Gia công CNC là gì?
Gia công CNC, viết tắt của Computer Numerical Control, là một phương pháp gia công cơ khí sử dụng công nghệ sản xuất hiện đại. Phương pháp này cho phép tạo ra các thiết kế tùy chỉnh từ phôi thông qua việc điều khiển máy tính. Thay vì thêm vật liệu, gia công CNC cắt vật liệu từ phôi ra thành các lát nhỏ.
Gia công CNC có thể coi như một quá trình sản xuất được thực hiện bởi robot. Điều này giúp tăng năng suất vì máy CNC có thể chạy tự động mà không cần người vận hành có mặt liên tục.
Máy phay CNC đầu tiên được phát triển năm 1952
Việc sử dụng gia công CNC giúp người thiết kế điều chỉnh bản thiết kế và cung cấp phôi vật liệu phù hợp với thiết kế. Điều này giúp người lập trình tính toán việc sử dụng phôi nguyên liệu để tránh tình trạng thiếu hoặc thừa nguyên liệu trong quá trình gia công, đảm bảo sự hoàn hảo của sản phẩm gia công.
Ngoài ra, gia công CNC còn sử dụng một số phần mềm hỗ trợ lập trình để mô phỏng quá trình gia công và đạt được chất lượng gia công tốt nhất.
Ưu và nhược điểm của gia công CNC
Mỗi phương pháp công nghệ đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Gia công CNC cũng không ngoại lệ. Dưới đây là một số ưu và nhược điểm cần lưu ý khi thực hiện gia công CNC.
Ưu điểm
Ưu điểm nổi bật của gia công CNC là tiết kiệm thời gian so với phương pháp truyền thống. Chỉ cần thiết lập chương trình cho máy CNC dựa trên thiết kế, máy sẽ tự động gia công chính xác và nhanh chóng.
Thiết kế được xây dựng hoàn chỉnh
Gia công CNC còn có lợi thế về chi phí so với phương pháp sản xuất truyền thống. Nó giảm thiểu sai số trong quá trình sản xuất và dễ dàng sản xuất hàng loạt với độ nhất quán cao.
Phương pháp này cũng cho phép linh hoạt trong thiết kế, giúp phần mềm lập trình thay đổi nhanh chóng để tạo ra các sản phẩm mới hoặc sửa chữa lỗi.
Nhược điểm
Nhược điểm đầu tiên của gia công CNC là chi phí đầu tư ban đầu khá cao. Nhiều doanh nghiệp không có nguồn tài chính để đầu tư vào công nghệ CNC. Tuy nhiên, nếu vượt qua khó khăn này, đầu tư vào gia công CNC sẽ mang lại lợi nhuận cao hơn so với sự đầu tư ban đầu. Điều này đặc biệt đúng đối với các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực gia công cơ khí.
Gia công CNC dựa trên giả định về tính không sai của máy tính. Điều này có nghĩa là người sử dụng hệ thống gia công CNC có thể bỏ qua khả năng xảy ra lỗi mà không để ý. Tuy nhiên, với sự đào tạo bài bản, tình trạng này có thể được giảm thiểu.
Cuối cùng, do phương pháp gia công CNC là phương pháp trừ, nó tạo ra chất thải và có thể có một số tác động xấu đến môi trường. Tuy nhiên, các quy trình quản lý chất thải có thể được thực hiện để đảm bảo chất thải được tái chế. Tuy vậy, vẫn lãng phí trung bình 70% chi phí vật tư phôi.
Các thuật ngữ trong gia công CNC
Dưới đây là một số thuật ngữ thường được sử dụng trong gia công CNC:
-
Gia công 2D: Phương pháp gia công trên một mặt phẳng duy nhất chỉ sử dụng các trục X và Y của máy CNC để di chuyển các công cụ cắt. Phương pháp này thích hợp cho gia công theo dạng các bề mặt phẳng.
