A CNC-vágás általában jobban megfelel az összetett geometriáknak, az alacsonyabb gyártási mennyiségeknek, a prototípusoknak és az SMC-alkatrészeknek, amelyeknél még mérnöki változtatásokra lehet szükség. A dedikált trimmelő prés egyre vonzóbbá válik, ha az alkatrészek kialakítása stabil, a gyártási mennyiségek nagyok, és rövid ütemidőre van szükség.
Számos autó- és tehergépjármű SMC-alkatrész esetében azonban nem feltétlenül az egyik vagy a másik folyamat a leggazdaságosabb megoldás. A hibrid gyártócellák használhatnak trimmelő prést a kerület és a nyílások nagy sebességű eltávolítására, miközben megtartják a CNC-megmunkálást a kritikus furatok vagy összetett jellemzők esetében.
Az SMC-alkatrészek gyakran hagyják el a préselési folyamatot vakuval vagy olyan funkciókkal, amelyek még mindig lyukakat, ablakokat, élsimítást vagy méretkorrekciót igényelnek. A másodlagos vágási eljárás kiválasztása tehát nemcsak az élminőséget, hanem a szerszámberuházást, a munkaerőigényt, a gyártási kapacitást, az automatizálást és a kész alkatrészenkénti összköltséget is befolyásolja.
Ez az útmutató a Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. mérnöki és gyártási szempontból összehasonlítja a CNC vágó- és vágópréseket.
1. CNC vágás vs vágóprés: Hogyan működik a két folyamat
A CNC vágásnál egy öntött SMC alkatrészt egy erre a célra kialakított rögzítőelemre helyeznek, míg a maró, orsó vagy robotvágó rendszer egy programozott útvonalat követ. Ugyanaz az állomás vághatja a külső profilt, megmunkálhatja a réseket, lyukakat készíthet, és eltávolíthatja a helyi anyagokat a nehéz helyekről.
A fő előnye a rugalmasság. Ha az élgeometria megváltozik, a gyártók gyakran módosíthatják a CNC-programot, és ahol szükséges, a rögzítést, ahelyett, hogy teljesen új vágószerszámot építenének. Ez különösen hasznossá teszi a CNC-t a prototípusgyártás, a termékbevezetés, a kis- és közepes volumenű gyártás, valamint a többmodell-gyártás során.
Az SMC megmunkálás azonban sajátos kihívásokat jelent. Mivel a kikeményedett anyag általában erősítő szálakat tartalmaz, a vágó polimer mátrixon és csiszolóerősítésen is keresztül dolgozik. Ahogy a szerszám állapota romlik, a gyártók szabaddá váló szálakat, elmosódást, szálkihúzódást, letöredezett éleket, helyi mátrixkárosodást vagy növekvő forgácsolóerőket láthatnak.
A vágóprés más megközelítést alkalmaz. A fröccsöntött alkatrész a speciális vágószerszámok belsejében található, és a prés a szükséges erőt kifejti a vaku eltávolításához, a kerület levágásához vagy a nyílások kilyukasztásához. Egyetlen nyomási ciklus alatt gyakran több funkció is feldolgozható.
| Folyamattényező | CNC vágás | Trim Press |
| Gyártási rugalmasság | Magas | Engedje le, ha a kocka elkészült |
| Mérnöki változások | Általában könnyebben elhelyezhető | A szerszám módosítására lehet szükség |
| Összetett 3D kontúrok | Jól használható robotizált vagy többtengelyes CNC-hez | Lehetséges, de a szerszámozás bonyolultabbá válik |
| Ciklusidő | A teljes vágási úttól függ | Potenciálisan nagyon rövid a stabil geometriához |
| Kezdeti dedikált szerszámok | Általában alacsonyabb | Általában magasabb |
| Magas-volume unit cost | Megmunkálási idővel korlátozható | A szerszámok amortizációja után alacsonyabb lehet |
Külső karosszériaelemek, teherautó-alkatrészek, szerkezeti burkolatok, akkumulátorokhoz kapcsolódó házak és más nagyméretű SMC-alkatrészek esetében a geometriát is figyelembe kell venni. A vékony meg nem támasztott él rezeghet CNC megmunkálás közben, míg a nem megfelelően alátámasztott alkatrész megrepedhet vagy kitörhet a présvágás során.
