Le industrie in tutto il mondo producono innumerevoli prodotti per soddisfare le diverse esigenze dei consumatori. Utilizzano diversi metodi di produzione, alcuni moderni e altri convenzionali. La lavorazione e la fusione dei metalli sono diffuse nella produzione di plastica e metallo.
Nessuna di queste tecnologie è inferiore all'altra; ognuna ha i suoi ambiti di applicazione, quindi fornisce risultati eccellenti se utilizzata in modo pertinente. Come azienda, dovresti prendere in considerazione l'analisi dei pro e dei contro di ciascuna prima di utilizzarla per un particolare requisito di produzione. Ad esempio, la lavorazione del metallo è più veloce della fusione per la produzione a basso volume, ma potrebbe non eguagliare la ripetibilità della fusione.
Questo articolo confronta e contrappone in dettaglio questi metodi di produzione.
Esplorazione della lavorazione
La lavorazione è una tecnologia di produzione che comporta la rimozione del materiale in eccesso da un blocco o pezzo in lavorazione per creare la parte desiderata. I macchinisti utilizzano macchine utensili per eseguire la lavorazione in modo controllato e prevedibile.
La lavorazione avanzata è eseguita da specialisti che utilizzano macchine CNC e utensili da taglio speciali. Boda Tech utilizza specialisti e utensili da taglio avanzati per aiutare i clienti raggiungere il successo sul mercato con la lavorazione CNC.
CNC sta per controllo numerico computerizzato. Implica che il processo di lavorazione dei metalli sia controllato dal computer. Nel secolo precedente, il processo di lavorazione era manuale. Il macchinista controllava personalmente la macchina tramite manopole e leve.
Al centro di questo controllo c'è uno speciale software basato sul linguaggio G-code. In parole povere, la lavorazione CNC consente all'utente di predeterminare la posizione e la velocità e di eseguirle ripetutamente e in modo prevedibile.
Inserimento codice per lavorazioni CNC
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Esempi di metodi CNC
Dalla fusione degli utensili con i motori negli anni '1940, sono emersi diversi metodi di lavorazione CNC. I metodi di lavorazione CNC più comunemente utilizzati includono i seguenti:
tornitura CNC
Operazione di tornitura dei metalli su un tornio
La tornitura è una tecnica di lavorazione tradizionale popolare, probabilmente uno dei primi metodi di lavorazione dei metalli. Questo processo comporta il mantenimento di un pezzo su un mandrino o una piastra. Il mandrino o la piastra ruotano a una velocità specificata mentre un utensile fissato su un dispositivo rimuove il materiale dal pezzo.
Il dispositivo si collega a una slitta mobile, che può trovarsi in qualsiasi posizione. La slitta può muoversi da e verso la linea centrale e avvicinarsi o allontanarsi dal mandrino/piastra.
I macchinisti usano i torni per produrre forme concentriche sui pezzi in lavorazione. Un tornio può produrre caratteristiche come filettature, scanalature, alberi e cilindri. Contattaci per scoprire molti altri prodotti per tornitura.
Fresatura CNC
fresatura CNC
Mentre il pezzo in lavorazione per le operazioni di tornitura ruota, è stazionario per le operazioni di fresatura CNC. Invece, ruota un mandrino rotante che tiene l'utensile di fresatura. Nella configurazione più comune, un tavolo che può muoversi nelle direzioni X e Y tiene saldamente il pezzo in lavorazione tramite una morsa.
Il mandrino di una fresatrice CNC può muoversi nelle direzioni X, Y e Z. Può anche adattarsi a diversi tipologie di fresatura utensili. A differenza del tornio CNC, la fresatrice CNC può rimuovere materiale da pezzi lavorati di forma non convenzionale. Alcune caratteristiche che puoi ottenere con la fresatura CNC sono sedi per chiavette, profili e smussi.
Taglio laser CNC
Taglio laser CNC in corso
Questo metodo di lavorazione taglia e incide il materiale utilizzando un potente raggio laser controllato dal computer. È una tecnica incredibilmente precisa che produce forme intricate difficili da ottenere a mano. I settori medico, automobilistico ed elettronico sono tra i principali utilizzatori del taglio laser CNC.
Il processo di taglio laser CNC inizia con un design della forma desiderata. Il design del software CAD (computer-aided design) viene quindi convertito in linguaggio macchina e immesso nella macchina CNC.
