Hogyan növelik a többtengelyes CNC esztergaközpontok a termelékenységet és a pontosságot

Kiváló pontosság elérése egyszeri befogással történő többtengelyes megmunkálással

Szoros tűréshatárok kielégítése nagy pontosságú gyártásban

A modern iparágak, mint például az űrrepülés és az orvosi eszközgyártás, 0,001 mm-nél kisebb tűréseket igényelnek – egy olyan határértéket, amelyet kizárólag többtengelyes CNC esztergák érhetnek el. Ezek a rendszerek pozícionálási pontosságot biztosítanak összetett geometriák esetén is, mivel kiküszöbölik a hagyományos 3-tengelyes folyamatokban jellemző kézi újrapozicionálásból eredő hibákat, így biztosítva az állandó pontosságot görbült felületeken és mélyedéseknél.

A halmozódó hibák csökkentése a kezelés és újrapozicionálás minimalizálásával

A hagyományos megmunkálás során minden egyes alkalommal, amikor a munkadarabot átveszik a következő folyamatba, körülbelül 0,005 mm-es torzulási hiba léphet fel a legújabb iparági kutatások szerint. Itt jönnek képbe a többtengelyes gépek. Ezek a rendszerek a műveletek körülbelül 95%-át elvégzik anélkül, hogy ki kellene lazítani a darabot, így a fontos méretek végig pontosan megtarthatók. A gyakorlati termelési adatok elemzése során az gyártók azt tapasztalták, hogy amikor áttérnek a szabványos megoldásokról 5 vagy akár 6 tengelyes konfigurációra, az alakpontosság jelentősen javul. A hibaszázalék körülbelül kétharmaddal csökken a több különálló megmunkálási lépést igénylő eljárásokhoz képest. Ez jelentős különbséget jelent a termelés minőségében, különösen olyan összetett alkatrészek esetében, ahol a pontosság a legfontosabb.

Esettanulmány: Űripari alkatrész gyártása 0,001 mm-nél kisebb tűréssel 6-tengelyes CNC esztergaközponttal

Egy jelentős szereplő az űrgyártó iparban körülbelül 40%-kal csökkentette a turbinaházak gyártási ciklusidejét, amikor áttért a 6 tengelyes CNC esztergák használatára. Ezek a fejlett gépek rendkívül pontosan kezelik az összetett íves üzemanyag befecskendezőket – körülbelül 0,0008 mm-es pontossággal 78 különböző tömítési ponton. Ez a szintű pontosság teljes mértékben megszüntette a másodlagos köszörülési munkálatok szükségességét, és eredményezte, hogy minden egyes darab első próbálkozásra átment a minőségellenőrzésen. Ami igazán hatékonnyá teszi ezt a beállítást, az az, hogy minden művelet lefut mindössze két óra alatt attól kezdve, hogy az alkatrész rögzítésre kerül. Ez a gyors átforgatás segít elkerülni a hőfelhalmozódásból eredő problémákat, amelyek általában hosszabb termelési folyamatok során merülnek fel, és torzuláshoz vezethetnek, ami költséges javításokat vonhat maga után.

A termelékenység növelése a beállítási idők és a munkafolyamat-megszakítások csökkentésével

Kevesebb beállítás a CNC esztergák 5 tengelyes képességeinek és élő szerszámainak köszönhetően

A legújabb 5 tengelyes CNC esztergák összetett alkatrészeket készíthetnek különböző szögekből egyetlen folyamatban, így nincs szükség a folyamatos leállásokra és az alkatrészek kézi átrendezésére. Ezek a gépek beépített élőszerszámokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy a fő vágófolyamattal párhuzamosan marásra vagy fúrásra is képesek legyenek. Egy 2024-es jelentés a CNC megmunkálásról meglehetősen lenyűgöző eredményeket tárt fel. Azok a gyárak, amelyek áttértek ezekre a fejlett rendszerekre, 40 és majdnem 60 százalékkal csökkentették beállítási idejüket a régebbi 3 tengelyes gépekhez képest. Még jobb, hogy az egész művelet során rendkívül szigorú tűréshatárt tudtak tartani, plusz-mínusz 0,005 mm-t. Ez a hatékonyság nagy különbséget jelent olyan termelési környezetekben, ahol minden perc számít.

