N
owoczesne procesy technologiczne oferują całkiem nowe możliwości, które można wykorzystywać podczas konwencjonalnej produkcji. Dotyczy to również obróbki CNC. Nowe rozwiązania zwiększają wydajność, precyzję wykonania, obniżają koszty operacyjne, a także są proekologiczne. Współczesna obróbka metali różni się znacząco od tej tradycyjnej, wykonywanej ręcznie przy pomocy tokarek czy frezarek. W artykule przedstawiamy najnowsze trendy w procesach produkcyjnych, które będą mieć wpływ na rozwój metod obróbki skrawaniem, takich jak np. frezowanie CNC.
Współpraca obrabiarek CNC z drukarkami 3D
Obróbka skrawaniem CNC i drukowanie 3D różnią się od siebie. Obrabiarki pracują, odcinając naddatek materiału z kształtowanych przedmiotów, natomiast drukarki 3D budują obiekty warstwa po warstwie. Najnowsze procesy technologiczne w produkcji polegają na połączeniu ich działania, np. poprzez łączenie toczenia lub frezowania CNC ze spiekaniem laserowym metalu. Łączenie pracy obu rodzajów maszyn pozwala na szybsze ukończenie projektu.
Obrabiarki CNC są precyzyjniejsze od drukarek 3D. Mogą osiągnąć tolerancje do 0,025 mm, podczas gdy drukarki tylko około 0,1 mm. Dlatego, jeśli priorytetem jest precyzja i duża powtarzalność wytwarzanych elementów warto postawić na obróbkę CNC. Jednak i tu można skorzystać z urządzeń 3D, choćby do tworzenia prototypów.
Obróbka CNC jest też metodą dużo szybszą, ale gdy konieczna jest produkcja dużej ilości elementów, można łączyć ją z wykorzystaniem drukarek 3D. Opcjonalnie można też używać drukarek do wykonania części, które następnie będą przeniesione na obrabiarkę CNC w celu wykończenia. Takie rozwiązanie zapewnia precyzję i dokładność.
Cyfrowy bliźniak (digital twin) w procesie obróbki CNC
Cyfrowy bliźniak to pojęcie wywodzące się z powstałej na początku tego stulecia koncepcji wirtualnego ekwiwalentu świata fizycznego. Może to być cyfrowy model procesu, produktu lub usługi, który umożliwia analizę danych i monitorowanie systemów. Korzysta z niego już wiele firm z sektora przemysłowego, w tym zajmujące się obróbką CNC. Pozwala on na uzyskanie lepszego poglądu na efektywność swoich maszyn i procesów. W przeciwieństwie do zwykłej symulacji bliźniaki są skalowalne i podają szczegółowe informacje o kilku złożonych procesach jednocześnie.
Jednym z trendów w procesach produkcyjnych CNC jest używanie digital twin podczas konfiguracji, co pozwala uniknąć niemiłych czasem niespodzianek. Model 3D odzwierciedla tu maszynę wraz z jej ruchami, podobnie jak przy standardowym oprogramowaniu do weryfikacji CAD/CAM. Operator ma możliwość wprowadzenia danych o konkretnych obrabiarkach CNC, a program zapewni właściwe zalecenia dotyczące prędkości, posuwu oraz narzędzi. Aby dawać najbardziej wszechstronny ogląd, cyfrowy bliźniak musi obejmować: funkcje konfiguracji, cechu komponentów, typ materiału, oprzyrządowanie i wszystko, co wchodzi w skład procesu produkcyjnego.
Tego typu procesy technologiczne dają producentom możliwość potwierdzania wykonania poszczególnych etapów przebiegu projektowania i produkcji. Dzięki czemu zyskują pewność, że produkt i proces będą się zachowywać właściwie w czasie rzeczywistym. Tworzenie cyfrowych bliźniaków dla obrabiarek CNC nie jest jeszcze zbyt popularne, ale ze względu na możliwości, jakie daje wkrótce może stać się powszechne.
Konserwacja zapobiegawcza i predykcyjna w obróbce CNC
Kolejny trend w procesach produkcyjnych CNC to odejście od reakcyjnego utrzymania ruchu maszyn. Konserwacja zapobiegawcza koncentruje się na zaplanowanych kontrolach w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa awarii, podczas gdy konserwacja predykcyjna ma na celu ostrzeganie operatorów o problemach, zanim jeszcze te wystąpią.
Sztuczna inteligencja może przyczynić się do osiągnięcia zysków w zakresie konserwacji predykcyjnej obrabiarek CNC. Utrzymanie tych urządzeń w ruchu zwiększa ich żywotność i maksymalną wydajność. Ostatnio naukowcy przy pomocy sztucznej inteligencji zmierzyli wydajność jakościową we frezarce CNC. Wykorzystali przy tym uczenie maszynowe do wykrywania sygnałów akustycznych i dopasowywania ich do wysokiej lub niskiej jakości wydajności. W ten sposób algorytmy mogą podpowiadać, kiedy wymienić jakąś część oraz ocenić stopień zużycia maszyny.
Robotyzacja procesów produkcyjnych CNC
Automatyzacja jest już powszechnym procesem technologicznym w obróbce CNC, ale wciąż zyskuje na znaczeniu. Roboty są bardzo wydajne i proste w obsłudze dla wykwalifikowanych specjalistów, dlatego coraz więcej firm zajmujących się wytwarzaniem i usługami obróbki CNC stawia na robotyzację procesów produkcyjnych. Między innymi wprowadzane do pracy są roboty, które służą do mechanicznego załadunku i rozładunku obrabiarek.
Oprócz tego roboty same mogą wykonywać obróbkę: cięcie, frezowanie czy szlifowanie. Już same zalety obrabiarek CNC są ogromne, a dodanie elementów robotyzacji do stanowisk obróbki przyczynia się jeszcze do zwiększenia wydajności pracy.
Podsumowanie
Wszystkie wymienione nowe procesy technologiczne potrzebują dla wdrożenia praktycznego przeszkolenia pracowników danej firmy. Obecnie istnieje wiele elastycznych opcji nauki obróbki, takich jak nauka online ze szkoleniem praktycznym oferowana przez wielu producentów nowoczesnych technologii.
Inwestycja w naukę i innowacyjne trendy w procesach produkcyjnych jest dobrym przygotowaniem się na przyszłość. Nawet jeśli nie wszystkie nowatorskie procesy technologiczne w produkcji zostaną wprowadzone od razu, to stanowią one nieuniknioną perspektywę jutra. Poznanie ich staje się więc koniecznością.
