Tóm lại, đó là CNC quay, nhưng điều đó không thực sự nắm bắt được những gì nó đã thay đổi. Phần anh ấy cho tôi xem - hóa ra là dành cho thiết bị y tế. Một số thành phần dụng cụ phẫu thuật. Dung sai rất chặt chẽ, như ± 0,0005 inch. Trên máy tiện thủ công, bạn cần một thợ máy thực sự có tay nghề cao và có thể cứ năm bộ phận thì có một bộ phận là phế liệu. Máy CNC? Không có phế liệu vào ngày hôm đó. Guy nói với tôi rằng họ sẽ bán 500 sản phẩm trong tuần đó mà không có một lời từ chối nào.
Tôi đã nghiên cứu về lĩnh vực sản xuất được khoảng 15 năm và tiện CNC là một trong những công nghệ đã biến đổi hoàn toàn một ngành công nghiệp nhưng bằng cách nào đó vẫn vô hình trừ khi bạn thực sự chế tạo ra mọi thứ.
Sự cố máy tiện thủ công (Tại sao điều này lại quan trọng)
Hãy quay lại một chút. Máy tiện truyền thống đã có từ - Tôi không biết, Ai Cập cổ đại hay gì đó? Chắc chắn là hàng thế kỷ. Khái niệm cơ bản không bao giờ thay đổi: bạn quay bộ phận, giữ dụng cụ cắt dựa vào nó, định hình nó bằng cách loại bỏ vật liệu. Đơn giản.
Vấn đề là, máy tiện thủ công đòi hỏi kỹ năng nghiêm túc. Tôi đã quan sát một thợ máy bậc thầy tại một trường thương mại ở Cleveland - đây là năm 2017, có lẽ - dành 45 phút để dạy học sinh cách xử lý một bộ phận. Chỉ cần làm cho phần cuối bằng phẳng. Bốn mươi{7}}năm phút cho một việc nghe có vẻ tầm thường. Cần có sự phối hợp tay{9}}mắt, cảm nhận về tài liệu, biết khi nào công cụ trở nên nhàm chán - bạn không thể dạy điều đó trong lớp học. Phải mất nhiều năm.
Và thậm chí sau đó, sự nhất quán là khó khăn. Cùng một thợ máy, cùng một thiết lập, các bộ phận sẽ thay đổi đôi chút theo từng đợt. Có thể trong khả năng chịu đựng, có thể không. Một anh chàng ở cửa hàng Milwaukee nói với tôi rằng anh ta đã làm việc với máy tiện thủ công trong 20 năm trước khi họ đưa máy CNC vào. "Có ngày mọi thứ đều hoạt động tốt, các bộ phận đều hoàn hảo. Những ngày khác, tôi phải vật lộn với máy suốt cả ca mà cuối cùng vẫn còn phế liệu. Không bao giờ tôi có thể hiểu tại sao."
CNC thực sự làm gì (Phần máy tính)
Điều khiển số máy tính CNC -. Về cơ bản, bạn lập trình tọa độ và đường cắt vào máy tính, máy sẽ tuân theo chúng một cách chính xác. Mọi lúc. Không có sự thay đổi, không có ngày nghỉ, không "Tôi ngủ không ngon giấc nên các bộ phận của tôi hơi khác so với thông số kỹ thuật."
Bộ phận tiện đặc biệt đề cập đến các thao tác trên máy tiện-. Các phần quay, dụng cụ cắt di chuyển theo các đường dẫn đã được lập trình để tạo ra hình dạng bạn muốn. Trái ngược với phay CNC trong đó dụng cụ quay và bộ phận đứng yên. Động vật hoàn toàn khác nhau mặc dù mọi người nhầm lẫn chúng.
Tôi nhớ đã nói chuyện với một lập trình viên tại Haas open house - Dallas, tôi nghĩ là năm 2018 hoặc 2019 -, người đã nói rằng bước đột phá không thực sự nằm ở phần cứng. Phần cứng khá đơn giản. "Điều kỳ diệu nằm ở hệ thống điều khiển và ngôn ngữ lập trình. Mã G-trông có vẻ đơn giản nhưng hãy thử xử lý ngay phần phức tạp ngay từ đầu? Đó là một nghệ thuật."
