ماشین کاری، به مجموعه ای از روش ها گفته می شود که به طور کنترل شده ای از بلوکی از یک ماده ی خام لایه برداری می کنند تا به شکل و اندازه ی مورد نظر درآید. اینکه روش های کنترل فرآیند لایه برداری می تواند متنوع باشد. به طور نمونه این کنترل می تواند توسط انسان یا ماشین انجام شود. ولی به طور کلی همه ی این روش ها در یک وجه مشترک هستند و آن هم ماده برداری از بلوک ماده ی اولیه برای رسیدن به قطعه ی مطلوب!
ساخت کاهشی (Subtractive Manufacturing)؛ عنوانی جدید برای ماشین کاری
ساخت کاهشی در حقیقت همان ماشین کاری است با یک عنوان جدید! استفاده از عبارت «ساخت کاهشی» به جای «ماشین کاری» از زمانی بین آکادمیسین ها و صنایع بزرگ رایج شد که ساخت افزایشی و یا Additive Manufacturing به روی کار آمد. در حقیقت ساخت کاهشی در مقابل ساخت افزایشی آمد و همان تعبیر ماشین کاری است که در گذشته هم مورد استفاده قرار می گرفت.
پس در ادامه ی این نوشته هرکجا که از عبارت «ساخت کاهشی» به جای «ماشین کاری» استفاده شد و یا بالعکس، در مورد یک مفهوم واحد صحبت می شود.اغلب، در فرآیندهای ساخت کاهشی از موادی مثل فلز و چوب استاده می شود، ولی مواد دیگری همچون پلاستیک، سرامیک و کامپوزیت ها هم مورد استفاده قرار می گیرند.آیا در کنار ساخت کاهشی و ساخت افزایشی روش های دیگری هم برای ساخت و تولید وجود دارد؟امروزه روش های ساخت و تولید را به طور کلی چهار دسته تقسیم می کنند:
تراشکاری (Lathing)
تراشکاری یکی از روش های بسیار رایج ساخت کاهشی است که معمولاً برای تراشیدن و شکل دادن به قطعات چوبی و فلزی استفاده می شود. در تراشکاری اغلب، عملیات ماده برداری به شکل دوار انجام می پذیرد.تراشکاری به دلیل سرعت بالا و هزینه ی کم، به یکی از روش های رایج ماشین کاری و به طور کلی ساخت و تولید تبدیل شده است.
فرزکاری (Milling)
فرزکاری هم یکی دیگر از روش های بسیار رایج ساخت کاهشی است. ماشین فرز می تواند لایه برداری را در طی حرکات دوار و یا حرکات خطی انجام دهد.دستگاه یا ماشین فرز مشابه یک دریل خانگی است، با این تفاوت که می تواند حداقل در سه محور حرکات دقیق و کنترل شده ای را انجام دهد. ابزاری از ماشین فرز که با قطعه به طور مستقیم در ارتباط است و عمل ماده برداری را انجام می دهد تیغه ی فرز نام دارد.
سوراخ کاری (Drilling)
سوراخ کاری روشی آشنا برای همه است. هر کدام از ما که با استفاده از دریل خانگی سوراخی را بر روی دیوار ایجاد کرده ایم، با این روش متداول ساخت کاهشی به خوبی آشنا هستیم.ابزار نهایی و برنده در روش سوراخ کاری مته و دستگاهی که مته را می گرداند دریل نام دارد. با استفاده از این روش ساخت و تولید می تواند سوراخ هایی با مقطع دایره ای در اجسام مختلف ایجاد کرد. بازه ی موادی که می تواند با استفاده از این روش آن ها را ماشین کاری کرد بسیار گسترده است.همچنین روش های دیگری هم در ساخت کاهشی سنتی وجود دارد که می توانید لیستی از آن ها را در زیر بخوانید:
CNC در این بین چه جایگاهی دارد؟
تا به اینجای بحث به روش های ساخت کاهشی پرداختیم. اما اینکه هرکدام از این روش ها تحت چه «کنترلی»، عمل ماشین کاری را انجام دهند نکته ای است که در این قسمت به آن می پردازیم. بعد اینکه حالت های مختلف کنترل یک فرآیند ساخت کاهشی را توضیح بدهیم به راحتی خواهیم توانست با جایگاه CNC هم آشنا شویم.
کنترل ابزار ساخت کاهشی (ماشین کاری) توسط انسان و بدون واسطه
این حالت همان روشی است که هزاران سال قدمت دارد. تصور کنید که 300 سال پیش فردی مشغول تراشیدن یک قطعه ی چوب با تبر است:
کنترل ابزار ساخت کاهشی(ماشین کاری) به کمک انسان و با واسطه
در دوران صنعتی شدن بشر و بعد از وقوع انقلاب های صنعتی، ابزارهای پیچیده تری برای ساخت و تولید به روی کار آمدند. این ابزارها و یا در بیان بهتر ماشین ها، ابزارهای ساخت و تولید باستانی را در مکانیزم هایی گنجاندند تا کار با آن ها دقیق تر و آسان تر شود.
وقتی که یک تراشکار با استفاده از ماشین تراش سعی در ساخت یک قطعه دارد، نحوه ی کار به این صورت است که: کنترل جابه جایی ابزار تراش در اختیار تراشکار است، ولی در همین فرآیند کنترلی، مکانیزم ماشین به وی کمک می کند.به بیانی ساده تر به جای اینکه تراشکار تیغه ی تراش را در دست بگیرد و شروع به ماده برداری از قطعه کند، با چرخاندن چند پیچ، زدن چند دکمه و یا دیگر ابزارهای ساده ی کنترلی، حرکت تیغه را کنترل می کند.
کنترل ابزار ساخت بدون واسطه، اتوماتیک و توسط ماشین
حال تصور کنید که کل فرآیند کنترل تیغه ی تراش در حالت قبل، در اختیار ماشین باشد و تراشکار تنها دستور اجرای کامل ساخت قطعه را صادر کند.CNC در حقیقت یک کنترل کننده ی کاملاً مکانیزه و اتوماتیک است که می تواند در روش های مختلف ساخت و تولید مورد استفاده قرار گیرد.در ساخت کاهشی نوین، اغلب از CNC به عنوان کنترل کننده ی ماشین کاری استفاده می شود.