Tunderea CNC este, în general, mai potrivită pentru geometrii complexe, volume de producție mai mici, prototipuri și piese SMC care ar putea necesita încă modificări de inginerie. O presă de tăiere dedicată devine din ce în ce mai atractivă atunci când designul componentelor este stabil, volumele de producție sunt mari și este necesar un timp scurt de utilizare.
Cu toate acestea, pentru multe componente SMC pentru automobile și camioane, cea mai economică soluție nu este neapărat un proces sau altul. O celulă de producție hibridă poate folosi o presă de tăiere pentru perimetrul de mare viteză și îndepărtarea deschiderii, păstrând în același timp prelucrarea CNC pentru găuri critice sau caracteristici complexe.
Piesele SMC părăsesc frecvent procesul de turnare prin compresie cu flash sau cu caracteristici care necesită încă găuri, ferestre, finisare a marginilor sau corecție dimensională. Prin urmare, alegerea procesului secundar de tăiere afectează nu numai calitatea marginilor, ci și investiția în scule, cerințele de forță de muncă, capacitatea de producție, automatizarea și costul total pe componentă finită.
Acest ghid de la Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. compară presele CNC de tăiat și de tăiat din punct de vedere al ingineriei și al producției.
1. Tăiere CNC vs Presă de tăiere: Cum funcționează cele două procese
La tăierea CNC, o componentă SMC turnată este poziționată pe un dispozitiv dedicat, în timp ce un router, un ax sau un sistem de tăiere robotizat urmează o cale programată. Aceeași stație poate tăia profilul exterior, fantele mașinii, poate produce găuri și poate îndepărta materialul local din zonele dificile.
Avantajul major este flexibilitatea. Dacă geometria muchiei se modifică, producătorii pot modifica adesea programul CNC și, acolo unde este necesar, dispozitivul de fixare în loc să construiască o matriță de tăiere complet nouă. Acest lucru face CNC deosebit de util în timpul producției de prototipuri, lansării produsului, producției de volum mic și mediu și producției cu mai multe modele.
Prelucrarea SMC prezintă totuși provocări specifice. Deoarece materialul întărit conține în mod normal fibre de armare, tăietorul lucrează atât printr-o matrice polimerică, cât și printr-o armătură abrazivă. Pe măsură ce starea sculei se deteriorează, producătorii pot vedea fibre expuse, zgârieturi, smulgerea fibrei, margini ciobite, deteriorare locală a matricei sau forțe de tăiere în creștere.
O presă de tăiere adoptă o abordare diferită. Componenta turnată este amplasată în interiorul sculelor de tăiere dedicate, iar presa aplică forța necesară pentru a îndepărta fulgerul, a tăia perimetrul sau a perfora deschiderile. Mai multe caracteristici pot fi adesea procesate în timpul unui singur ciclu de apăsare.
| Factorul de proces | Tunderea CNC | Trim Press |
| Flexibilitatea producției | Înalt | Coborâți odată ce zarul este terminat |
| Modificări de inginerie | De obicei, mai ușor de acomodat | Poate necesita modificarea matriței |
| Contururi 3D complexe | Potrivit pentru CNC robotizate sau multi-axe | Posibil, dar sculele devin mai complexe |
| Timp de ciclu | Depinde de traseul total de tăiere | Potenţial foarte scurt pentru geometrie stabilă |
| Sculele inițiale dedicate | În general mai scăzut | În general mai mare |
| Înalt-volume unit cost | Poate fi limitat de timpul de prelucrare | Poate deveni mai mic odată ce sculele sunt amortizate |
Pentru panourile exterioare ale caroseriei, componentele camionului, capacele structurale, carcasele legate de baterii și alte componente mari SMC, trebuie luată în considerare și geometria. O margine subțire nesusținută poate vibra în timpul prelucrării CNC, în timp ce o piesă susținută necorespunzător se poate crăpa sau erupe în timpul tăierii presei.
2. Precizie, toleranțe și cerințe de scule
Este tentant să spunem că CNC este opțiunea de „înaltă precizie” și o presă de tăiere este opțiunea „de mare viteză”, dar producția reală este mai complicată.