-
Gia công 2.5D: Phương pháp gia công có thể gia công các mặt phẳng và mặt nghiêng, nhưng không thể gia công các mặt cong.
-
Gia công 3D: Phương pháp gia công có thể gia công các chi tiết có hình dạng lồi lõm và các mặt cong. Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong gia công CNC hiện nay.
-
Gia công 4D: Phương pháp gia công có trục xoay được sử dụng trong gia công các chi tiết dạng trụ. Khi thực hiện phương pháp này, cả 4 trục cần phải di chuyển cùng một lúc.
-
Gia công 5D: Phương pháp gia công có trục xoay được sử dụng trong gia công các chi tiết dạng trụ. Khi thực hiện phương pháp này, cả 5 trục cần phải di chuyển cùng một lúc. Nếu có thêm cơ cấu để máy có thể cắt chi tiết, phương pháp này được gọi là gia công 5 trục không đồng thời.
-
Máy phay CNC: Máy CNC được sử dụng để gia công các chi tiết bằng cách kẹp phôi lên bề mặt máy và sử dụng công cụ cắt để tạo hình chi tiết. Máy này có thể gia công nhiều chi tiết cùng một lúc và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
-
Máy tiện CNC: Máy CNC được sử dụng để gia công bằng cách sử dụng chuyển động cắt xoay và tinh tiến của công cụ để gia công phôi vật liệu. Máy tiện CNC cho phép gia công các chi tiết đơn giản đến phức tạp như các bề mặt ren, bề mặt tròn và các chi tiết có côn.
-
Máy mài CNC: Máy mài CNC được sử dụng để mài các công cụ cắt như dao phay và các dao cụ khác. Nó có thể hoạt động trên các bề mặt trụ, các hình dạng phức tạp của phôi vật liệu và tự động đo và điều chỉnh dao cụ trong máy.
-
Máy Router CNC: Loại máy CNC này thường được sử dụng với các vật liệu mềm do độ cứng không cao và yêu cầu cao về độ chính xác. Máy này sử dụng công nghệ tiên tiến nhất để điều khiển và tối ưu hóa chất lượng sản phẩm với độ chính xác cao, giúp tiết kiệm chi phí.
-
Máy cắt Plasma CNC: Máy cắt CNC plasma sử dụng nguồn plasma để làm nóng chảy các vật liệu kim loại và sau đó sử dụng luồng khí để thổi bay xỉ. Nó thường được sử dụng để gia công hoa văn và bản mã.
-
Máy cắt Laser CNC: Máy cắt CNC laser là loại máy gia công cao cấp nhất hiện nay, thường được sử dụng cho gia công các vật liệu kim loại mỏng như inox và thép đen. Tuy nhiên, máy cắt laser có chi phí đầu tư khá cao, vì vậy cần được xem xét kỹ trước khi quyết định đầu tư.
-
Máy cắt tia nước CNC: Máy cắt tia nước CNC sử dụng áp lực nước cao để xuyên qua các chi tiết. Thường được sử dụng để gia công các vật liệu mềm như gỗ hoặc cao su.
Một số phần mềm gia công CNC phổ biến
Có nhiều phần mềm sử dụng trong quá trình gia công CNC nhằm hỗ trợ thiết kế, mô phỏng và lập trình gia công. Dưới đây là một số phần mềm gia công CNC phổ biến:
Mastercam
Phần mềm Mastercam được sử dụng rộng rãi với tốc độ nhanh và giao diện dễ sử dụng. Nó cho phép lập trình gia công CNC từ đơn giản đến phức tạp, thực hiện lập trình CNC 5 trục và đảm bảo an toàn trong quá trình gia công.
Gia công CNC với phần mềm Mastercam
Creo
Phần mềm Creo Parametric có khả năng tích hợp dữ liệu CAD và CAM, tạo ra chương trình gia công chất lượng và nâng cao hiệu suất gia công. Tuy nhiên, phần mềm này có thể gây khó khăn cho người không quen thuộc với nó.
