وبلاگ
با انواع دستگاه CNC آشنا شوید + معرفی 10 مورد با کاربرد
آیا قصد خرید انواع دستگاه CNC را دارید اما نمی‌دانید کدام مدل برای شما مناسب تر است؟ دستگاه های CNC بر اساس ساختار، نوع عملیات و تعداد محورهای حرکتی مانند سه محور و چهار محور مدل های مختلفی دارند و هر کدام دارای کاربرد متفاوتی هستند. ماشین آلات سی ان سی با تبدیل فرایندهای سنتی ماشین کاری به عملیات های کاملا کنترل شده و برنامه ریزی شده، نقش مهمی در تولید قطعات دقیق و پیچیده دارند. در این مقاله که توسط کارشناسان مجموعه میثم دارو پلاست تهیه شده، انواع ماشین آلات CNC و ویژگی ها و کاربردهای هر دستگاه برای شما توضیح داده شده تا با شناخت بهتر تفاوت ها، دستگاه مورد نیاز، بر اساس نوع قطعه، جنس متریال، میزان دقت، پیچیدگی عملیات و حجم تولید بهتر انتخاب شود.
ماشین آلات CNC چیست و چگونه کار می‌کند؟
ماشین آلات CNC نوعی تجهیزات ماشین کاری هستند که حرکت ابزار و اجرای عملیات تولید را بر اساس برنامه کامپیوتری کنترل می‌کنند. در دستگاه های CNC اطلاعات مربوط به مسیر حرکت ابزار، سرعت، عمق برش و سایر پارامترها در قالب برنامه به سیستم کنترل داده می‌شود و دستگاه طبق آن عملیات را با دقت و تکرارپذیری بالا انجام می‌دهد.
با توجه به نوع دستگاه، ابزار می‌تواند برای برش، سوراخ کاری، تراشکاری، فرزکاری یا شکل دهی قطعه حرکت کند. استفاده از سی ان سی باعث کاهش وابستگی به کنترل دستی و امکان تولید قطعات پیچیده و دقیق با کیفیت یکنواخت می‌شود.
بررسی تفاوت خدمات CNC سه محور و چهار محور
تفاوت اصلی CNC سه محور و چهار محور در تعداد و نوع حرکات قابل کنترل دستگاه است. در سی ان سی سه محور ابزار در راستای محورهای Y،X،Z حرکت می‌کند و برای ساخت قطعاتی با هندسه نسبتا ساده مثل شیارها، سوراخ ها، سطوح تخت کاربرد زیادی دارد.
در مقابل دستگاه 4 محور علاوه بر این سه حرکت خطی، یک محور چرخشی نیز دارد که امکان تغییر زاویه یا چرخاندن قطعه را فراهم می‌کند، به همین دلیل دستگاه با CNC چهار محور برای قطعاتی که نیاز به ماشین کاری چند وجه یا زوایای مختلف دارند، انعطاف بیشتری ایجاد می‌کند و در برخی پروژه ها تعداد دفعات بستن و جابجایی قطعه کاهش پیدا می‌کند.
برای مثال، تراش CNC بیشتر برای قطعات استوانه ای مانند شفت و بوش استفاده می‌شود، در حالی که فرز سی ان سی برای قطعات منشوری، شیارها، سوراخ ها و سطوح پیچیده کاربرد گسترده تری دارد. زمان خرید دستگاه باید عواملی مثل جنس و ابعاد قطعه، میزان دقت و تلرانس مورد نیاز، پیچیدگی هندسه، تعداد قطعات قابل تولید، فضای کار، تعداد محورهای حرکتی، سرعت اسپیندل و امکانات کنترلی در نظر گرفته شود. برای قطعات ساده هم دستگاه سه محور می‌تواند مناسب باشد؛ اما قطعاتی که چند سطح، زوایای مختلف یا سطوح آزاد دارند ممکن است که به ماشین های چهارمحور یا پنج محور نیاز داشته باشند.
| ویژگی | CNC سه محور | CNC چهار محور |
| تعداد محورها | سه محور خطی Y،X، Z | سه محور خطی Y،X،Z و یک محور چرخشی |
| حرکت قطعه یا ابزار | حرکت در سه جهت اصلی | حرکت در سه جهت اصلی با چرخش |
| مناسب برای | قطعات ساده تا نسبتا پیچیده | قطعاتی با چند سطح یا زوایای مختلف |
| دسترسی به سطوح | نیاز به تغییر موقعیت قطعه برای برخی سطوح | دسترسی بهتر به چند وجه قطعه بدون جابه جایی مکرر |
| پیچیدگی ماشین کاری | مناسب عملیات استانداری مثل شیارزنی و سوراخ کاری | مناسب عملیات چند وجهی و هندسه های پیچیده تر |
| تعداد تنظیمات قطعه | در برخی پروژه ها بیشتر | معمولا کمتر |
| هزینه و پیچیدگی دستگاه | ساختار ساده تر و اقتصادی تر | ساختار پیچیده تر و معمولا هزینه بالاتر |
| کاربرد رایج | قطعات تخت، منشوری و عملیات عمومی | قطعات استوانه ای چند وجهی و قطعاتی با زوایای مختلف |
معرفی انواع دستگاه CNC بر اساس کاربرد و فناوری
دستگاه های CNC با توجه به نوع عملیات، ساختار و فناوری مورد استفاده و کاربردی که در فرایند تولید دارند در مدل های مختلفی طراحی شده‌اند. هر دستگاه برای انجام مجموعه‌ای از عملیات مشخص مانند تراشکاری، فرزکاری، برش، سوراخ کاری یا ایجاد طرح های پیچیده به کار می‌رود.
1. دستگاه های فرز CNC
این دستگاه به عنوان یکی از بهترین نمونه های دستگاه CNC با استفاده از ابزار براده برداری شناخته می‌شود که از آن می‌توان برای برش زدن و براده برداری، ایجاد شیار، سوراخ کاری، ایجاد سطوح مختلف و ساخت قطعات با هندسه پیچیده استفاده کرد. البته افرادی که درخواست دستگاه CNC سه محور برای جنس های متفاوت مانند سنگ، چوب و فلزات متنوع را دارند، نیز می‌توانند از این دستگاه استفاده کنند؛ زیرا عمق برش دستگاه CNC فرز بسیار زیاد است و می‌تواند حکاکی را بسیار تمیز ایجاد کند.
در دستگاه فرز، ابزار برش با حرکت کنترل شده توسط برنامه کامپیوتری بخش هایی از ماده اولیه را حذف می‌کند تا قطعه به شکل و ابعاد مورد نظر برسد. فرز های CNC بر اساس تعداد محورها، نوع ساختار و قابلیت های ماشین کاری در مدل های مختلف مانند 3 محور، ۴ و ۵ محور مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب مدل مناسب به عواملی مثل جنس قطعه، پیچیدگی طراحی، میزان دقت و نوع عملیات مورد نیاز بستگی دارد.
مطلب مرتبط: مقایسه دستگاه های فرز cnc
2. دستگاه برش لیزر CNC
برش لیزر CNC با استفاده از پرتو متمرکز لیزر و حرکت کنترل شده توسط سیستم کامپیوتری برای برش دقیق ورق ها و قطعات مختلف به کار می‌رود. مسیر برش بر اساس فایل طراحی تعیین می‌شود و دستگاه می‌تواند طرح های پیچیده، سوراخ ها و اشکال مختلف را با دقت و تکرار پذیری مناسب اجرا کند. تعداد محورهای آن هم به ساختار و نوع کاربرد آن بستگی دارد و می‌تواند در پیکربندی سه محور، چهار محور یا پنج محوره طراحی و ساخته شود.
نوع لیزر، توان دستگاه و جنس و ضخامت متریال از عوامل مهم در انتخاب آن هستند و این فناوری بیشتر در صنایع فلزی، ساخت قطعات، تابلوسازی و تولید محصولات با برش های دقیق کاربرد دارد. این دستگاه شباهت بسیار زیادی به دستگاه برشی پلاسما دارد؛ اما توانایی بیشتری داشته و می‌تواند علاوه بر برش فلزات، چوب و شیشه انواع پلاستیک را نیز برش دهد.
3. دستگاه برش پلاسما و هوا برش (هواگاز)
دستگاه های برش پلاسما و هواگاز CNC برای برش ورق ها و قطعات فلزی با ضخامت های مختلف استفاده می‌شوند و مسیر حرکت ابزار بر اساس برنامه کامپیوتری کنترل می‌شود. برش پلاسما با ایجاد قوس الکتریکی و تبدیل گاز به پلاسما، فلز را در نقطه برش ذوب و جدا می‌کند و برای برش سریع انواع فلزات رسانا کاربرد دارد.
در مقابل هوا گاز (اکسی سوخت) با استفاده از شعله حاصل از ترکیب گاز سوختی و اکسیژن فلز را گرم کرده و با جریان اکسیژن برش می‌دهد و بیشتر برای ورق ها و قطعات فولادی با ضخامت بالاتر مناسب است. انتخاب بین این دو فناوری به جنس و ضخامت قطعه و سرعت مورد نیاز و کیفیت لبه برش بستگی دارد.
کاربرد اصلی این دستگاه برش فلزات به همراه خدمات CNC سه محور مقرون و به صرفه است. اما بسیاری از افراد به دلیل CNC سه محور این دستگاه سرعت برش زنی آن را پایین معرفی کرده و از دستگاه های لیزری با CNC چهار محور برای برش فلز استفاده می‌کنند.