Mérhető javulás: Akár 50%-os csökkenés a ciklusidőben és az átfutási időkben az autóipari alkalmazásokban

A gépjárműalkatrészek gyártói körülbelül 45–50 százalékos növekedést tapasztalnak a ciklusidőben tömeggyártású alkatrészek, például turbófeltöltő-házak és váltórudak esetén, amikor ezeket a korszerű többtengelyes CNC-forgácsoló gépeket használják. Az igazi előny abban rejlik, hogy csökkenthető az alkatrészek érintésének gyakorisága a gyártás során, ami körülbelül 12–18 perc állási időt spórol meg az egyes beállítások között, miközben elkerülhetők az idővel halmozódó pontatlansági problémák. Egy jelentős beszállító nemrégiben majdnem felére csökkentette az átfutási időt elektromos járművek motoralkatrészei esetében, miután bevezette ezeket a fejlett 7-tengelyes esztergáló-maró rendszereket automatikus palettacserekkel. Teljesen logikus, hiszen minden megtakarított perc hatalmas mennyiségben gyűlik össze, ha havonta több ezer egység kerül le a futószalagról.

Kezdeti beruházás és hosszú távú hatékonyság, valamint megtérülés (ROI) összehangolása

Bár a többtengelyes CNC rendszerek beszerzési költsége 20–35%-kal magasabb, mint a hagyományos modelleké, a gyártók többsége a befektetést 18–24 hónapon belül megtéríti a mérhető hatékonyságnövekedés révén:

• 30–40%-os alacsonyabb munkaerőköltség darabonként
• 15–25%-os csökkentett selejtarány kevesebb beállítás miatt
• 80–90%-kal gyorsabb átállás vegyes termelési tételnél

A fejlett CNC esztergák működési rugalmassága jövőbiztossá teszi a gyártósorokat, így kiválóan alkalmasak az elektromos járműgyártás és a precíziós robotika változó igényeire.

Összetett geometriák megvalósítása másodlagos műveletek nélkül

Bonyolult alkatrésztervek gyártása egyetlen CNC esztergáló központ ciklusban

A többtengelyes CNC esztergák képesek kezelni az összetett alkatrészek mindenféle jellemzőjét, például csavarvonalakat és azokat a nehéz alulmaradó kialakításokat is egyetlen műveleti cikluson belül. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség további lépésekre vagy másodlagos folyamatokra a kezdeti megmunkálás után. A tavalyi kutatások szerint azoknak a gyáraknak körülbelül 89 százaléka, amelyek áttértek az 5 tengelyes gépekre, 30–60 százalékkal csökkentette az újramunkálási költségeket. Miért? Mert ezek a rendszerek egyszerre helyezik el az eszközöket a vágás során, így megelőzve azokat az igazítási problémákat, amelyek gyakran felmerülnek, amikor hagyományos gyártási környezetben több különálló lépésen keresztül dolgoznak.

Többtengelyes megmunkálás előnyei orvosi, védelmi és teljesítmény-kritikus alkatrészek esetén

A többtengelyes rendszerek elengedhetetlenné váltak a szabályozott iparágakban olyan alkatrészek megmunkálása során, mint például a titánból készült gerincimplantátumok, ahol a pozícionálási pontosságnak 0,005 mm alatt kell lennie, vagy olyan lövegtörzs-alkatrészek gyártásánál, amelyek extrém finom, mikronszintű felületminőséget igényelnek. A gyártósori jelentések szerint jelentős javulások érhetők el: sok vezető gyártó azt tapasztalja, hogy a védelmi alkalmazású alkatrészek minősítése akár 40%-kal is felgyorsult, mivel a dolgozóknak már nem kell oda-vissza mozgatniuk az alkatrészeket maró- és esztergálóállomások között. Különösen az orvostechnikai eszközök esetében ez az integrált megoldás jelentősen csökkenti a szennyeződési problémákat, hiszen nincs szükség az alkatrészek áthelyezésére különböző megmunkáló területekre, ahol különféle nem kívánt részecskék kerülhetnek be érzékeny alkalmazásokba.

Trend: Növekvő kereslet az organikus és aszimmetrikus formák iránt a precíziós gépészetben

A légiközlekedési fejlesztők jelenleg 78%-kal több folyadékdinamikai turbinapálcát írnak elő, amelyek nem egyenletes racionális B-spline (NURBS) felületezést igényelnek, miközben az elektromos járművek akkumulátortartói egyre inkább topológiai optimalizált rácsstruktúrákat alkalmaznak. A modern CNC esztergák e kihívásokra választ adnak olyan orsófordulatszámmal, amely meghaladja a 12 000 fordulat/percet, és sugárirányú szerszámelérési lehetőséggel, lehetővé téve 0,3 mm-nél vékonyabb falvastagság elérését további vékonyítási műveletek nélkül.