Phần mềm Creo Parametric
SolidCAM
Phần mềm SolidCAM cho phép mô phỏng trước quá trình gia công để đảm bảo hiệu quả gia công và khớp với thực tế. Nó cung cấp tính năng mạnh mẽ của các phần mềm CAD và có khả năng tùy chỉnh sử dụng dữ liệu. SolidCAM giúp tạo ra chương trình gia công nhanh chóng và đạt được khả năng chuẩn hóa tốt nhất.
Phần mềm SolidCAM
HyperMILL
Phần mềm HyperMILL thường được sử dụng cho lập trình gia công CNC 5 trục và nhằm phục vụ các sản phẩm đặc thù. Với HyperMILL, người dùng có thể lập trình các chi tiết phức tạp, thực hiện gia công hiệu quả và hoàn thành công việc nhanh chóng. Phần mềm cũng có thể tự động kết nối trực tiếp máy tính với máy CNC và sử dụng tính năng cắt siêu âm cho vật liệu composite.
Những phần mềm trên đã được phát triển để hỗ trợ các giai đoạn của gia công CNC.
Lưu ý khi lựa chọn gia công CNC
Có một số nguyên tắc cần lưu ý khi thực hiện gia công CNC:
Lưu ý đến vấn đề an toàn
Khi thực hiện gia công CNC, cần tuân thủ các nguyên tắc an toàn sau:
- Thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng máy CNC.
- Sử dụng thiết bị che chắn giữa máy và người vận hành.
- Tuân thủ hướng dẫn sử dụng máy và tắt máy khi không sử dụng.
- Đảm bảo phôi vật liệu được cố định một cách chắc chắn.
Lưu ý khi vận hành máy CNC
Trước khi vận hành máy CNC, cần kiểm tra các yếu tố như nguồn điện, phần mềm, nội dung gia công, dụng cụ cắt và cố định vật liệu gia công. Trong quá trình vận hành, cần chú ý đến an toàn và tránh sự cố.
Lưu ý khi chọn vật liệu gia công
Chọn vật liệu gia công cần xem xét kích thước và khối lượng của nó phù hợp với sản phẩm và máy CNC. Kiểm tra kích thước chiều cao, chiều dài và chiều rộng của vật liệu, và đảm bảo vật liệu được cố định đúng vị trí để gia công.
Kiểm tra thời gian và tốc độ gia công
Thời gian và tốc độ gia công có thể được tính toán dựa trên vật liệu phôi, kích thước phôi và nội dung chi tiết gia công.
Lựa chọn máy CNC và phụ kiện phù hợp
Chọn máy CNC và phụ kiện phù hợp với tính chất công việc gia công để đảm bảo tương thích với vật liệu và sản phẩm.
Tổng kết
Gia công CNC đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện nay và có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ gia công cơ khí, chế tạo ô tô đến hàng không vũ trụ và năng lượng điện tử.
Để thực hiện gia công CNC hiệu quả, người ta thường sử dụng các phần mềm hỗ trợ gia công như Mastercam. Phần mềm này cung cấp nhiều tính năng đa dạng từ thiết kế, lập trình đến vận hành máy CNC. Mastercam đã được nhiều người tin dùng nhờ tốc độ, chất lượng gia công và các tính năng nổi trội khác.
Chúng tôi, 3DS, đã trở thành đại lý phân phối phần mềm Mastercam từ năm 2018 và tự hào mang lại sự hài lòng cho khách hàng. Bên cạnh đó, chúng tôi còn cung cấp các trang thiết bị như máy quét 3D, máy in 3D và các giải pháp công nghệ khác để mang lại hiệu quả làm việc tối ưu nhất cho doanh nghiệp. Hãy liên hệ với chúng tôi để nhận được giải pháp công nghệ hiệu quả trong thời đại công nghệ số như hiện nay.
Bài viết liên quan:
