CNC ořezávání je obecně vhodnější pro složité geometrie, nižší objemy výroby, prototypy a díly SMC, které mohou stále vyžadovat technické změny. Specializovaný ořezávací lis se stává stále atraktivnějším, když je konstrukce součástí stabilní, objemy výroby jsou vysoké a je vyžadována krátká doba takt.
Pro mnoho komponent SMC pro automobily a nákladní automobily však nejekonomičtějším řešením nemusí být nutně jeden nebo druhý proces. Hybridníní výrobní buňka může používat ořezávací lis pro vysokorychlostní odstraňování obvodu a otvorů při zachování CNC obrábění pro kritické otvory nebo složité prvky.
Díly SMC často opouštějí proces lisování s bleskem nebo s prvky, které stále vyžadují otvory, okna, konečnou úpravu hran nebo rozměrovou korekci. Volba procesu sekundárního ořezávání tedy ovlivňuje nejen kvalitu ostří, ale také investice do nástrojů, požadavky na pracovní sílu, výrobní kapacitu, automatizaci a celkové náklady na hotový komponent.
Tento průvodce od Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. porovnává CNC ořezávání a ořezávací lisy z hlediska strojírenství a výroby.
1. CNC ořezávání vs Trim Press: Jak fungují dva procesy
Při CNC ořezávání se lisovaná součást SMC umístí na vyhrazený přípravek, zatímco frézka, vřeteno nebo robotický řezací systém sleduje naprogramovanou dráhu. Stejná stanice může ořezávat vnější profil, obrábět drážky, vytvářet otvory a odstraňovat místní materiál z obtížných oblastí.
Hlavní výhodou je flexibilita. Pokud se změní geometrie břitu, mohou výrobci často upravit CNC program a tam, kde je to nutné, i upínací přípravek místo toho, aby postavili zcela novou ořezávací matrici. Díky tomu je CNC obzvláště užitečné při výrobě prototypů, uvádění produktů na trh, nízko a středně objemové výrobě a výrobě více modelů.
SMC obrábění přesto představuje specifické výzvy. Protože vytvrzený materiál normálně obsahuje výztužná vlákna, fréza pracuje jak přes polymerní matrici, tak i přes abrazivní vyztužení. Jak se stav nástroje zhoršuje, mohou výrobci pozorovat obnažená vlákna, chmýří, vytahování vláken, odštípnuté hrany, místní poškození matrice nebo rostoucí řezné síly.
Lis na ořez má jiný přístup. Lisovaná součást je umístěna uvnitř vyhrazeného ořezávacího nástroje a lis vyvíjí potřebnou sílu k odstranění otřepů, odříznutí obvodu nebo proražení otvorů. Během jednoho lisovacího cyklu lze často zpracovat několik prvků.
| Procesní faktor | CNC Trimming | Trim Press |
| Flexibilita výroby | Vysoká | Po dokončení kostky spusťte dolů |
| Inženýrské změny | Obvykle je snazší vyhovět | Může vyžadovat úpravu matrice |
| Komplexní 3D obrysy | Dobře se hodí pro robotické nebo víceosé CNC | Možné, ale nástroje se stávají složitějšími |
| Doba cyklu | Závisí na celkové řezné dráze | Potenciálně velmi krátké pro stabilní geometrii |
| Počáteční vyhrazené nářadí | Obecně nižší | Obecně vyšší |
| Vysoká-volume unit cost | Lze omezit dobou obrábění | Může se snížit, jakmile jsou nástroje amortizovány |
U vnějších panelů karoserie, součástí nákladních vozidel, krytů konstrukcí, krytů souvisejících s bateriemi a dalších velkých součástí SMC je také třeba vzít v úvahu geometrii. Tenká nepodepřená hrana může během CNC obrábění vibrovat, zatímco nedostatečně podepřená část může prasknout nebo prasknout během lisování.
2. Požadavky na přesnost, tolerance a nástroje
Je lákavé říci, že CNC je varianta „vysoce přesné“ a ořezávací lis je „vysokorychlostní“, ale skutečná výroba je složitější.