Tình huống lập trình (Lộn xộn hơn bạn nghĩ)
Nói về lập trình -, điều này trở nên lộn xộn theo những cách mà mọi người không mong đợi. Có các bộ điều khiển khác nhau, các gói phần mềm khác nhau, các bộ xử lý hậu kỳ khác nhau. Fanuc, Siemens, Haas, Mazak - đều có những đặc điểm riêng.
Mã G-là ngôn ngữ tiêu chuẩn. Về lý thuyết. Trong thực tế, mỗi máy diễn giải một số lệnh hơi khác nhau. Tôi đã quan sát một kỹ sư tại một nhà sản xuất theo hợp đồng ở Michigan - điều này có lẽ đã dành 2020 - hai giờ để tìm hiểu lý do tại sao một bộ phận lại bị lệch 0,003 inch. Hóa ra Mazak của họ diễn giải một lệnh mã G-cụ thể khác với máy Haas của họ. Cùng một chương trình, kết quả khác nhau.
Ông nói: “Đây là lý do tại sao chúng tôi tính phí rất cao cho việc thiết lập. "Mỗi phần mới đều là một câu đố. Ngay cả khi bạn đã từng chạy những phần tương tự trước đây."
Hiện nay hầu hết các cửa hàng đều sử dụng phần mềm CAM - Máy tính hỗ trợ sản xuất. Bạn vẽ chi tiết bằng CAD, CAM tạo đường chạy dao và mã G{2}}. Nghe có vẻ tự động nhưng không phải vậy. Vẫn cần có kiến thức nghiêm túc về tốc độ cắt, tốc độ tiến dao, lựa chọn dao, khả năng giữ phôi. Tôi đã thấy những lập trình viên có 30 năm kinh nghiệm vẫn đang học những thủ thuật mới.
Vật liệu quan trọng hơn mọi người nhận ra
Vật liệu bạn đang xoay sẽ thay đổi mọi thứ. Các vết cắt bằng nhôm như bơ - mềm, dễ sử dụng dụng cụ, tốc độ trục chính nhanh. Thép đòi hỏi tốc độ và nguồn cấp dữ liệu khác nhau. Thép không gỉ bám vào, muốn gia công cứng lại. Titan? Hãy quên nó đi. Vật liệu đắt tiền, dụng cụ đắt tiền, tốc độ chậm, tạo ra sức nóng khủng khiếp.
Đã ở một nhà cung cấp hàng không vũ trụ ở Connecticut - có lẽ 2016 - đang xem họ chế tạo các bộ phận của thiết bị hạ cánh bằng titan. Các miếng chèn cacbua mà họ sử dụng có giá khoảng 40 USD mỗi miếng và có thể tồn tại được 30 bộ phận trước khi cần thay thế. Người quản lý hoạt động nói với tôi: “Đôi khi chúng tôi chi tiêu nhiều hơn cho công cụ hơn là cho nguyên liệu thô”.
Vật liệu cứng cũng gây áp lực cho máy theo cách khác nhau. Một máy tiện CNC để bàn giá rẻ có thể xử lý nhôm cả ngày. Hãy thử chạy thép cứng và bạn sẽ nghe thấy mọi thứ bắt đầu phàn nàn. Vòng bi mòn nhanh hơn, vít bi bị lỏng, độ chính xác định vị giảm.
Một cửa hàng mà tôi đã ghé thăm ở Texas - cửa hàng làm việc nhỏ, hoạt động gia đình - có hai chiếc máy tiện CNC trông-giống hệt nhau. "Tại sao lại là hai?" Tôi hỏi. Chủ nhân cười nói. "Cái này dành cho nhôm và nhựa. Cái kia dành cho thép và những thứ cứng hơn. Nếu tôi chạy vật liệu cứng trên máy nhôm, nó sẽ không chịu được dung sai trong vòng sáu tháng. Tôi đã học được điều đó một cách tốn kém."
