Le macchine CNC contemporanee si concentrano sulla riduzione al minimo dell'intervento umano il più possibile. Ciò garantisce prestazioni costanti e continue, che facilitano la produzione intelligente e offrono risultati eccellenti.
Tuttavia, le operazioni di lavorazione CNC richiedono un'attenta considerazione dalla progettazione iniziale alla produzione finale. L'intero processo funziona in tre diverse fasi:
Questo è il primo passaggio in cui i risultati finali sono file di progettazione in formato CAD, CAM e CAE. Ingegneri e progettisti utilizzano pacchetti CAD/CAM che li assistono nella creazione del progetto complessivo della parte e del prodotto, che viene quindi analizzato per la loro producibilità. Questa analisi, a volte chiamata DFM (Design for Manufacturing), è un processo integrale in quanto garantisce i massimi vantaggi al minor costo complessivo, soddisfacendo al contempo i limiti della tecnologia disponibile.
Nella maggior parte dei casi, gli strumenti CAD disponibili sul mercato sono dotati di uno strumento CAM interno, che facilita la pre-elaborazione e la programmazione, che è il passaggio successivo nel processo CNC.
Il metodo principale per comunicare con una macchina CNC è tramite codici G o codici M. I pacchetti CAM generano questi codici che sono fondamentalmente la mappa di navigazione per l'utensile da taglio nelle macchine CNC.
Nella maggior parte dei casi, i macchinisti CNC non dovranno intervenire nelle operazioni o nella pre-elaborazione se il progetto è conforme agli standard DFM. In caso contrario, potrebbe rendersi necessario qualche intervento per garantire prestazioni eccellenti.
Questo è un passaggio generale che è comune in qualsiasi operazione di lavorazione CNC. Quanto tempo è necessario per la pre-elaborazione è determinato dalla qualità complessiva del processo di progettazione. La programmazione dei codici G o dei codici M richiede solo pochi minuti.
Tuttavia, dipendono dal design. Se il progetto complessivo è conforme alle convenzioni necessarie per DFM, i codici sarebbero corretti e fornirebbero risultati accettabili. Al contrario, i difetti nella progettazione porterebbero a codici imperfetti che darebbero naturalmente risultati inaccettabili.
La fase finale è l'effettivo processo di lavorazione, che utilizza i codici forniti dal passaggio precedente per rimuovere il materiale in eccesso da un blocco.
Generalmente le macchine utensili di precisione sono estremamente importanti ma non riescono a riprodurre esattamente le stesse dimensioni del modello CAD. Ecco perché i macchinisti usano generalmente tolleranze, che sono diverse a seconda delle esigenze del settore. La regola empirica generale afferma che tolleranze precise comporteranno costi più elevati per l'unità di produzione.
La lavorazione CNC è uno di quei processi di produzione che non sono vincolati da un settore o un'applicazione specifici. Oggi queste macchine sono utilizzate quasi ovunque in una capacità o nell'altra. Tuttavia, i seguenti settori possono sfruttare al meglio ciò che offre la lavorazione CNC:
Il processo di lavorazione CNC ha i suoi pro e contro. In generale, la maggior parte dei vantaggi e degli svantaggi non sono specifici del settore. Tuttavia, alcune qualità possono avere un effetto maggiore su una determinata applicazione a causa dei requisiti complessivi di costi, qualità e tempo.
Ecco i principali vantaggi che offre la lavorazione CNC:
Vantaggi | Svantaggi |
Preciso e di alta precisione: la lavorazione CNC consente un controllo preciso dell'utensile da taglio, ottenendo parti con tolleranze ristrette e un'eccellente ripetibilità. | Elevati costi iniziali: le macchine a controllo numerico sono piuttosto costose. Inoltre, ne esistono di molti tipi e la maggior parte delle loro operazioni non sono intercambiabili. Rendendo così i requisiti patrimoniali significativi per le piccole e medie imprese. |
Produzione rapida: le macchine CNC possono funzionare a velocità elevate, consentendo una produzione più rapida dei pezzi. | Necessità di operatori addestrati: a differenza delle macchine tradizionali, gli operatori CNC richiedono una formazione significativa prima di poter iniziare a lavorare. Il che significa che sono più richiesti e hanno requisiti salariali più elevati. |
Capacità migliorata: la lavorazione CNC garantisce una qualità costante, eccellente per un prodotto di consumo o per la produzione di grandi volumi. | Aumento dello spreco di materiale in alcuni casi: sebbene efficienti, alcune operazioni CNC possono sprecare più materiale rispetto al processo manuale. Tuttavia, la precisione, la ripetibilità e l'efficienza che offrono possono controbilanciare questo svantaggio in molti casi. |
Design complesso: le macchine CNC possono essere programmate per produrre un'ampia varietà di parti. Dalle forme semplici a quelle complesse, tutto è possibile con le giuste considerazioni progettuali e l'approccio alla lavorazione. | |
Coerenza e basso errore umano: la lavorazione CNC garantisce una qualità costante, eccellente per un prodotto di consumo o per la produzione di grandi volumi. | |
Economicità: la lavorazione CNC può essere conveniente per grandi cicli di produzione. I cicli di produzione più grandi utilizzano le economie di scala per ridurre il costo complessivo per pezzo, che è esattamente ciò che l'industria richiede. | |
Maggiore sicurezza: le macchine CNC sono significativamente più sicure delle loro controparti manuali. Generalmente, gli operatori controllano la macchina da un'altra stanza, che li protegge da schegge, calore ed esposizione ad altre minacce. | |
Requisiti di manutenzione ridotti: poiché la maggior parte dei processi è automatica, sono ottimizzati per funzionare in modo coerente senza alcun intervento. Abbassando così i requisiti generali di manutenzione. |