Una volta impostata la macchina per il taglio laser CNC, il raggio laser viene focalizzato sul materiale per seguire il percorso programmato. Il raggio rimuove il materiale lungo il percorso tramite vaporizzazione o fusione. Se richiesto dall'applicazione, questo taglio può essere seguito da fasi di post-elaborazione come il trattamento superficiale e la sbavatura.
Taglio al plasma CNC
Taglio plasma CNC
Per questo metodo di lavorazione CNC, c'è una combinazione di tre elementi del plasma: velocità, energia e temperatura. Il plasma è un gas altamente ionizzato, solitamente chiamato quarto stato della materia. Riscalda istantaneamente la maggior parte dei metalli al di sopra dei loro punti di fusione, quindi è una forza di lavorazione molto efficace.
Il processo di questa tecnica di taglio inizia con la fornitura di gas inerti e ossigeno alla testa di taglio. Segue l'accensione dell'arco, creando istantaneamente elettroni e ioni liberi, che compongono il plasma. Poiché il plasma è estremamente potente e caldo a migliaia di gradi centigradi, può tagliare facilmente il metallo.
Il taglio al plasma CNC è altamente preciso ed efficiente, ed è per questo che è presente in molti settori. È ampiamente utilizzato nell'automotive, nell'edilizia e nella produzione, tra molti altri settori che utilizzano metallo lavorato.
Foratura CNC
Foratura CNC
La foratura CNC è un altro processo di lavorazione CNC dei metalli molto diffuso che segue quasi gli stessi passaggi di altre operazioni. I macchinisti lo usano per creare fori rotondi in un pezzo per bulloni e viti in progetti di assemblaggio.
In primo luogo, viene creato un progetto digitale utilizzando un software CAD. Segue la conversione di questo progetto in istruzioni per la macchina perforatrice. software CAM è popolare per la generazione dei codici richiesti per la macchina.
Quando questi codici vengono immessi nella macchina CNC, stabiliscono come procede il processo di foratura. L'operatore si assicura che la macchina abbia gli utensili giusti e quindi esegue l'operazione di lavorazione.
Taglio a getto d'acqua CNC
Taglio a getto d'acqua metodo
La tecnologia di taglio a getto d'acqua CNC comprende un flusso d'acqua ad alta pressione più abrasivi diretti sul pezzo in lavorazione. Accurata e versatile, questa tecnica di lavorazione è utilizzata per molti materiali e settori.
La pressione dell'acqua può raggiungere 90,000 psi, grazie alle potenti pompe intensificatrici integrate nella macchina. Altri componenti principali della macchina da taglio a getto d'acqua CNC sono l'ugello a getto, il sistema abrasivo, il tavolo da taglio e il software di controllo.
Pro e contro della lavorazione meccanica
| Vantaggi della lavorazione meccanica | Contro della lavorazione |
| Tolleranze strette e alta precisione | La lavorazione di forme complesse può essere costosa e richiedere molto tempo. |
| Versatile: può lavorare su un'ampia gamma di metalli e non metalli | I tempi di produzione sono più lunghi per le parti che richiedono un'elevata asportazione di materiale. |
| Con la giusta competenza, minimo spreco di materiale | Sostituzioni necessarie per gli utensili, |
| In grado di produrre una finitura superficiale superiore | Elevata competenza richiesta per la programmazione CNC e l'impostazione della macchina |
| Ripetibilità tramite il riutilizzo dei programmi CNC salvati | Il tavolo da lavoro limita le dimensioni del metallo lavorato. |
Cos'è un Casting?
La fusione dei metalli è un antico metodo di produzione dei metalli per creare il prodotto desiderato versando metallo fuso in uno stampo di forma speciale. Dopo che il metallo fuso è stato versato nello stampo, si solidifica dopo un po' di tempo.
L'applicazione più popolare del metodo di fusione nei tempi antichi era la produzione di armature e spade per i soldati. Nel tempo, la fusione dei metalli è progredita fino alla versione moderna che è più intricata e versatile. Può essere paragonata in modo competitivo nel dibattito lavorazione meccanica vs fusione.
Spada tradizionale
Boda Tech è sede di processi di fusione avanzati, in particolare di fusione sotto vuoto. L'azienda produce prototipi di alta qualità e parti in piccoli volumi. Utilizza la stampa 3D e la lavorazione CNC per creare modelli precisi.