4. دستگاه واترجت (waterjet)
دستگاه واترجت CNC با استفاده از جریان بسیار پرفشار آب و در صورت نیاز ترکیب آن با مواد ساینده برای برش دقیق انواع متریال ها استفاده می‌شود. مسیر حرکت نازل توسط سیستم CNC کنترل می‌شود و امکان ایجاد برش های پیچیده و دقیق را فراهم می‌کند.
یکی از مزیت های مهم واترجت برش سرد است؛ یعنی برخلاف روش هایی مانند لیزر و پلاسما، حرارت قابل توجهی به قطعه وارد نمی‌کند و خطر تغییر شکل یا ایجاد ناحیه حرارت دیده کاهش می‌یابد. این دستگاه دارای CNC چهار محور بوده و کاربرد اصلی آن در صنایع هوافضا، شیشه بری، چوب، قطعه سازی، خودروسازی، صنایع غذایی، صنعت برق، نساجی، صنایع ساختمانی و … است.
5. دستگاه های تراش CNC
تراش CNC برای ماشین کاری قطعاتی با شکل استوانه ای، مخروطی یا محوری استفاده می‌شود. در دستگاه تراش CNC، قطعه روی سه نظام یا سیستم نگهدارنده می‌چرخد و ابزار برش با حرکت کنترل شده عملیات هایی مثل تراشکاری، شیارزنی رزوه زنی و سوراخ کاری را انجام می‌دهد. تراش CNC در تولید شفت، بوش، پین، فلنج و قطعات مشابه کاربرد زیادی دارد.
6. پرینترهای سه بعدی صنعتی
پرینترهای سه بعدی صنعتی برخلاف بسیاری از دستگاه های CNC که با برداشت ماده از یک قطعه خام کار می‌کنند، با روش ساخت افزایشی، قطعه را به صورت لایه به لایه ایجاد می‌کنند. این دستگاه ها بر اساس فایل دیجیتال، هندسه قطعه را ساخته و برای تولید نمونه های اولیه قطعات پیچیده و در برخی قطعات نهایی در صنایع مختلف به کار می‌روند.
از مهمترین انواع پرینترهای سه بعدی صنعتی هم می‌توان FDM/FFF برای مواد ترموپلاستیک، DLP وSLA برای رزین های حساس به نور وSLS برای پودرهای پلیمری اشاره کرد. بنابراین انتخاب نوع پرینتر سه بعدی عواملی مثل جنس قطعه، دقت مورد نیاز، پیچیدگی هندسی استحکام و تیراژ تولید بستگی دارد.
7. دستگاه های CNC سنگ زنی
دستگاه سنگ زنی CNC برای دستیابی به دقت ابعادی و کیفیت سطح بالا توسط برداشت مقدار بسیار کمی از ماده استفاده می‌شود. در این فرایند چرخ سنگ با حرکت کنترل شده CNC سطح قطعه را پرداخته و اصلاح می‌کند. این دستگاه ها به ویژه برای قطعاتی که تلرانس دقیق یا سطح نهایی صاف نیاز دارند مثل برخی قطعات صنعتی، شفت ها و اجزای دقیق کاربرد دارد.
8. دستگاه های EDM CNC یا اسپارک
دستگاه EDM یا ماشین کاری با تخلیه الکتریکی، به جای ابزار برش از تخلیه های کنترل شده الکتریکی برای برداشت ماده استفاده می‌کنند. این فناوری برای ماشین کاری فلزات رسانا و ایجاد حفره ها، شیارها و هندسه های پیچیده به خصوص در قالب و قطعات دقیق کاربرد دارد. در شرایطی که ماشین کاری مکانیکی یک قطعه دشوار باشد، این دستگاه EDM می‌تواند گزینه مناسبی باشد.
9. دستگاه های CNC دریل
دریل CNC برای ایجاد سوراخ هایی با موقعیت قطر و عمق کنترل شده در قطعات استفاده می‌شود. حرکت ابزار و محل سوراخکاری بر اساس برنامه تعیین می‌شود و در مقایسه با سوراخ کاری دستی، تکرار پذیری بالاتری در تولید قطعات مشابه دارد. این دستگاه ها در تولید قطعات صنعتی، صفحات فلزی، قطعات مکانیکی و مجموعه هایی که تعداد زیادی سوراخ دقیق نیاز دارند کاربرد دارد.