Přesnost CNC závisí na celém procesním řetězci: rozměrová odchylka výlisku, deformace, výběr základu, tuhost upínacího přípravku, stav vřetena, vychýlení frézy, řezné parametry a opotřebení nástroje – to vše ovlivňuje konečný rozměr.
Výrobce může například stanovit užší toleranci polohy pro montážní otvory než pro nefunkční vnější obvod. V této situaci může být CNC zachováno pro montážní prvky, i když je hlavní obvod zpracován ořezávacím lisem.
Důležité: přesnost polohování stroje by neměla být zaměňována s tolerancí hotového dílu SMC. CNC stroj může polohovat mnohem přesněji, než může samotná lisovaná součást opakovaně lokalizovat v přípravku.
Řezné nástroje pro SMC by měly být vybrány podle typu výztuže, obsahu skelných vláken, tloušťky stěny, požadované kvality břitu a množství výroby. Karbidové nástroje jsou běžné pro obrábění kompozitů, zatímco řešení s povlakem nebo diamantem lze hodnotit, když se opotřebení abrazivem stane hlavním faktorem nákladů.
Namísto specifikace, že fréza musí být vždy vyměněna po stanoveném počtu součástí, je spolehlivější výrobní strategie sledovat:
- kvalita hotové hrany;
- rozměrový drift;
- zatížení vřetena;
- řezné síly;
- vibrace nástroje;
- akumulovaná řezná vzdálenost.
Jak odhadnout sílu oříznutí
Ořezávací lis by neměl být vybrán pouze podle projektované plochy součásti SMC. Požadované zatížení ovlivňuje obvod řezu, tloušťka stěny, chování materiálu, počet otvorů, uspořádání matrice a to, zda jsou prvky ořezávány současně.
Koncepční řezná síla ≈ Efektivní obvod řezu × Tloušťka materiálu × Efektivní odolnost ve smyku × Faktor bezpečnosti procesuVýběr lisu by měl navíc vzít v úvahu rozměry matrice, denní světlo, zdvih, velikost kolébky, zatížení mimo střed, rychlost nájezdu, rychlost návratu, prostor pro automatizaci a požadovaný výrobní takt.
Při požadavku na vybavení by proto výrobce měl poskytnout jakost SMC, výkres dílu nebo 3D model, tloušťku, obvod kompletního obložení, rozměry otvoru a otvoru, cílovou toleranci, roční množství a cílovou dobu cyklu.
3. Doba cyklu, průchodnost a ROI
Nejsilnější ekonomickou výhodou CNC je obvykle jeho relativně nízká náročnost na specializované nástroje. Nejsilnější ekonomickou výhodou ořezávání lisem je schopnost rychle zpracovat stabilní geometrii, jakmile byla vyvinuta forma.
Zvažte dvě hypotetické komponenty SMC. Část A se vyrábí v množství 4 000 kusů ročně a každých několik měsíců prochází konstrukčními změnami. Část B je automobilový panel vyráběný ve 100 000 kusech ročně se stabilním designem a přísnou řadou takt.
I když lze obě složky technicky zpracovat oběma metodami, jejich ekonomické požadavky jsou velmi odlišné.
| Výrobní stav | Proces obvykle stojí za zhodnocení jako první |
| Prototypové díly | CNC |
| Časté revize CAD | CNC |
| Několik variant na jednom řádku | CNC |
| Komplexní víceosý obrys | CNC / robotické ořezávání |
| Stabilní sériová výroba | Lis na oříznutí |
| Velmi krátká doba takt | Lis na oříznutí |
| Vysoká volume with several critical machined features | Hybridní lis CNC |
Místo hádání vypočítejte zlomový objem
Neexistuje žádné univerzální roční množství, při kterém by měl každý výrobce přejít z CNC na ořezávací lis. Rozhodnutí by se mělo vypočítat podle skutečné složky.