Precizia CNC depinde de întreg lanțul de proces: variația dimensională a piesei turnate, deformarea, selectarea originii, rigiditatea dispozitivului de fixare, starea axului, deformarea frezei, parametrii de tăiere și uzura sculei influențează toate dimensiunile finite.
Un producător poate, de exemplu, să specifice o toleranță de poziție mai strânsă pentru găurile de montare decât pentru un perimetru exterior nefuncțional. În această situație, CNC poate fi reținut pentru caracteristicile de montare chiar dacă perimetrul principal este prelucrat de o presă de tăiere.
Important: precizia de poziționare a mașinii nu trebuie confundată cu toleranța pieselor SMC finite. Mașina CNC poate poziționa mult mai precis decât componenta turnată în sine poate localiza în mod repetat în dispozitiv.
Uneltele de tăiere pentru SMC trebuie selectate în funcție de tipul de armătură, conținutul de fibră de sticlă, grosimea peretelui, calitatea necesară a muchiei și cantitatea de producție. Sculele din carbură sunt obișnuite pentru prelucrarea compozitelor, în timp ce soluțiile acoperite sau pe bază de diamant pot fi evaluate atunci când uzura abrazivă devine un factor major de cost.
În loc să specificați că un tăietor trebuie întotdeauna înlocuit după un număr fix de componente, o strategie de producție mai fiabilă este să monitorizați:
- calitate la marginea finisată;
- deriva dimensionala;
- sarcina axului;
- forțe de tăiere;
- vibrația sculei;
- distanta de taiere acumulata.
Cum să estimați forța de presă de tăiere
O presă de tăiere nu trebuie selectată pur și simplu în funcție de zona proiectată a componentei SMC. Perimetrul de tăiere, grosimea peretelui, comportamentul materialului, cantitatea de găuri, aranjarea matrițelor și dacă caracteristicile sunt tăiate simultan, toate afectează sarcina necesară.
Forța de tăiere conceptuală ≈ Perimetrul efectiv de tăiere × Grosimea materialului × Rezistența efectivă la forfecare × Factor de siguranță a procesuluiSelecția presei ar trebui să ia în considerare, în plus, dimensiunile matriței, lumina naturală, cursa, dimensiunea suportului, încărcarea decentrată, viteza de apropiere, viteza de întoarcere, spațiul de automatizare și volumul de producție necesar.
Atunci când solicită echipament, producătorul ar trebui să furnizeze, prin urmare, calitatea SMC, desenul piesei sau modelul 3D, grosimea, perimetrul complet de tăiere, dimensiunile orificiilor și deschiderii, toleranța țintă, cantitatea anuală și durata ciclului țintă.
3. Durata ciclului, debitul și rentabilitatea investiției
Cel mai puternic avantaj economic al CNC este de obicei angajamentul său relativ scăzut față de sculele dedicate. Cel mai puternic avantaj economic al tăierii prin presa este capacitatea de a procesa rapid geometrie stabilă odată ce matrița a fost dezvoltată.
Luați în considerare două componente ipotetice SMC. Partea A este produsă la 4.000 de unități pe an și suferă modificări de design la fiecare câteva luni. Partea B este un panou auto produs la 100.000 de unități pe an, cu un design stabil și o linie strictă.
Chiar dacă ambele componente pot fi prelucrate tehnic folosind oricare dintre metode, cerințele lor economice sunt foarte diferite.
| Condiția de producție | Proces, de obicei, merită evaluat mai întâi |
| Piese prototip | CNC |
| Revizuiri CAD frecvente | CNC |
| Mai multe variante pe o singură linie | CNC |
| Contur complex cu mai multe axe | Tăiere CNC / robotizată |
| Producție stabilă în masă | Presă de tăiere |
| Timp takt foarte scurt | Presă de tăiere |
| Înalt volume with several critical machined features | Presă hibridă CNC |
Calculați volumul de prag de rentabilitate în loc să ghiciți
Nu există o cantitate anuală universală la care fiecare producător ar trebui să treacă de la CNC la o presă de tăiere. Decizia trebuie calculată în funcție de componenta reală.