Dung sai (Điều mà không ai bên ngoài ngành sản xuất nghĩ tới)
Dung sai là nơi tiện CNC thực sự tỏa sáng. Hầu hết gia công thủ công đều nhằm mục đích ±0,005 inch hoặc ±0,010 inch. Khá tốt cho các thao tác bằng tay. Máy tiện CNC hiện đại thường xuyên giữ ±0,0005 inch, một số có thể làm được ±0,0001 inch trong điều kiện thích hợp.
Điều đó nghe có vẻ như độ chính xác vô nghĩa nhưng nó có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Bộ phận ô tô - bộ phận động cơ, trục truyền động - cần có dung sai chặt chẽ để hoạt động bình thường. Thiết bị y tế còn hơn thế nữa. Tôi đã nói chuyện với một anh chàng chế tạo bộ phận cấy ghép phẫu thuật, người này nói rằng dung sai của họ đôi khi lên tới 1/10 - 0.0001 inch. "Ở mức đó, nhiệt độ trong xưởng rất quan trọng. Sự giãn nở của vật liệu do nhiệt có thể khiến bạn mất đi thông số kỹ thuật."
Hàng không vũ trụ là tồi tệ nhất. Hoặc tốt nhất, tùy theo quan điểm. Đến thăm một nhà thầu quốc phòng bên ngoài Seattle - không thể nói cái nào, NDA và tất cả những thứ đó - và họ đang gia công các bộ phận cho động cơ phản lực. Sự khoan dung thật nực cười. Giống như ± 0,00005 inch trên một số tính năng nhất định. Người thợ máy cho tôi xem báo cáo kiểm tra. Hai mươi{9}}bảy kích thước được đo trên một bộ phận, tất cả đều phải nằm trong khoảng vài phần mười{10}}nghìn.
"Làm thế nào để bạn đo lường chính xác điều đó?" Tôi hỏi. Anh ấy chỉ vào phòng kiểm tra-điều hòa được kiểm soát. "Nhiệt độ được kiểm soát đến ±1 độ F, tấm bề mặt đá granit, máy quét laser. Thiết bị kiểm tra có giá cao hơn máy CNC."
Lựa chọn công cụ (Sự phức tạp bí mật)
Dụng cụ cắt là thế giới phức tạp của riêng chúng. Hạt dao cacbua, dụng cụ gốm, CBN (nitrit boron khối), kim cương. Hình học khác nhau, lớp phủ, máy cắt chip. Mọi vật liệu và hoạt động đều cần dụng cụ cụ thể.
Tôi đã dành một ngày tại trung tâm kỹ thuật Sandvik Coromant - đây là ở Ohio, có lẽ là 2015 - và họ có khoảng 50.000 tùy chọn chèn khác nhau. Năm mươi nghìn. Kỹ sư ứng dụng đã chỉ cho tôi cách thay đổi hình học hạt dao với số lượng rất nhỏ ảnh hưởng đến sự hình thành phoi, lực cắt, độ bóng bề mặt, tuổi thọ dụng cụ.
Ông nói: "Hầu hết các cửa hàng có thể sử dụng 10-15 phụ kiện khác nhau cho 90% công việc của họ". "Nhưng 10% - cuối cùng là những vật liệu kỳ lạ, dung sai chặt chẽ, hình học khó - đó là lúc việc hiểu biết về công cụ của bạn rất quan trọng."
Chi phí cũng rất khác nhau. Các hạt dao cacbua cơ bản có thể có giá từ 8-10 USD mỗi hạt. Miếng đệm được phủ lạ mắt dành cho vật liệu không gỉ hoặc vật liệu lạ? $40-50. Mảnh dao CBN cho thép cứng? $200+. Và chúng bị hao mòn. Một phần chi phí ẩn của tiện CNC mà mọi người không nghĩ tới.
Dụng cụ trực tiếp (Nơi tiện gặp phay)
Máy tiện CNC hiện đại thường có các công cụ được hỗ trợ bởi "công cụ trực tiếp" - có thể phay, khoan, chạm trong khi bộ phận vẫn còn trong máy tiện. Làm mờ ranh giới giữa trung tâm tiện và phay.
