کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی

کمک گرفتن از نرم افزار های کامپیوتری پیشرفته در دستگاههای CNC باعث شده که برای انواع مختلفی از ماشین کاری ها به کار گرفته شود و یکی از رایج ترین و آنها کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی باشد. مدل سازی یا همان نمونه سازی به عنوان گام اولیه در بسیاری از صنایع تولیدی شناخته می شود و یک شرکت برای نشان دادن مهارت خود می تواند فعالیت اولیه خود را روی این حوزه راه اندازی کند.

اما سوالی که در اینجا وجود دارد این است که کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی و مدل سازی مناسب است یا خیر؟ با بررسی مزایا و معایب دستگاه cnc به این سوال پاسخ خواهیم داد.

مزایای کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی

دلایل متعددی وجود دارد که یک شرکت از دستگاه cnc برای تولید نمونه اولیه از یک محصول استفاده کند. این دلایل هم از لحاظ کیفیت ساخت و هم از لحاظ سرعت در تولید را شامل می شود که می توانیم اصلی ترین دلایل کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی را به موارد زیر ربط دهیم:

حرکت سریع از یک فایل به یک نمونه اولیه

بزرگ ترین مزیت ماشینکاری cnc برای مدل سازی مربوط به استفاده از لفظ cnc است. از آنجا که ماشینکاری cnc یک فرایند دیجیتالی است که یک فایل رایانه ای را ایجاد می کند و سپس می توان نمونه کار را برش داد، در جریان مدل سازی هم می توان طرح سه بعدی دیجیتالی را تولید کرد و هم آن را پیاده سازی کرد. در واقع محصولی که شما تحویل می گیرید کاملاً با مدل مورد نظر همخوانی دارد و تکرار پذیری بالایی دارد.

علاوه بر این استفاده از طرح های دیجیتالی سه بعدی امکان ایجاد تغییرات سریع و دقیق را فراهم می کند. اگر یک نمونه اولیه در حین ماشینکاری مشخص شود که مشکل دارد یا طراحی آن بد است، بلافاصله به نرم افزار طراحی برگردانده می شوند تا تغییرات بعدی هم روی آن به وجود بیاید. بنابراین کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی به عنوان یک تست پیشگیرانه برای بررسی نحوه عملکرد یک قطعه کار هم شناخته می شود.

کیفیت و مداومت در برشکاری و تراشکاری

کامپیوتر ها عالی نیستند، اما ماشین آلات و دستگاه های تحت کنترل کامپیوتر ها همان چیزی را پیاده سازی می کند که برای آنها طراحی شده است. در حالی که بسیاری از فرآیندهای مدل سازی و نمونه سازی بر مهارت انسان متکی است و احتمال خطای انسانی در آن وجود دارد، دستگاه تراش cnc و دستگاه فرز cnc دستورالعمل ها را در کسری از ثانیه دنبال می کنند.

نکته مهم تر این که دستگاه ها می توانند بارها و بارها یک کار را با دقت مشابه انجام دهند. بنابراین اگر چه ممکن است یک کسب و کار تنها نمونه اولیه را تولید کند، اما دستگاه سی ان سی این امکان را به آن ها می دهد که قطعه مورد نظر را به صورت انبوه و با حداقل انحراف از نمونه اولیه تولید کند. بنابراین کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی برای انتقال از فاز تولید نمونه به تولید انبوه ایده آل و مفید است.

امکان کار روی طیف وسیعی از مواد با درجه سختی متفاوت

اگرچه ممکن است شما در مرحله مدلسازی اولیه توجه چندانی به هدف مکانیکی نداشته باشید، اما باید قبول کنیم که دستگاه cnc امکان کار روی طیف وسیعی از مواد را به ما می دهد. دستگاه های چاپ سه بعدی برای تولید قطعات با مقاومت کم انتخاب خوبی است و هزینه چندانی ندارد.

اما اگر هدف از کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی برای کار روی فلزات و پلاستیک ها باشد، بدون شک شما می توانید روی مواد بسیار قوی و بادوام کار کنید و چاپ سه بعدی چنین قابلیتی را به شما نمی دهد. بنابراین اگر شما در استفاده از دستگاههای چاپ سه بعدی دچار محدودیت باشید می توانید از ظرفیت دستگاه cnc کمک بگیرید.

امکان ساخت نمونه اولیه مشابه با محصول نهایی

یکی دیگر از مزایای مهم کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی این است که امکان ایجاد نمونه های اولیه کاملاً مشابه با محصول نهایی را به شما می دهد. از آنجایی که یک کارگاه cnc قادر است که محصولات نهایی و نمونه های اولیه را تولید کند، می توان شرایط را به شکلی مدیریت کرد که نمونه اولیه بسیار نزدیک به محصول نهایی باشد.