2. Pontosság, tűrések és szerszámozási követelmények
Csábító azt mondani, hogy a CNC a „nagy pontosságú”, a trimmelő a „nagy sebességű” opció, de a valódi gyártás bonyolultabb.
A CNC pontossága a teljes folyamatlánctól függ: a fröccsöntött alkatrész méretváltozása, vetemedése, nullapont kiválasztása, a rögzítés merevsége, az orsó állapota, a maró elhajlása, a forgácsolási paraméterek és a szerszámkopás mind befolyásolják a kész méretet.
A gyártó például szigorúbb pozíciótűrést írhat elő a rögzítési furatok esetében, mint a nem működő külső kerületeknél. Ebben a helyzetben a CNC megtartható a rögzítési jellemzők számára, még akkor is, ha a fő kerületet trimmelő préssel dolgozzák fel.
Fontos: a gép pozicionálási pontosságát nem szabad összetéveszteni a kész SMC alkatrész tűrésével. A CNC gép sokkal pontosabban pozícionálhat, mint amennyit maga a fröccsöntött alkatrész ismételten el tud helyezni a rögzítésben.
Az SMC vágószerszámait az erősítés típusa, az üvegszál tartalom, a falvastagság, a kívánt élminőség és a gyártási mennyiség alapján kell kiválasztani. A keményfém szerszámok elterjedtek a kompozit megmunkálásoknál, míg a bevonatos vagy gyémánt alapú megoldások akkor értékelhetők, amikor a csiszolókopás jelentős költségtényezővé válik.
Ahelyett, hogy előírnánk, hogy a vágószerszámot mindig meghatározott számú alkatrész után kell cserélni, megbízhatóbb gyártási stratégia a következők felügyelete:
- kész élminőség;
- méretsodródás;
- orsóterhelés;
- vágóerők;
- szerszám vibrációja;
- felhalmozott vágási távolság.
A vágási nyomóerő becslése
A trimmelő prést nem szabad egyszerűen az SMC alkatrész vetített területe szerint kiválasztani. A vágás kerülete, a falvastagság, az anyag viselkedése, a furatok mennyisége, a szerszám elrendezése és az, hogy a jellemzőket egyidejűleg levágják-e, mind befolyásolja a szükséges terhelést.
Koncepcionális vágóerő ≈ effektív vágási kerület × anyagvastagság × effektív nyírási ellenállás × folyamatbiztonsági tényezőA prés kiválasztásánál figyelembe kell venni a szerszám méreteit, a nappali fényt, a löketet, a támasz méretét, a középponttól eltérő terhelést, a megközelítési sebességet, a visszatérési sebességet, az automatizálási helyet és a szükséges gyártási ütemet.
A felszerelés igénylésekor a gyártónak ezért meg kell adnia az SMC minőséget, alkatrészrajzot vagy 3D modellt, vastagságot, teljes vágási kerületet, furat- és nyílásméreteket, céltűrést, éves mennyiséget és célciklus-időt.
3. Ciklusidő, áteresztőképesség és ROI
A CNC legerősebb gazdasági előnye általában a dedikált szerszámok iránti viszonylag alacsony elkötelezettsége. A présvágás legerősebb gazdasági előnye a stabil geometria gyors feldolgozásának képessége, miután a szerszámot kifejlesztették.
Tekintsünk két hipotetikus SMC komponenst. Az A részt évi 4000 darabszámmal gyártják, és néhány havonta módosulnak. A B rész egy autóipari panel, amelyet évi 100 000 darabban gyártanak, stabil kialakítással és szigorú vonalütemezéssel.
Még ha mindkét komponens műszakilag bármelyik módszerrel feldolgozható is, gazdasági követelményeik nagyon eltérőek.
| Gyártási állapot | A folyamat általában érdemes először értékelni |
| Prototípus alkatrészek | CNC |
| Gyakori CAD-revíziók | CNC |
| Több változat egy sorban | CNC |
| Összetett többtengelyes kontúr | CNC / robot vágás |
| Stabil tömegtermelés | Vágóprés |
| Nagyon rövid ütemidő | Vágóprés |
| Magas volume with several critical machined features | Hibrid prés CNC |
Számítsa ki a kiegyenlítő térfogatot a találgatások helyett
Nincs olyan univerzális éves mennyiség, amelynél minden gyártónak CNC-ről trimmezőre kell váltania. A döntést a tényleges komponens alapján kell kiszámítani.