Integrált megmunkálás: Esztergálás, marás és fúrás kombinálása egyetlen platformon

A teljesítmény maximalizálása multifunkciós CNC esztergaközpontokkal

A legújabb többtengelyes CNC esztergák az esztergálást, marást és fúrást egyetlen gépen kombinálják, ezzel megoldva számos olyan problémát, amelyeket a hagyományos, több gépet igénylő megoldások okoztak. A gyártók jelenleg az iparági adatok szerint 2023-ban körülbelül 85–95 százalékát tudják elkészíteni alkatrészeiknek csupán egyetlen művelettel. A Thomas Supplier Discovery szolgáltatáson keresztül elérhető lehetőségeket vizsgálva látható, hogy ezek a 5 tengelyes rendszerek lehetővé teszik a műhelyek számára, hogy kontúrmarást végezzenek párhuzamosan precíziós esztergálással. Néhány gyakorlati teszt eredménye fogaskerék-összetevőkkel azt mutatta, hogy a ciklusidő akár 40 százalékkal is csökkenhet. Ez a hatékonyságnövekedés jelentős különbséget jelent azon termelőüzemek számára, amelyek versenyképesen szeretnének maradni.

Az egymás közötti gépek közötti áthelyezések megszüntetése hibák és leállások csökkentése érdekében

A mozgó alkatrészek egyik gépről a másikra való áthelyezése komolyan megzavarhatja az igazítást, és műveletenként körülbelül 12–18 percet vesz igénybe a Phas.io 2024-es kutatása szerint. A legújabb generációs CNC esztergák beépített élőszerszámokkal és melléktengelyekkel rendelkeznek, amelyek akár több egymást követő művelet végzése során is megtartják a pozíciópontosságot, körülbelül ±0,005 mm-es tűréshatáron belül. Ezek a rendszerek folyamatos ciklikus folyamatként működnek, így megakadályozzák a hibák idővel halmozódását. Különösen jól alkalmazhatók olyan összetett alkatrészek gyártására leállás nélkül, mint például hidraulikus szelepházak vagy turbinatengelyek, ahol a pontosság az egész gyártási folyamat során kiemelkedően fontos.

Esettanulmány: Svájci típusú többtengelyes gépek teljes egészében előállított sebészeti műszerek gyártására egyetlen felállításban

Egy európai orvosi eszközgyártó cég nemrégiben elérte az impresszív 98%-os első átmeneti minőségi arányt, amikor ezeket a kis titán csontcsavarokat gyártotta beépített hatszögletű hajtással és menetes végződéssel. Ezt a fejlett 7 tengelyes svájci típusú CNC gépek segítségével érték el. Mi teszi ezeket a gépeket olyan különlegessé? Nos, rendelkeznek egy Y tengelyes marás funkcióval, valamint ellentétesen forgó orsókkal, amelyek minden lépést kezelnek kezdettől a befejezésig. Mind az 23 különböző gyártási lépés összesen mindössze 11 perc alatt lefut. Ez jelentősen lerövidíti a gyártási időt – körülbelül kétharmaddal gyorsabb, mint korábban több különálló gép együttes munkája esetén lehetséges volt.

GYIK szekció

Mik azok a többtengelyes CNC esztergák?

A többtengelyes CNC esztergák olyan fejlett megmunkáló rendszerek, amelyek különféle műveleteket, például esztergálást, marást és fúrást is végezhetnek egyetlen felfogásban. Ezek a gépek több tengellyel vannak felszerelve, így növekedett pontosságot és összetett geometriák kezelésére való képességet biztosítanak.

Hogyan csökkentik a hibákat a többtengelyes gépek a gyártás során?

A többtengelyes gépek csökkentik a hibákat azáltal, hogy minimalizálják az alkatrészek kézi kezelését és újrapozícionálását, amelyek gyakori forrásai az elcsúszásnak és pontatlanságnak a hagyományos megmunkálási folyamatokban. Ez biztosítja a jobb konzisztenciát és pontosságot, különösen összetett alkatrészek esetében.

Mely iparágak profitálnak leginkább a többtengelyes CNC megmunkálásból?

Az űrlifiautomatika, az orvosi berendezések gyártása, az autóipar, a védelmi ipar és a precíziós mérnöki terület jelentős előnyöket élvez a többtengelyes CNC megmunkálásból, mivel ez képes kielégíteni a magas pontossági követelményeket és hatékonyan előállítani az összetett alkatrészeket.

Vannak költségelőnyei a többtengelyes CNC rendszerek használatának?

Bár a többtengelyes CNC rendszerek nagyobb kezdeti költséggel járnak, hosszú távon költségmegtakarítást nyújtanak a munkaerőköltségek, a selejtarány és a beállítási idő csökkentésével. A legtöbb gyártó beruházását 18–24 hónapon belül megtérítheti ezekkel a hatékonyságnövekedésekkel.