10. دستگاه های CNC روتر
روتر CNC بیشتر برای برش، حکاکی و ایجاد طرح روی موادی مانند چوب، MDF، پلاستیک، کامپوزیت و برخی فلزات نرم استفاده می‌شود. ابزار برشی در امتداد مسیر تعریف شده توسط نرم‌افزار حرکت می‌کند و امکان اجرای طرح های دوبعدی و سه بعدی را فراهم می‌کند. این دستگاه در صنایع چوب، دکوراسیون، ساخت تابلو و تولید قطعات تزیینی و کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد دستگاه های CNC در صنایع مختلف
بسیاری از افراد تصور دارند که انواع دستگاه CNC سه محور و خدمات CNC چهار محور دارای کاربرد یکسان هستند، در صورتی که دستگاه های CNC به دلیل قابلیت کنترل دقیق حرکت ابزار در صنایع مختلف برای برش، حکاکی، سوراخ کاری، شکل دهی و ماشین کاری قطعات استفاده شده و نوع دستگاه و ابزار برش با توجه به جنس و ویژگی های متریال انتخاب می‌شود.
1. کاربرد دستگاه CNC در صنعت چوب
دستگاه های CNC روتر برای برش MDF، چوب و نئوپان و ایجاد طرح های دکوراتیو، حکاکی، شیار زنی و ساخت قطعات مبلمان و کابینت کاربرد دارند. شما با استفاده از دستگاه CNC فرز با CNC سه محور به راحتی می‌توانید انواع چوب و ام دی اف را برش دهید و منبت کاری کنید.
2. کاربرد دستگاه CNC در صنعت فلز
فرز و تراش سی ان سی، لیزر، پلاسما و واترجت برای برش و ماشین کاری فلزات مثل فولاد، آلومینیوم و مس استفاده می شوند. تولید قطعات دقیق، شفت، قالب، سازه های فلزی و قطعات صنعتی از کاربردهای مهم این دستگاه ها است.
3. کاربرد دستگاه CNC در صنعت سنگ
سی ان سی های مخصوص سنگ برای برش، حکاکی، ایجاد نقش و اجرای طرح های پیچیده روی سنگ های ساختمانی و تزیینی به کار می‌روند. در این بخش، واترجت نیز برای برش دقیق و ایجاد طرح های ترکیبی کاربرد دارد.
4. کاربرد دستگاه CNC در صنعت چرم
دستگاه های CNC لیزر و برخی روترها برای برش الگو، حکاکی و ایجاد طرح روی چرم استفاده می‌شوند. کنترل کامپیوتری امکان اجرای طرح های ظریف و تکرارپذیر را فراهم می‌کند و میزان خطای ناشی از برش دستی را کاهش می‌دهد.
کلام آخر
شناخت انواع دستگاه CNC زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که دستگاه بر اساس نیاز واقعی فرایند تولید انتخاب شود. فرز و تراش CNC برای ماشین کاری قطعات فلزی و صنعتی، دستگاه های لیزری، پلاسما و واترجت برای برش متریال های مختلف و روترهای CNC برای چوب،MDF و برخی مواد دیگر کاربرد دارند.
در کنار این تجهیزات، دستگاه های سنگ زنی، EDM، تراش، فرز و ماشین های چند محوره نیز برای عملیات دقیق‌تر قطعات پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. پس زمان انتخاب دستگاه باید عواملی مثل جنس و ابعاد قطعه، نوع عملیات، میزان دقت، پیچیدگی هندسی، حجم تولید و بودجه را در نظر گرفت. در انتخاب درست دستگاه به جای تمرکز بر تعداد محورها، باید تناسب قابلیت های CNC با نیاز پروژه را در نظر گرفت.
سوالات متداول در مورد انواع دستگاه CNC
- چند نوع دستگاه CNC وجود دارد؟
انواع دستگاه های سی ان سی شامل دستگاه های فرز CNC، دستگاه برش لیزر CNC، دستگاه برش پلاسما و هوا برش، دستگاه واترجت (waterjet)، پرینترهای سه بعدی صنعتی، دستگاه های تراش CNC، دستگاه های CNC سنگ زنی، دستگاه های EDM CNC یا اسپارک، دستگاه های CNC دریل و دستگاه های CNC روتر هستند.
- آیا دستگاه CNC چهار محور برای قطعات پیچیده مناسب است؟
دستگاه 4 محور علاوه بر این سه حرکت خطی، یک محور چرخشی نیز دارد که امکان تغییر زاویه یا چرخاندن قطعه را فراهم می‌کند، به همین دلیل دستگاه با CNC چهار محور برای قطعاتی که نیاز به ماشین کاری چند وجه یا زوایای مختلف دارند، انعطاف بیشتری ایجاد می‌کند و در برخی پروژه ها تعداد دفعات بستن و جابجایی قطعه کاهش پیدا می‌کند.
- دستگاه فرز CNC برای چه موادی قابل استفاده است؟
افرادی که درخواست دستگاه CNC سه محور برای جنس های متفاوت مانند سنگ، چوب و فلزات متنوع را دارند، نیز می‌توانند از این دستگاه استفاده کنند؛ زیرا عمق برش دستگاه CNC فرز بسیار زیاد است و می‌تواند حکاکی را بسیار تمیز ایجاد کند.
لایک دارید