Kiegyenlítő mennyiség = Kiegészítő vágószerszám-beruházás ÷ (CNC költség alkatrészenként − présvágási költség alkatrészenként)Csak szemléltető példa:
Egy vállalat becslése szerint a dedikált vágószerszámok 70 000 USD-ral több kezdeti befektetést igényelnek, mint a CNC-szerszámok. Számított CNC-vágási költsége alkatrészenként 6,00 USD, míg az automatizált présvágás alkatrészenként 2,50 USD.
Alkatrészenkénti megtakarítás = 3,50 USD
Egyszerű fedezeti mennyiség = 70 000 USD ÷ 3,50 USD = 20.000 komponens .
Ez nem jelenti azt, hogy a 20 000 alkatrész iparági szabály. Változtassa meg a szerszámköltséget, a munkabőséget, a vágófelhasználást, a géphasználatot, a selejt arányt, a termék élettartamát vagy ütemigényét, és az eredmény azonnal megváltozik.
A megfelelő ROI-számításnak tartalmaznia kell a berendezés amortizációját, a szerelvényeket vagy a szerszámokat, a közvetlen munkaerőt, a fogyóeszközöket, a porelszívást, az ellenőrzést, a selejtezést, a karbantartást, az állásidőt, az automatizálást, valamint az alkatrész gyártásban maradásának várható számát.
4. Automatizálási, karbantartási és biztonsági szempontok
A CNC és a trimm-sajtoló gyártócellák egyaránt működhetnek robotizált be- és kirakodással, de a cellák kialakítása eltérő.
A CNC vágócella tartalmazhat hattengelyes robotot vagy többtengelyes megmunkáló központot, rögzítőelem-azonosítást, lézeres vagy vizuális pozicionálást, automatikus szerszámcserét, orsóterhelés-figyelést, szerszámtörés-észlelést, zárt védőburkolatot és porelszívó rendszert.
Az üvegszál erősítésű SMC megmunkálásakor különös figyelmet érdemel a porkezelés. A zárt cella és a megfelelő elszívórendszer segíthet a levegőben lévő megmunkálási törmelék szabályozásában, miközben csökkenti a vezetők, szerelvények, érzékelők és egyéb gyártóberendezések szennyeződését.
A vágóprés cella a következőket tartalmazhatja:
- robot átvitel a fröccsöntő állomásról;
- alkatrésztájolás vagy hűtőállomás;
- vágószerszám és hidraulikus prés;
- hulladékleválasztás;
- kész alkatrész ellenőrzése;
- a nem megfelelő alkatrészek automatikus elutasítása.
A karbantartás a valós teljesítményt is befolyásolja. A CNC rendszerek megkövetelik a vágóelemek ellenőrzését, az orsó karbantartását, a rögzítés ellenőrzését, az elszívórendszer karbantartását és a helymeghatározási felületek felügyeletét. A vágópréseknél meg kell vizsgálni a vágóéleket, a vezetőket, a hidraulikus rendszereket, az érzékelőket, a kenést, a szerszámbeállítást és a védőrendszereket.
Az egyesült államokbeli létesítmények esetében a berendezés elrendezésének figyelembe kell vennie a vonatkozó gépvédelmi követelményeket és a veszélyes energia-ellenőrzési eljárásokat. A zárolási/kijelölési eljárások különösen fontossá válnak a karbantartás, a szerszámcsere, a szerszám szervizelése, a hibaelhárítás vagy más olyan munkák során, ahol a tárolt hidraulikus, elektromos, pneumatikus vagy mechanikai energia veszélyt jelenthet.
5. Amikor van értelme a hibrid CNC vágóprés-stratégiának
A gyártóknak nem mindig kell kizárólag egy technológiát választaniuk. Számos SMC-programban a hibrid megközelítés jobb egyensúlyt kínál a ciklusidő és a rugalmasság között.
1. stratégia: Első préselés, második CNC simítás
A trimmelő prés egy rövid ciklus alatt eltávolítja a stabil kerületet, a nagy nyílásokat és a nagy villanást. A CNC ezután csak precíziós rögzítőfuratokat, lokalizált kontúrokat vagy olyan jellemzőket dolgoz fel, amelyeket nem lehet könnyen beépíteni a vágószerszámba.
Ez lerövidíti a CNC gépek kihasználtságát, miközben elkerüli a szükségtelenül bonyolult szerszámot.