Cantitate de prag de rentabilitate = Investiție suplimentară în scule de tăiere ÷ (Cost CNC pe piesă − Costul de tăiere prin presare pe piesă)Numai exemplu ilustrativ:
O companie estimează că sculele de tăiere dedicate necesită o investiție inițială cu 70.000 USD mai mult decât dispozitivul său CNC. Costul său calculat de tăiere CNC este de 6,00 USD per componentă, în timp ce tăierea automată a presei este estimată la 2,50 USD per componentă.
Economie per parte = 3,50 USD
Cantitate de prag de rentabilitate simplă = 70.000 USD ÷ 3,50 USD = 20.000 de componente .
Acest lucru nu înseamnă că 20.000 de piese este o regulă din industrie. Modificați costul sculelor, rata forței de muncă, consumul frezei, utilizarea mașinii, rata deșeurilor, durata de viață a produsului sau cerințele de takt și rezultatul se schimbă imediat.
Un calcul adecvat al rentabilității investiției ar trebui să includă amortizarea echipamentului, dispozitivele de fixare sau matrițele, forța de muncă directă, consumabilele, extracția prafului, inspecția, deșeurile, întreținerea, timpul de nefuncționare, automatizarea și numărul estimat de ani în care componenta va rămâne în producție.
4. Considerații privind automatizarea, întreținerea și siguranța
Celulele de producție CNC și presă de tăiere pot funcționa ambele cu încărcare și descărcare robotizate, dar designul celulelor lor este diferit.
O celulă de tăiere CNC poate include un robot cu șase axe sau un centru de prelucrare cu mai multe axe, identificarea dispozitivului de fixare, poziționarea cu laser sau asistată de viziune, schimbarea automată a sculei, monitorizarea sarcinii axului, detectarea ruperii sculei, protecție închisă și un sistem de extracție a prafului.
Gestionarea prafului merită o atenție deosebită la prelucrarea SMC armată cu fibră de sticlă. O celulă închisă și un sistem de extracție adecvat pot ajuta la controlul resturilor de prelucrare în aer, reducând în același timp contaminarea ghidajelor, dispozitivelor de fixare, senzorilor și a altor echipamente de producție.
O celulă de presare de tăiere poate include:
- transfer robot de la stația de turnare;
- orientare piesă sau stație de răcire;
- matriță de tăiere și presă hidraulică;
- separarea deșeurilor;
- verificarea piesei finite;
- respingerea automată a componentelor neconforme.
Întreținerea afectează și debitul real. Sistemele CNC necesită inspecția tăietorului, întreținerea axului, verificarea dispozitivelor de fixare, întreținerea sistemului de extracție și monitorizarea suprafețelor de localizare. Presele de tăiere necesită inspecția muchiilor de tăiere, ghidajelor, sistemelor hidraulice, senzorilor, lubrifierii, alinierii matrițelor și sistemelor de protecție.
Pentru instalațiile din S.U.A., aspectul echipamentului trebuie să țină cont de cerințele aplicabile de protecție a mașinii și de procedurile de control al energiei periculoase. Procedurile de blocare/etichetare devin deosebit de importante în timpul întreținerii, schimbărilor de scule, întreținerii matrițelor, depanării sau altor lucrări în care energia hidraulică, electrică, pneumatică sau mecanică stocată poate prezenta un pericol.
5. Când o strategie de presă de tăiere CNC hibridă are sens
Producătorii nu trebuie să aleagă întotdeauna o singură tehnologie. În multe programe SMC, o abordare hibridă oferă un echilibru mai bun între durata ciclului și flexibilitate.
Strategia 1: Apăsați de tăiere mai întâi, finisare CNC pe al doilea
Presa de tăiere îndepărtează perimetrul stabil, deschiderile mari și fulgerul major într-un ciclu scurt. CNC prelucrează apoi numai găuri de montare de precizie, contururi localizate sau caracteristici care nu pot fi încorporate cu ușurință în matrița de tăiere.
Acest lucru scurtează ocuparea mașinii CNC, evitând în același timp o matriță complicată inutil.