Nhìn thấy điều này tại một cửa hàng ở Minnesota chế tạo thân van thủy lực. Các bộ phận phức tạp, nhiều lỗ chéo, lỗ ren, phay phẳng trên thân hình trụ. Được sử dụng để yêu cầu nhiều thiết lập - bật máy tiện, di chuyển sang máy phay, có thể quay lại máy tiện. Giờ đây, họ thực hiện mọi việc chỉ trong một lần thiết lập tại một trung tâm-máy nghiền tiện.
Giám đốc sản xuất nói với tôi: “Thời gian thiết lập giảm 60%”. "Và độ chính xác được cải thiện vì chúng tôi không di chuyển chi tiết giữa các máy. Mỗi lần bạn gia công lại một chi tiết, bạn sẽ gây ra lỗi tiềm ẩn."
Tuy nhiên, việc lập trình trở nên phức tạp hơn. Bây giờ bạn đang phối hợp xoay, định vị dao, xoay dao trực tiếp, làm mát - rất nhiều biến. Một lập trình viên mà tôi đã nói chuyện tại một hội nghị ở Chicago cho biết việc học công cụ trực tiếp ban đầu đã tăng gấp đôi thời gian lập trình của anh ấy. "Có lẽ phải mất hai năm tôi mới cảm thấy thoải mái với nó. Bây giờ tôi không thể tưởng tượng được việc quay trở lại."
Máy tiện kiểu Thụy Sĩ-(Người anh họ kỳ lạ)
Máy tiện kiểu Thụy Sĩ-là một loại máy hoàn toàn khác. Ban đầu được phát triển cho ngành chế tạo đồng hồ Thụy Sĩ - do đó có tên - chúng được thiết kế cho các bộ phận dài, mảnh có thể bị lệch trên máy tiện thông thường.
Bộ phận được dẫn hướng qua ống lót dẫn hướng gần dụng cụ cắt. Công cụ chỉ nhìn thấy khoảng một phần tư{1}}inch chiều dài bộ phận tại một thời điểm, phần còn lại được hỗ trợ. Cho phép bạn xoay các phần thực sự dài và mỏng mà không gặp vấn đề về độ lệch.
Đến thăm một nhà sản xuất thiết bị y tế ở California - khu vực Thung lũng Silicon -, nơi vận hành các máy của Thụy Sĩ chế tạo các bộ phận phẫu thuật cực nhỏ. Các bộ phận có thể có đường kính 2mm, dài 50mm. Thép không gỉ. Dung sai tính bằng phần mười. Thợ máy chính giải thích: “Hãy thử điều đó trên một máy tiện thông thường và bộ phận bị uốn cong, tiếng kêu sẽ làm hỏng lớp hoàn thiện bề mặt của bạn, không có gì có thể chấp nhận được”.
Tuy nhiên, máy Thụy Sĩ đắt tiền. Cấp đầu vào có thể là $100k, cấp cao-có thể là $500k trở lên. Và họ rất khó tính. Yêu cầu căn chỉnh thực sự chính xác, các công cụ nhỏ dễ phá vỡ, lập trình phức tạp.
Một chủ cửa hàng ở Minnesota nói với tôi: "Chúng tôi mua một chiếc máy tiện Thụy Sĩ với suy nghĩ rằng nó sẽ giải quyết được tất cả-các vấn đề về bộ phận nhỏ của chúng tôi. Chúng tôi đã mất chín tháng để có được những bộ phận luôn tốt từ nó. Gần như đã từ bỏ và bán nó đi." Cuối cùng họ đã tìm ra nó, giờ nó hoạt động 24/7. Nhưng đường cong học tập dốc.
Tự động hóa (Nơi này đang hướng tới)
Tự động hóa là nỗi ám ảnh hiện nay. Máy cấp phôi tự động nạp nguyên liệu thô. Cánh tay robot tải phôi và dỡ các bộ phận đã hoàn thiện. Một số cửa hàng tắt đèn-các máy sản xuất - hoạt động suốt đêm mà không có ai ở đó.