Considera questi metodi di casting
Esistono molti metodi di fusione basati sulle dimensioni e la forma del prodotto, tra le altre considerazioni. Di seguito sono riportati alcuni dei metodi di fusione dei metalli più comuni per lavorazione meccanica vs fusione.
Fusione di sabbia
Processo di colata in sabbia
Questo è un altro metodo tradizionale di fusione dei metalli, che prevede la carica di metallo fuso in cavità formate in sabbia legata. Quando il metallo fuso si solidifica, forma la forma della cavità. Nella forma più elementare, due scatole, ciascuna con la forma di una sezione della parte desiderata.
La fusione in sabbia è versatile, in quanto è in grado di produrre parti piccole e grandi. La maggior parte dei metalli può essere utilizzata in questa tecnica. Il processo inizia con la formazione del modello, seguito dalla creazione dello stampo. Quando l'assemblaggio dello stampo è pronto, il metallo fuso viene introdotto nella cavità dello stampo.
Si lascia il tempo necessario al processo di raffreddamento prima che il getto di metallo venga estratto dallo stampo.
Die Casting
La pressofusione è una procedura di produzione complessa, molto diffusa nel settore automobilistico e in altri settori. Comporta l'alimentazione di metallo fuso in una cavità dello stampo per generare il prodotto previsto. Alluminio, zinco e altri metalli non ferrosi sono i più applicabili per servizi di pressofusione.
Le fasi generali della pressofusione sono la preparazione dello stampo, la preparazione del metallo, l'iniezione del metallo, il raffreddamento, l'espulsione e, infine, la rifinitura.
Parti pressofuse
Le due categorie principali di questo metodo di produzione dei metalli sono la pressofusione a camera calda e a camera fredda. L'alluminio e altre leghe con punti di fusione elevati sono adatte alla pressofusione a camera fredda, mentre la pressofusione a camera calda funziona meglio con metalli a basso punto di fusione come il magnesio.
Segui questa guida su I migliori metalli da fusione per la produzione: scelte e applicazioni per maggiori informazioni sui materiali.
Casting di investimento
Fusione a cera persa
Questo metodo di lavorazione del metallo vecchio di secoli è anche chiamato fusione a cera persa. I produttori di parti precise preferiscono questa tecnica di fusione, in particolare per produzioni ripetibili.
Il primo passaggio nei metodi di investimento della fusione è la formazione di un modello in cera che rappresenta la forma desiderata della parte. Un guscio di ceramica viene quindi applicato al modello e lasciato solidificare per creare uno stampo.
Quando la cera si scioglie, lascia una cavità all'interno dello stampo in ceramica. Il metallo fuso viene quindi versato nella cavità dello stampo, lasciato solidificare e recuperato rompendo lo stampo. Casting d'investimento è una tecnica ideale per parti dalla forma complessa e dalla superficie liscie.
Colata sotto vuoto
Simile al nome, la fusione sotto vuoto è un metodo di fusione dei metalli che utilizza la pressione del vuoto per espellere bolle e gas rispettivamente dal metallo fuso e dalla cavità dello stampo. Ciò avviene in una camera a vuoto con pressione fino a 100 bar.
I produttori di componenti per automobili sono noti per l'uso della fusione sotto vuoto, sebbene questo metodo sia utilizzato anche nei settori aerospaziale ed elettronico.
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Pro e contro dei metodi di casting
| Pro del casting | Contro del casting |
| forme complesse | Non efficace per parti troppo grandi |
| Economicamente vantaggioso | Difetti e porosità nelle parti |
| Molte dimensioni di prodotti | Non adatto per materiali che non possono essere fusi e solidificati |
| Versatile | Richiede tempo |
| Spreco minimo | Difficile fornire tolleranze estremamente strette |
Qual è la differenza tra fusione e lavorazione? Punti da ricordare quando si sceglie
Quando si sceglie tra lavorazione meccanica e fusione, tenere presente i seguenti punti:
Complessità del design
Per la fabbricazione di parti complesse, la fabbricazione tramite fusione di metalli è migliore di Servizi di lavorazione CNCQuesta tecnica è efficace nel produrre angoli e bordi acuti, che la lavorazione meccanica avrebbe difficoltà a produrre. Poiché il metallo viene prima fuso e poi versato nello stampo, non viene praticamente prodotta alcuna forma.
Questa argomentazione non esclude del tutto la capacità della lavorazione di produrre geometrie di parti complesse. La lavorazione CNC viene utilizzata per produrre viti, bulloni e altre parti con caratteristiche specifiche.