Zvratné množství = další investice do ořezávacích nástrojů ÷ (CNC náklady na díl – náklady na lisovací ořez na díl)Pouze ilustrativní příklad:
Společnost odhaduje, že specializované ořezávací nástroje vyžadují o 70 000 USD vyšší počáteční investici než její CNC přípravek. Jeho vypočítané náklady na CNC ořezávání jsou 6,00 USD na součást, zatímco automatické ořezávání lisem se odhaduje na 2,50 USD na součást.
Úspora na díl = 3,50 USD
Jednoduché zlomové množství = 70 000 USD ÷ 3,50 USD = 20 000 součástek .
To neznamená, že 20 000 dílů je průmyslovým pravidlem. Změňte náklady na nástroje, pracovní sílu, spotřebu frézy, využití stroje, zmetkovitost, životnost produktu nebo požadavek takt a výsledek se okamžitě změní.
Správný výpočet návratnosti investic by měl zahrnovat odpisy zařízení, přípravky nebo matrice, přímou práci, spotřební materiál, odsávání prachu, kontrolu, zmetkovitost, údržbu, prostoje, automatizaci a předpokládaný počet let, po které součást zůstane ve výrobě.
4. Automatizace, údržba a bezpečnostní aspekty
Výrobní buňky CNC a trim-press mohou pracovat s robotickým nakládáním a vykládáním, ale jejich konstrukce buněk se liší.
CNC ořezávací buňka může zahrnovat šestiosého robota nebo víceosé obráběcí centrum, identifikaci upínacích přípravků, polohování pomocí laseru nebo vidění, automatickou výměnu nástrojů, monitorování zatížení vřetena, detekci zlomení nástroje, uzavřený ochranný kryt a systém odsávání prachu.
Odsávání prachu si zaslouží zvláštní pozornost při obrábění SMC vyztužených skelnými vlákny. Uzavřená buňka a vhodný odsávací systém mohou pomoci kontrolovat úlomky ze vzduchového obrábění a zároveň snížit kontaminaci vodítek, přípravků, senzorů a dalších výrobních zařízení.
Buňka trim-press může obsahovat:
- robotický přenos z formovací stanice;
- orientace dílu nebo chladicí stanice;
- ořezávací matrice a hydraulický lis;
- separace šrotu;
- kontrola hotového dílu;
- automatické odmítnutí neshodných součástí.
Údržba také ovlivňuje skutečnou propustnost. CNC systémy vyžadují kontrolu frézy, údržbu vřetena, kontrolu upínacích přípravků, údržbu odsávacího systému a monitorování polohovacích ploch. Trimovací lisy vyžadují kontrolu řezných hran, vodítek, hydraulických systémů, senzorů, mazání, vyrovnání matrice a ochranných systémů.
U instalací v USA by uspořádání zařízení mělo zohledňovat příslušné požadavky na ochranu strojů a postupy řízení nebezpečné energie. Postupy zablokování/označení se stávají zvláště důležité během údržby, výměny nástrojů, servisu lisovacích nástrojů, odstraňování problémů nebo jiných prací, kde může akumulovaná hydraulická, elektrická, pneumatická nebo mechanická energie představovat nebezpečí.
5. Kdy má strategie hybridního CNC trimovacího lisu smysl
Výrobci nemusí vždy volit výhradně jednu technologii. V mnoha programech SMC nabízí hybridní přístup lepší rovnováhu mezi dobou cyklu a flexibilitou.
Strategie 1: Nejprve ořízněte lis, poté dokončete CNC
Ořezávací lis odstraní stabilní obvod, velké otvory a hlavní záblesk v krátkém cyklu. CNC pak obrábí pouze přesné montážní otvory, lokalizované obrysy nebo prvky, které nelze snadno začlenit do ořezové matrice.
Tím se zkracuje vytížení CNC stroje a zároveň se vyhne zbytečně složité matrici.
Strategie 2: CNC během spuštění, oříznutí lisu po zmrazení návrhu
Během prototypové a pilotní výroby CNC zajišťuje celou operaci ořezávání. Výrobce může upravit řezací program, když inženýři revidují CAD model.