Tôi đã đến thăm một nhà sản xuất dây buộc ở Indiana - nơi này có thể là 2021 - đang chạy 20 máy tiện CNC với hai người vận hành theo ca. Phần còn lại đã được tự động hóa. Máy cấp phôi tiếp tục cung cấp máy móc, các bộ phận được thả vào thùng, băng tải di chuyển vật liệu xung quanh. Người quản lý nhà máy cho biết: “Chúng tôi từng vận hành những máy này với một người vận hành trên hai máy. "Bây giờ là một nhà điều hành trên mười người và chúng tôi đang tiến tới một người trên mười lăm."
Tuy nhiên, việc đầu tư là nghiêm túc. Một máy cấp phôi tốt có thể có giá $20k-40k. Tế bào robot có thể có giá 100k-250k USD tùy theo độ phức tạp. Chỉ có ý nghĩa nếu bạn đang chạy khối lượng lớn.
Các cửa hàng nhỏ hơn đấu tranh với điều này. Nói chuyện với một chủ cửa hàng việc làm ở Pennsylvania, người này nói: "Chúng tôi có thể tạo ra 50-500 sản phẩm mỗi lần. Thời gian thiết lập giết chết chúng tôi nhưng khối lượng không đủ cao để biện minh cho việc tự động hóa. Chúng tôi bị mắc kẹt ở mức trung bình này."
Kiểm soát chất lượng (Vấn đề kiểm tra)
Kiểm soát chất lượng là vấn đề mà rất nhiều cửa hàng gặp khó khăn, ngay cả với CNC. Chỉ vì một chương trình đang chạy không có nghĩa là các bộ phận đều có thông số kỹ thuật. Dụng cụ bị mòn, máy móc bị trôi, vật liệu khác nhau.
Hầu hết các cửa hàng đều thực hiện-kiểm tra phần đầu tiên, lấy mẫu ngẫu nhiên trong quá trình vận hành, kiểm tra lần cuối. Nhưng vẫn còn tranh cãi về việc bao nhiêu là đủ. Tôi đã xem một cuộc tranh luận tại một hội nghị sản xuất ở Detroit - 2019 Tôi nghĩ - giữa người quản lý chất lượng và người quản lý sản xuất.
Anh chàng chất lượng: “Chúng tôi cần đo lường từng bộ phận.”
Người sản xuất: "Điều đó làm tăng gấp đôi chi phí lao động của chúng tôi. Máy CNC có thể lặp lại được."
Anh chàng chất lượng: “Cho đến khi không còn nữa. Sau đó chúng tôi gửi những bộ phận xấu và mất khách hàng.”
Không có câu trả lời dễ dàng. Tùy từng bộ phận, khách hàng, hậu quả sai sót. Y tế và hàng không vũ trụ? Đo lường mọi thứ. Cổ phần thương mại-thấp? Kiểm tra mẫu có lẽ ổn.
Việc đo lường-trong quá trình sẽ giúp ích. Đầu dò dao kiểm tra kích thước trong quá trình gia công, tự động bù nếu mọi thứ bị lệch. Chi phí trả trước nhưng có thể ngăn ngừa phế liệu.
Điều Không Ai Nói Với Bạn (Thử thách tiềm ẩn)
Có những thách thức với việc tiện CNC mà không được đưa vào tài liệu quảng cáo tiếp thị.
Sự gãy dụng cụ có thể làm giảm năng suất. Cacbua giòn - đánh nhầm và vỡ ra. Lúc này bộ phận của bạn đã bị hỏng, có thể máy bị hỏng, mất thời gian trong khi bạn thay dụng cụ và khởi động lại. Một cửa hàng mà tôi ghé thăm ở Georgia có một bức tường đáng xấu hổ - chụp những dụng cụ bị hỏng và các bộ phận bị hư hỏng. “Nhắc nhở những sai lầm đắt giá”, chủ quán nói.