Strategia 2: CNC în timpul lansării, tăiați apăsarea după înghețarea designului
În timpul producției de prototip și pilot, CNC se ocupă de întreaga operație de tăiere. Producătorul poate modifica programul de tăiere atunci când inginerii revizuiesc modelul CAD.
După ce componenta trece de calificare și geometria ei devine stabilă, poate fi introdusă o matriță de tăiere dedicată pentru producția de masă.
Această strategie ajută la evitarea investițiilor substanțiale în instrumente în timp ce o componentă este încă în schimbare.
Scenariu ilustrativ de panou auto
Luați în considerare un panou exterior de camion SMC care necesită tăierea perimetrului, patru deschideri mari de ventilație și șase găuri de montare.
În timpul producției pilot, CNC poate finaliza toate caracteristicile deoarece volumul anual este scăzut și sunt așteptate mai multe revizuiri de desen. Odată ce producția crește, perimetrul și deschiderile de ventilație pot fi transferate la o presă de tăiere, în timp ce CNC este reținut pentru găurile de montare.
Rezultatul nu este neapărat mașina cu cea mai mică investiție, ci potențial un sistem de producție total mai bun: timp de prelucrare CNC mai scurt, capacitate CNC mai disponibilă, dimensiuni critice controlate și tăiere mai rapidă la volum mare.
6. Cum să alegeți între tăierea CNC și o presă de tăiere
Înainte de a alege echipamentul, producătorii ar trebui să răspundă la următoarele întrebări:
| Factorul de decizie | Întrebare de inginerie |
| Cantitate anuală | Câte piese calificate trebuie produse în fiecare an? |
| Durata de viață a programului | Câți ani va rămâne componenta în producție? |
| Maturitatea designului | Este geometria înghețată sau sunt încă așteptate revizuiri? |
| Geometria piesei | Calea de tăiere este plană, curbă sau complet tridimensională? |
| Cantitatea caracteristică | Câte găuri, fante, ferestre și decupaje sunt necesare? |
| Toleranță | Ce dimensiuni controlează de fapt asamblarea sau calificarea? |
| Takt time | Câte secunde sunt disponibile pentru tăiere? |
| Calitatea suprafeței | Marginea tăiată va fi vizibilă, lipită, vopsită, sigilată sau ascunsă? |
| Variante | Va produce celula o parte sau mai multe părți înrudite? |
| Automatizare | Manevrarea va fi manuală, semi-automată sau complet robotizată? |
CNC Cel mai bine luate în considerare atunci când domină flexibilitatea, geometria complexă și schimbările de inginerie.
Trim Press Cel mai bine considerat atunci când geometria este stabilă și timpul scurt de takt este esențial pentru producția de masă.
Hibrid Merită evaluat când volumul mare de producție trebuie combinat cu mai multe caracteristici secundare complexe sau de înaltă precizie.
Întrebări frecvente: Tăiere CNC vs Presă de tăiere pentru piese SMC
Discutați despre cerințele dvs. de tăiere SMC cu PengdaHZ
Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. furnizează prese hidraulice și soluții de echipamente de producție pentru aplicațiile de fabricație SMC.
Dacă evaluați o presă de tăiere pentru o componentă SMC existentă sau comparați tăierea presei cu prelucrarea CNC, decizia echipamentului ar trebui să înceapă cu piesa și nu numai cu tonajul presei.
Pentru o evaluare inginerească inițială, pregătiți următoarele informații:
- Desen 2D sau model de piesă 3D;
- Specificația materialului SMC;
- grosimea nominală și maximă a peretelui;
- perimetrul, găurile și deschiderile necesare;
- toleranțe dimensionale critice;
- cantitatea anuală de producție;
- timpul de ciclu țintă;
- manipulare manuală sau robotică planificată.
Pe baza acestor parametri, PengdaHZ poate discuta despre capacitatea presei adecvate, conceptele de scule, configurația celulei de producție, cerințele de automatizare și dacă echipamentele dedicate de presare de tăiere pot oferi un avantaj economic pentru programul dvs. de producție SMC.
Contactați PengdaHZ pentru a solicita o evaluare preliminară a tăierii SMC și a presei hidraulice pentru componenta dumneavoastră.