در واقع زمانی که سفارش ساخت یک یا چند قطعه به عنوان نمونه اولیه به کارگاه داده می شود، تیم مهندسی می تواند مواد اولیه به کار گرفته شده در ساخت قطعه کار و شرایط فنی آن را هم به تکنسین بگوید. از این مرحله به بعد تکنسین می تواند قطعه کار را دقیقاً مشابه با چیزی که قرار است در نهایت به فروش برسد تولید کند. همچنین نمونه اولیه از لحاظ ظاهری و عملکردی بسیار نزدیک به قطعه نهایی است و این می تواند هزینه کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی را توجیه کند.

معایب کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی

با وجود مزایای گفته شده در بند های قبلی، ماشینکاری cnc محدودیت های خاص خود را به عنوان روش نمونه سازی دارد و به همین دلیل ممکن است تولید کنندگان را به سمت استفاده از روش های جایگزین ببرند. از جمله ایراداتی که به کاربرد دستگاه cnc در مدلسازی وارد است:

گرانتر از چاپ سه بعدی است

یکی از ایرادات آشکار ساخت نمونه اولیه به کمک ماشین کاری cnc مربوط به هزینه این فرایند است. در واقع مراکز ماشینکاری و کارگاه های cnc از ماشین آلاتی استفاده می کنند که نسبت به دستگاه چاپ سه بعدی نیاز به قدرت قابل توجه و نظارت بیشتر انسان دارد. همچنین کار کردن روی فلزات می تواند بسیار گران تر از کار با دستگاه چاپ سه بعدی باشد.

در واقع این یکی از اصلی ترین دلایلی است که مهندسان برای فرایند نمونه سازی به سراغ نمونه های غیر واقعی می روند. حتی برای برخی از آنها شباهت و هماهنگی بین نمونه اولیه و محصول نهایی اهمیت چندانی ندارد. اگر برای برخی از شرکت ها بودجه در اولویت است طبیعی است که عدم کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی قابل درک است.

محدودیت در ماشینکاری برخی از شکل های هندسی

دستگاه cnc چهار محور و دستگاه cnc پنج محور انعطاف پذیری هندسی زیادی دارند، اما حتی این دستگاه ها هم در تراشکاری و ماشینکاری برخی از شکل های هندسی دچار محدودیت هستند. برای سازه های پیچیده با هندسه داخلی پیچیده، روش هایی مانند قالب گیری تزریقی یا چاپ سه بعدی می تواند مناسب تر باشد و محدودیت زاویه ابزارهای برشی را پوشش می دهد.

البته باید قبول کنیم که نمونه های اولیه به دست آمده از چاپ سه بعدی کمی گمراه کننده است و چیزی که از چاپگر سه بعدی بیرون می آید ممکن است برای مراکز ماشینکاری یا قالب گیری تزریقی غیر ممکن باشد. بنابراین کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی برای اشکال هندسی پیچیده توصیه می شود و در صورت محدودیت باید گزینه های دیگر را امتحان کرد.

تولید مواد زائد

از آنجایی که ماشینکاری cnc یعنی برش دادن قطعه کار، به مواد اولیه بیشتری احتیاج دارد تا چیزی که می خواهیم را تولید کند. برخی از مواد جدا شده به عنوان تراشه فلزی یا تراشه پلاستیکی قابلیت بازیافت ندارند. این در حالی است که روش های نمونه سازی افزایشی، مانند چاپ سه بعدی و قالب گیری تزریقی، مواد زائد چندانی تولید نمی کنند.

کاربرد دستگاه cnc برای نمونه سازی به دلیل افزایش مصرف مواد و تولید مواد زائد هزینه های بالاتری دارد. با این حال اغلب تراشه ها قابل بازیافت هستند و تأثیر محیطی آنها بسیار کمتر است. بنابراین اگر انتخاب شما دستگاه سی ان سی باشد می توانید از طریق فروش مواد زائد قابل بازیافت بخشی از هزینه های خود را جبران کنید.

کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی با قالب گیری تزریقی

همه ما می دانیم که دستگاه cnc می تواند یک فرایند مدلسازی عالی باشد، اما ماشین کاری می تواند به صورت غیر مستقیم هم برای مدلسازی به کمک قالب گیری تزریقی استفاده شود.

کاربرد دستگاه cnc در نمونه سازی یک روش مقرون به صرفه است که دستگاه های مورد نیاز برای قالب گیری تزریقی را تولید می کند. در واقع قالب ها با استفاده از ماشین کاری cnc با کمترین هزینه ممکن تولید می شوند و سرعت تولید آنها نسبت به ابزارهای سنتی بسیار بیشتر است.با این وجود حتی می توان از دستگاه cnc به عنوان بخشی از روند تولید قالبگیری تزریقی استفاده کرد و آن ها را به صورت غیر مستقیم در صنایع مختلف به کار گرفت.