2. stratégia: CNC indítás közben, Trim Press a tervezési lefagyasztás után
A prototípus és a kísérleti gyártás során a CNC kezeli a teljes vágási műveletet. A gyártó módosíthatja a vágási programot, amikor a mérnökök felülvizsgálják a CAD modellt.
Miután az alkatrész átment a minősítésen, és geometriája stabilizálódik, egy dedikált vágószerszámot lehet bevezetni a tömeggyártáshoz.
Ez a stratégia segít elkerülni a jelentős szerszámberuházást, miközben az alkatrész még változik.
Szemléltető autóipari panel forgatókönyv
Vegyük fontolóra az SMC teherautó külső paneljét, amely kerületi vágást, négy nagy szellőzőnyílást és hat rögzítőnyílást igényel.
A kísérleti gyártás során a CNC minden funkciót kiegészíthet, mivel az éves mennyiség alacsony, és több rajz-felülvizsgálat várható. A termelés növekedésével a kerület és a szellőzőnyílások átvihetők egy trimmelő présbe, miközben a CNC-t megtartják a rögzítőfuratok számára.
Az eredmény nem feltétlenül a legalacsonyabb beruházási gép, de potenciálisan egy jobb teljes gyártási rendszer: rövidebb CNC-megmunkálási idő, nagyobb rendelkezésre álló CNC-kapacitás, ellenőrzött kritikus méretek és gyorsabb nagy volumenű vágás.
6. Hogyan válasszunk a CNC vágás és a vágóprés között
A berendezés kiválasztása előtt a gyártóknak válaszolniuk kell a következő kérdésekre:
| Döntési tényező | Mérnöki kérdés |
| Éves mennyiség | Hány minősített alkatrészt kell gyártani évente? |
| A program élettartama | Hány évig marad gyártásban az alkatrész? |
| Tervezési érettség | Befagyott a geometria, vagy még mindig várhatóak revíziók? |
| Alkatrész geometriája | A vágási útvonal sík, íves vagy teljesen háromdimenziós? |
| Funkció mennyisége | Hány lyuk, rés, ablak és kivágás szükséges? |
| Tolerancia | Mely méretek szabályozzák valójában az összeszerelést vagy minősítést? |
| Takt idő | Hány másodperc áll rendelkezésre a vágáshoz? |
| Felületi minőség | A vágott él látható, ragasztott, festett, lezárt vagy rejtett lesz? |
| Változatok | A sejt egy részt vagy több kapcsolódó részt fog termelni? |
| Automatizálás | A kezelés kézi, félautomata vagy teljesen robotizált lesz? |
CNC A legjobb, ha a rugalmasság, az összetett geometria és a műszaki változtatások dominálnak.
Trim Press Akkor érdemes megfontolni, ha a geometria stabil, és a rövid ütemidő kritikus a tömegtermelés szempontjából.
Hibrid Érdemes megvizsgálni, ha a nagy gyártási mennyiséget több összetett vagy nagy pontosságú másodlagos tulajdonsággal kell kombinálni.
GYIK: CNC vágás vs Trim Press SMC alkatrészekhez
Beszélje meg SMC vágási követelményeit a PengdaHZ-vel
Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. hidraulikus prés- és gyártóberendezési megoldásokat kínál az SMC gyártási alkalmazásokhoz.
Ha egy meglévő SMC-alkatrészhez értékeli a vágóprést, vagy összehasonlítja a présvágást a CNC-megmunkálással, a berendezés döntését az alkatrésznél kell kezdeni, nem pedig önmagában a présmennyiséggel.
A kezdeti műszaki értékeléshez készítse elő a következő információkat:
- 2D rajz vagy 3D alkatrészmodell;
- SMC anyagspecifikáció;
- névleges és maximális falvastagság;
- szükséges kerület, lyukak és nyílások;
- kritikus mérettűrések;
- éves termelési mennyiség;
- cél ciklusidő;
- tervezett kézi vagy robotkezelés.
Ezen paraméterek alapján a PengdaHZ megvitathatja a megfelelő préskapacitást, a szerszámozási koncepciókat, a gyártócella konfigurációját, az automatizálási követelményeket, valamint azt, hogy a dedikált trimm-présberendezés gazdasági előnyt jelent-e az Ön SMC gyártási programja számára.
Lépjen kapcsolatba a PengdaHZ-vel, és kérjen előzetes SMC trimmelést és hidraulikus préselést az alkatrészéhez.