Việc sơ tán chip quan trọng hơn bạn nghĩ. Cắt kim loại tạo ra rất nhiều chip. Nếu phoi không được làm sạch đúng cách, chúng có thể làm xước bề mặt hoàn thiện, làm kẹt dụng cụ, thậm chí gây ra sự cố. Tôi đã từng thấy máy dừng do tổ phoi tích tụ và chặn dòng nước làm mát.
Bản thân chất làm mát là một thứ hoàn chỉnh. Chất làm mát lũ lụt truyền thống hoạt động nhưng gây ra tình trạng lộn xộn, cần lọc, tốn tiền xử lý. Chất làm mát áp suất cao-thông qua trục xoay dụng cụ hoạt động tốt hơn đối với các lỗ sâu nhưng yêu cầu dụng cụ đặc biệt. Một số cửa hàng sử dụng chất làm mát phun sương hoặc thậm chí cắt khô. Mỗi cách tiếp cận đều có sự đánh đổi.
Sau đó là tình hình phần mềm. Các thế hệ bộ điều khiển khác nhau sử dụng các phương pháp lập trình khác nhau. Các cửa hàng có máy cũ hơn có thể có chương trình trên đĩa mềm hoặc ổ cứng cổ. Tôi đã ghé thăm một cửa hàng vẫn sử dụng PC từ cuối những năm 90 để chạy bộ điều khiển Fanuc của họ. “Nếu chiếc máy tính này chết, chúng ta sẽ gặp rắc rối”, lập trình viên thừa nhận. "Các phần của mã có thể sẽ không được chuyển sang các hệ thống hiện đại một cách rõ ràng."
Khoảng cách về kỹ năng (Mọi người đều phàn nàn)
Tình trạng thiếu lao động có tay nghề là có thật và ngày càng trầm trọng hơn. Mỗi chủ cửa hàng tôi nói chuyện đều đề cập đến nó. Không tìm được lập trình viên hoặc thợ máy CNC có kinh nghiệm. Thế hệ già nghỉ hưu, người trẻ không biết sản xuất tồn tại như một nghề
Đang học tại trường cao đẳng kỹ thuật ở Wisconsin - 2020 hoặc 2021 - đang nói chuyện với giám đốc chương trình gia công. Ông cho biết họ có nhiều cơ hội việc làm từ các công ty địa phương hơn là số sinh viên tốt nghiệp có thể lấp đầy chúng. "Các công ty đang tuyệt vọng. Mức lương khởi điểm cho thợ máy CNC ở đây là 25-30 USD/giờ, đôi khi còn cao hơn. Vẫn không thể tuyển đủ người."
Một phần của vấn đề là nhận thức. Gia công CNC yêu cầu kỹ năng thực sự về lập trình -, lựa chọn dụng cụ, xử lý sự cố, đo lường - nhưng mọi người vẫn cho rằng việc sản xuất là một kỹ năng-kém và kém. Không phải vậy. Người vận hành CNC hiện đại cần đọc bản thiết kế, hiểu hình học, làm việc với máy tính và giải quyết vấn đề. Đó là công việc kỹ thuật.
Một số cửa hàng đang đào tạo lại từ đầu. Thuê những người không có kinh nghiệm, đưa họ tham gia-các chương trình đào tạo nội bộ. Cần có thời gian nhưng ít nhất bạn cũng có được những người tìm hiểu các quy trình cụ thể của bạn.
Chuyện này sẽ đi tới đâu tiếp theo (Có lẽ vậy)
AI và học máy hiện đang là những từ thông dụng. Các hệ thống tự động tối ưu hóa các thông số cắt, dự đoán độ mòn của dụng cụ, điều chỉnh bước tiến và tốc độ một cách nhanh chóng. Một số trong đó hoạt động, một số được cường điệu hóa quá mức.