Precisione dimensionale
La fusione tende ad avere una precisione dimensionale inferiore rispetto alla lavorazione a causa della deformazione e del restringimento causati dall'incapacità di controllare completamente il processo di raffreddamento. Con utensili da taglio avanzati e macchine CNC, c'è un vantaggio nel lavorare parti metalliche con una maggiore precisione dimensionale.
Costo di produzione
Il costo è una considerazione fondamentale per la maggior parte dei produttori che confrontano la lavorazione con la fusione. Si potrebbe essere tentati di concludere che la lavorazione sia il processo più costoso a causa di tutte le tecnologie avanzate coinvolte. Tuttavia, è importante considerare tutti i diversi fattori e scenari che potrebbero essere in gioco.
Il materiale specifico e il volume di produzione possono far pendere il costo da una parte o dall'altra. Per volumi bassi, la lavorazione CNC può avere un vantaggio. La produzione tramite fusione è più economica in volumi di produzione elevati.
Idoneità materiale
Un altro fattore significativo è il tipo di materiale utilizzato per realizzare il prodotto. Qualsiasi metallo che può essere fuso e versato utilizzando il crogiolo può essere fuso. In questo caso si applica un lungo elenco di metalli ferrosi e non ferrosi. La fusione accoglie anche i non metalli, tra cui calcestruzzo ed epossidico.
Per quanto riguarda la versatilità, c'è un vantaggio nella lavorazione un'ampia gamma di metalli e non metalli.
È importante notare che la fusione funziona meglio con metalli specifici che sono adatti a questo metodo.
Volume di produzione
Cerchi per auto
La fusione del metallo è più veloce della lavorazione del metallo nella produzione di parti ad alto volume. Finché lo stampo è pronto, il tempo di solidificazione è più breve e anche il tempo di lavorazione è più breve.
Se il tuo progetto mira a produrre rapidamente molte parti, dovresti piuttosto usare un metodo di fusione del metallo. La lavorazione a macchina batte la fusione del metallo in termini di velocità se le parti necessarie sono solo una manciata. Questo perché non ci sono stampi da preparare nella lavorazione CNC del metallo.
Prototipazione
Se ci si trova nella fase di prototipazione della produzione, allora scegliere la lavorazione CNC rispetto alla fusione di metallo sarebbe meglio confronto tra lavorazione e fusione. Gli stampi possono essere estremamente costosi per questo esercizio, probabilmente migliaia di dollari a progetto. Inoltre, è necessario creare uno stampo diverso ogni volta che un progetto viene rifiutato.
La lavorazione CNC è più flessibile quando si tratta di cambiare un design. Tutto ciò che è richiesto è modificare il modello e il programma.
Prototipi in metallo
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Conclusione
Sia la lavorazione che la fusione sono rilevanti nell'ambiente di produzione odierno. Tuttavia, i loro pro e contro possono differire, quindi le loro preferenze e la loro idoneità in progetti diversi sono varie. Per qualcuno che cerca la migliore finitura superficiale, la lavorazione sarebbe il metodo migliore. La fusione è ideale per prodotti complessi e produzione di massa.
Contatta Boda Tech per apprendere i dettagli di lavorazione meccanica vs fusione metodi di fabbricazione. Tuttavia, se sei certo di quale tecnica si adatta alle tue esigenze, richiedi a richiedi subito il tuo preventivo.
DOMANDE FREQUENTI
Il getto è più resistente di quello lavorato?
No, il metallo fuso è generalmente più debole del metallo lavorato. I difetti interni (porosità) che si formano durante la fusione rendono il metallo fuso più debole. Le incongruenze nella microstruttura fanno sì che i metalli fusi siano più deboli dei metalli lavorati.
La lavorazione CNC è migliore della fusione?
Dipende dall'applicazione specifica e dalle preferenze dell'utente. Ci sono casi in cui il CNC è migliore e altri in cui il casting è migliore. Ad esempio, il casting è più efficace quando il volume di produzione richiesto è elevato.
Le viti sono fuse o lavorate?
Le viti sono lavorate a macchina, non fuse. Le strette tolleranze necessarie per filettature efficaci sono facili da ottenere con la lavorazione a macchina, ma non con la fusione. La fusione può introdurre debolezza attraverso porosità e altri difetti, che possono compromettere l'usabilità delle viti.