Poté, co součást projde kvalifikací a její geometrie se ustálí, může být pro sériovou výrobu zavedena speciální ořezávací matrice.
Tato strategie pomáhá vyhnout se značným investicím do nástrojů, zatímco se součást stále mění.
Ilustrativní automobilový panelový scénář
Zvažte vnější panel nákladního vozidla SMC vyžadující obvodové oříznutí, čtyři velké ventilační otvory a šest montážních otvorů.
Během pilotní výroby může CNC dokončit všechny funkce, protože roční objem je nízký a očekává se několik revizí výkresu. Jakmile se výroba zvýší, obvodové a ventilační otvory mohou být přeneseny do ořezávacího lisu, zatímco CNC je zachován pro montážní otvory.
Výsledkem není nutně stroj s nejnižšími investicemi, ale potenciálně lepší celkový výrobní systém: kratší doba CNC obrábění, větší dostupná kapacita CNC, kontrolované kritické rozměry a rychlejší velkoobjemové ořezávání.
6. Jak si vybrat mezi CNC ořezáváním a ořezávacím lisem
Před výběrem zařízení by si měli výrobci odpovědět na následující otázky:
| Rozhodovací faktor | Technická otázka |
| Roční množství | Kolik kvalifikovaných dílů musí být vyrobeno ročně? |
| Životnost programu | Kolik let zůstane součást ve výrobě? |
| Designová vyspělost | Je geometrie zamrzlá nebo se stále očekávají revize? |
| Geometrie součásti | Je cesta ořezu rovinná, zakřivená nebo plně trojrozměrná? |
| Množství funkcí | Kolik otvorů, štěrbin, oken a výřezů je potřeba? |
| Tolerance | Které rozměry vlastně řídí montáž nebo kvalifikaci? |
| Takt čas | Kolik sekund je k dispozici pro oříznutí? |
| Kvalita povrchu | Bude řezná hrana viditelná, slepená, natřená, utěsněná nebo skrytá? |
| Varianty | Bude buňka vyrábět jednu část nebo mnoho souvisejících částí? |
| automatizace | Bude manipulace manuální, poloautomatická nebo plně robotická? |
CNC Nejlepší je zvážit, když dominuje flexibilita, složitá geometrie a technické změny.
Trim Press Nejlepší je zvážit, když je geometrie stabilní a krátká doba takt je kritická pro sériovou výrobu.
Hybrid Stojí za to zhodnotit, když vysoký objem výroby musí být kombinován s několika složitými nebo vysoce přesnými sekundárními funkcemi.
FAQ: CNC ořezávání vs ořezávací lis pro díly SMC
Prodiskutujte své požadavky na ořezávání SMC s PengdaHZ
Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. poskytuje řešení hydraulických lisů a výrobních zařízení pro výrobní aplikace SMC.
Pokud hodnotíte ořezávací lis pro stávající součást SMC nebo porovnáváte ořezávání lisů s CNC obráběním, rozhodnutí o zařízení by mělo začít u dílu spíše než u samotné tonáže lisu.
Pro počáteční technické hodnocení si připravte následující informace:
- 2D výkres nebo 3D model součásti;
- specifikace materiálu SMC;
- jmenovitá a maximální tloušťka stěny;
- požadovaný obvod, otvory a otvory;
- kritické rozměrové tolerance;
- roční množství produkce;
- cílová doba cyklu;
- plánovaná ruční nebo robotická manipulace.
Na základě těchto parametrů může společnost PengdaHZ diskutovat o vhodné kapacitě lisu, konceptech nástrojů, konfiguraci výrobních buněk, požadavcích na automatizaci a o tom, zda specializované zařízení pro ořezávání může poskytnout ekonomickou výhodu pro váš výrobní program SMC.
Obraťte se na společnost PengdaHZ a vyžádejte si předběžné hodnocení SMC oříznutí a hydraulického lisu pro vaši součást.