Đã đến thăm một công ty trưng bày triển lãm thương mại - gia công "AI{0}}hỗ trợ" ở Chicago, 2022 - và thành thật mà nói, các bản demo của họ rất ấn tượng. Hệ thống đã học được các thông số cắt tối ưu cho các vật liệu và hình dạng khác nhau. Nhưng khi tôi hỏi về việc triển khai tại cửa hàng thực tế thì anh chàng bán hàng lại tỏ ra mơ hồ. "Chúng tôi đang làm việc để làm cho nó dễ tiếp cận hơn."
Dịch: việc thiết lập rất tốn kém và phức tạp. Có lẽ trong 10 năm nữa thứ này sẽ trở thành tiêu chuẩn. Hiện tại, nó chủ yếu được bán ở các cửa hàng cao cấp với ngân sách phù hợp.
Sản xuất bồi đắp - 3D in kim loại - tiếp tục được coi là sự thay thế cho CNC. Không mua nó. Chất phụ gia có vị trí dành cho các hình dạng phức tạp và khối lượng thấp, nhưng dành cho các bộ phận tròn đơn giản về khối lượng? Tiện CNC nhanh hơn và rẻ hơn. Một kỹ sư hàng không vũ trụ nói với tôi: "Chúng tôi sử dụng chất phụ gia cho những hình dạng bất khả thi. Mọi thứ khác vẫn là CNC. Chất phụ gia là sự tăng cường, không phải sự thay thế."
Gia công chính xác nano là một lĩnh vực khác. Các bộ phận được đo bằng micron, dung sai tính bằng-micromet một chữ số. Thiết bị bán dẫn, thiết bị y tế, quang học chính xác. Yêu cầu máy móc chuyên dụng, môi trường được kiểm soát, chuyên môn nghiêm túc. Thị trường ngách nhưng đang phát triển.
Tại sao điều này thực sự quan trọng
Tiện CNC là cơ sở hạ tầng vô hình. Hầu hết mọi sản phẩm được sản xuất đều có các bộ phận ở đâu đó trong chuỗi cung ứng của nó. Ô tô, máy bay, thiết bị y tế, thiết bị điện tử tiêu dùng, máy móc công nghiệp - đều phụ thuộc vào các bộ phận tiện-có độ chính xác.
Trong thời gian chuỗi cung ứng bị gián đoạn do COVID, mọi người bất ngờ nhận thấy. "Đợi đã, chúng ta không thể lấy được những bộ phận này à?" Đúng, bởi vì các xưởng sản xuất máy móc khiến họ phải đóng cửa, hoặc không có được nguyên liệu thô, hoặc mất công nhân.
Có thể có 10.000-15.000 cửa hàng máy móc ở Hoa Kỳ thực hiện công việc CNC. Nghe thì có vẻ nhiều nhưng rất nhiều trong số đó là những hoạt động nhỏ - từ 5 đến 10 người. Nếu có điều gì đó phá vỡ hệ sinh thái đó, rất nhiều thứ sẽ ngừng hoạt động.
Đã nói chuyện với người quản lý chuỗi cung ứng tại một công ty ô tô lớn, - không thể nói đó là công ty nào, NDA -, người cho biết họ có hàng trăm cửa hàng máy móc trong chuỗi cung ứng của mình sản xuất nhiều bộ phận quay khác nhau. "Mọi người nghĩ về các nhà cung cấp lớn - Cấp 1 chế tạo mô-đun và lắp ráp. Nhưng có hàng nghìn cửa hàng nhỏ sản xuất các bộ phận riêng lẻ. Đó là nơi dễ bị tổn thương."
Bản thân công nghệ ngày càng tốt hơn. Máy móc chính xác hơn, đáng tin cậy hơn, nhanh hơn. Phần mềm phức tạp hơn. Nhưng về cơ bản, chúng tôi vẫn đang loại bỏ vật liệu bằng các công cụ sắc bén để tạo ra các hình dạng chính xác. Nguyên lý tương tự như máy tiện Ai Cập cổ đại, chỉ với máy tính bây giờ.
