Jak dzisiaj produkuje się o...

Patrząc na współczesny przemysł, oczywiste jest, że podstawą jego istnienia są obrabiarki sterowane numerycznie. Obrabiarki CNC używane są wszędzie, gdzie wymagana jest jakakolwiek obróbka, a wymagana jest ona praktycznie w każdej produkcji przemysłowej. Jednak w pierwszej kolejności trzeba wyprodukować taką maszynę. Jak się to robi w XXI wieku?

Historia przemysłowej produkcji obrabiarek sterowanych numerycznie jest stosunkowo krótka, ponieważ związana jest z wynalezieniem i rozwojem technologi komputerowych. Co prawda sama obróbka, różnego rodzaju narzędzia i maszyny do obróbki towarzyszą człowiekowi od starożytności. Jednak dopiero nowoczesne maszyny sterowanie numerycznie pozwoliły na precyzyjną i szybką obróbkę różnego rodzaju elementów na skalę przemysłową, w tym na zautomatyzowaną produkcję samych obrabiarek.

Epoka obrabiarek sterowanych numerycznie rozpoczęła się w 1949 roku, kiedy na zlecenie Amerykańskich Sił Powietrznych wyprodukowano pierwszą obrabiarkę numeryczną, pokazaną publicznie w 1952 roku. Od tego czasu nastąpił olbrzymi postęp technologiczny dotyczący zarówno samych obrabiarek CNC, jak i sposobu ich produkcji. Dzisiaj wszystkie profesjonalne obrabiarki produkowane są przy zastosowaniu nowoczesnych technologi projektowych i przy użyciu obrabiarek CNC, na których wykonywane są nie tylko ruchome elementy maszyny, ale również obrabiane są całe korpusy urządzeń.

Projektowanie maszyn – analiza elementów skończonych

Zanim jednak profesjonalna obrabiarka CNC zostanie wyprodukowana, musi zostać zaprojektowana. Nowoczesne obrabiarki projektowane są w zaawansowanych programach CAD/CAM z zastosowaniem metody analizy elementów skończonych. Jest to jedna z najlepszych inżynierskich metod komputerowej analizy poszczególnych elementów, jako układów zamkniętych w postaci geometrycznej symulacji wielowymiarowej.

Za sprawą tej metody każdy element maszyny przechodzi gruntowną analizę obejmującą symulację wszystkich możliwych sił i czynników działających na dany element, takich jak np. naprężenia, przeciążenia, czy temperatury. Wyniki analiz pozwalają inżynierom na dopracowanie elementu w taki sposób, by jego konstrukcja była jak najbardziej optymalna pod względem wydajności, precyzji i odporności na działania wszystkich uwzględnionych w analizie sił i czynników.

Konstrukcja obrabiarki CNC i materiał

Korpusy obrabiarek CNC używanych do produkcji przemysłowej powinny być elementem monolitowym – czyli jednoelementową całością. Taki korpus produkowany jest metodą odlewniczą. Tylko takie rozwiązanie gwarantuje odpowiednią sztywność konstrukcji, wysoką geometrię i precyzję, a także umożliwia jej długotrwałe funkcjonowanie. Istnieją również korpusy spawane, nieco tańsze i dużo lżejsze, jednak mające tendencję do występowania drgań.

Do najlepszych materiałów, z których robi się odlewy korpusów do maszyn CNC, należy żelazo Meehanite. Jest to specjalnie opracowany i opatentowany stop żelaza, produkowany w ściśle określony sposób. Dzięki temu otrzymujemy żelazo niezwykle trwałe, odporne na ciepło, korozję i zużycie, o wysokim współczynniku tolerancji.

Produkcja maszyn CNC jest dzisiaj procesem o wiele prostszym i trwa krócej niż kiedykolwiek wcześniej. Zastosowanie przy produkcji profesjonalnych obrabiarek nowoczesnych technologi komputerowych, odpowiednich materiałów oraz samych obrabiarek CNC, pozwala na produkcję wysokiej jakości urządzeń na skalę przemysłową. Dzięki temu obrabiarki CNC są coraz bardziej wydajne, precyzyjne i trwałe. A także podobnie jak wszystko produkowane na skalę przemysłową, są również coraz tańsze i szerzej dostępne.