar

CNC-tillverkning är avgörande i många branscher där precision krävs. Särskilt för små till medelstora serier är CNC-bearbetning ofta det mest rationella valet.

Samtidigt är komplexiteten hög: CAD/CAM-planering är omfattande, fleraxliga precisionsmaskiner är kostsamma och kräver regelbundet underhåll. Bristen på kvalificerad arbetskraft har också blivit allt tydligare, eftersom det är svårt att hitta operatörer till maskinerna.

Därför vänder sig företag i allt större utsträckning till digitala upphandlingslösningar som InstaWerk, som erbjuder enkel, snabb och kostnadseffektiv anskaffning av CNC-komponenter och minskar behovet av egen produktion.

Kunder kan enkelt ladda upp sina CAD-data och få ett direktpris. Genom digital orderkonsolidering och produktion i vårt exklusiva tillverkningsnätverk säkerställer vi hög kvalitet och tillgänglighet dygnet runt.