Quay lại cửa hàng Milwaukee đó. Trước khi tôi rời đi, người chủ đã cho tôi xem một bộ phận họ đã chế tạo vào những năm 1980 trên một chiếc máy tiện thủ công mà - đã giữ nó để so sánh. So với phần tương tự được thực hiện trên máy CNC mới của họ. Bề mặt hoàn thiện tốt hơn trên máy CNC. Kích thước phù hợp hơn. Thời gian chu kỳ chỉ bằng một phần nhỏ so với trước đây.
Ông nói: “Công nghệ này đã tự hoàn vốn sau hai năm. "Khoản đầu tư tốt nhất mà chúng tôi từng thực hiện. Chỉ ước gì chúng tôi thực hiện nó sớm hơn."
Có ý nghĩa với tôi.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm
Các ấn phẩm thương mại như Cửa hàng máy hiện đại và Kỹ thuật dụng cụ cắt đề cập đến việc tiện CNC thường xuyên. Tốt để theo kịp công nghệ và kỹ thuật mới.
Các nhà sản xuất máy móc - Haas, Mazak, DMG Mori, Okuma - có tài liệu kỹ thuật và tài liệu đào tạo. Một số tổ chức các buổi mở cửa nơi bạn có thể nhìn thấy máy móc đang hoạt động. Đáng tham dự nếu bạn ở gần một.
Các nhà sản xuất công cụ như Sandvik Coromant, Kennametal, Iscar có nguồn tài nguyên kỹ thuật chuyên sâu trên trang web của họ. Hướng dẫn ứng dụng, công cụ tính tốc độ và nguồn cấp dữ liệu, mẹo khắc phục sự cố. Hữu ích hơn bạn mong đợi.
NIST (Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia) công bố nghiên cứu sản xuất. Mang tính học thuật nhưng đôi khi hữu ích để hiểu về đo lường chính xác và động lực học của máy công cụ.
Đã có những cuộc trò chuyện hữu ích trong nhiều năm với các thợ máy, lập trình viên và chủ cửa hàng tại nhiều triển lãm thương mại khác nhau - IMTS ở Chicago, WESTEC ở California, EASTEC ở Massachusetts. Hầu hết những thông tin mang tính thông tin đều đến từ việc đi lại trên sàn và nói chuyện với những người thực sự đang làm việc chứ không phải từ những bài thuyết trình chính thức.
Dữ liệu và ví dụ hiện hành tính đến năm 2023-2024. Quá trình sản xuất diễn ra đủ nhanh để các con số và công nghệ cụ thể cần được xác minh. Đừng chỉ trích dẫn ai đó trên internet - hãy ghé thăm các cửa hàng thực tế nếu bạn có thể.
Ồ, còn một điều nữa - nếu bạn đang xem xét sản xuất chính xác, có lẽ bạn cũng nên kiểm tra máy khoan EDM. Quy trình hoàn toàn khác (phóng điện thay vì cắt), nhưng giải quyết được các vấn đề mà tiện CNC không thể làm được. Vật liệu cứng, các khoang phức tạp, những thứ mà bạn không thể đặt dụng cụ cắt vào đó. Cửa hàng hàng không vũ trụ Connecticut mà tôi đã đề cập? Một nửa các bộ phận phức tạp của chúng đã trải qua EDM sau khi tiện. Đáng để hiểu nếu bạn nghiêm túc về công việc chính xác.
Lưu ý phụ - đối với các vật liệu cứng hoặc công việc phức tạp, hãy xem EDM mỏ chìm. Công nghệ khác nhau (gia công phóng điện) nhưng kết hợp tốt với tiện. Thấy nó được sử dụng để làm khuôn ở Ohio. Đáng để biết về.
Lưu ý phụ là - gần đây đang xem xét EDM giếng mỏ, đặc biệt dành cho chế tạo khuôn chính xác và các ứng dụng khoang phức tạp. Quy trình hoàn toàn khác với tiện CNC, nhưng thú vị là cách chế tạo chính xác xuất hiện ở mọi nơi. Đã viết về nó ở đây nếu bạn tò mò về cách EDM đang thay đổi hoạt động sản xuất thiết bị điện tử:edm chìm. Chủ đề tương tự về cơ sở hạ tầng vô hình mà hầu hết mọi người không nghĩ tới.