Cnc¶

Samenvatting¶

CNC staat voor Computer Numerical Control en is een productietechniek waarbij computergestuurde machines onderdelen met een zeer hoge nauwkeurigheid bewerken. Binnen Jongia worden CNC-machines gebruikt voor het vervaardigen van onderdelen zoals flenzen, assen, lagerhuizen, impellers en andere componenten van menginstallaties.

Door CNC-technologie kunnen complexe onderdelen met een hoge maatnauwkeurigheid en een uitstekende oppervlaktekwaliteit worden geproduceerd. Dit is essentieel voor componenten die moeten voldoen aan strenge eisen op het gebied van passing, uitlijning, hygiëne en betrouwbaarheid.

Voor een engineer of werkvoorbereider is kennis van CNC belangrijk, omdat het ontwerp direct invloed heeft op de maakbaarheid, productiekosten en kwaliteit van een onderdeel.

Theorie¶

Wat is CNC?¶

Bij CNC-besturing worden de bewegingen van een machine volledig aangestuurd door een computerprogramma.

In plaats van handmatig te draaien aan hendels of handwielen, voert de machine automatisch nauwkeurige bewegingen uit op basis van een digitaal programma.

Hierdoor kunnen onderdelen steeds opnieuw met dezelfde nauwkeurigheid worden geproduceerd.

Van CAD naar CNC¶

Het productieproces begint meestal met een 3D CAD-model.

Vervolgens wordt:

het onderdeel ontworpen in CAD;
het model omgezet naar een CAM-programma;
een CNC-programma (G-code) gegenereerd;
het werkstuk opgespannen;
de machine het onderdeel bewerkt.

Door deze digitale workflow kunnen fouten worden beperkt en is de productie goed reproduceerbaar.

Soorten CNC-machines¶

Binnen de machinebouw worden verschillende soorten CNC-machines gebruikt.

Veel voorkomende machines zijn:

CNC-draaibanken;
CNC-freesmachines;
vijfassige bewerkingscentra;
CNC-boormachines;
CNC-zaagmachines.

Iedere machine is geschikt voor een specifiek type bewerking.

CNC Draaien¶

Bij CNC-draaien draait het werkstuk rond.

Het gereedschap beweegt langs het draaiende materiaal.

Deze techniek wordt gebruikt voor onderdelen zoals:

assen;
lagerzittingen;
bussen;
adapters;
koppelingen.

Ronde onderdelen kunnen hiermee zeer nauwkeurig worden geproduceerd.

CNC Frezen¶

Bij CNC-frezen draait het gereedschap terwijl het werkstuk stilstaat.

Met frezen kunnen complexe vormen worden gemaakt, zoals:

flenzen;
impellers;
sleuven;
spiebanen;
bevestigingsvlakken.

Door meerdere assen tegelijk aan te sturen kunnen zeer complexe geometrieën worden geproduceerd.

Gereedschappen¶

Afhankelijk van de bewerking worden verschillende gereedschappen gebruikt.

Bijvoorbeeld:

vlakfrezen;
vingerfrezen;
boren;
ruimers;
draadsnijders;
draaibeitels.

De keuze van het gereedschap hangt af van het materiaal en de gewenste oppervlaktekwaliteit.

Materialen¶

Binnen Jongia worden CNC-machines gebruikt voor uiteenlopende materialen.

Onder andere:

RVS 304;
RVS 316L;
Duplex;
Super Duplex;
Hastelloy;
titanium;
koolstofstaal.

Iedere materiaalsoort vraagt een eigen bewerkingsstrategie en gereedschapskeuze.

Toleranties¶

Veel onderdelen moeten zeer nauwkeurig worden geproduceerd.

Belangrijke toleranties hebben betrekking op:

diameter;
vlakheid;
haaksheid;
rondloop;
concentriciteit;
passing.

Bij onderdelen zoals mechanical seals en lagers zijn deze toleranties van groot belang.

Oppervlaktekwaliteit¶

Na het verspanen kan een onderdeel verschillende oppervlaktebehandelingen krijgen.

Bijvoorbeeld:

slijpen;
polijsten;
elektropolijsten;
beitsen;
passiveren.

Voor hygiënische toepassingen worden vaak lage Ra-waarden voorgeschreven.

Kwaliteitscontrole¶

Na de bewerking worden onderdelen gecontroleerd.

Veel gebruikte meetmiddelen zijn:

schuifmaat;
micrometer;
hoogtemeter;
meetklok;
CMM (Coordinate Measuring Machine).

Hiermee wordt gecontroleerd of het onderdeel voldoet aan de tekening.

Praktijk bij Jongia¶

Binnen Jongia vormt CNC-verspaning een belangrijk onderdeel van het productieproces. Componenten zoals assen, flenzen, lagerhuizen en impellers worden op moderne CNC-machines geproduceerd op basis van technische tekeningen en 3D-modellen.

Tijdens de voorbereiding bepalen engineers en werkvoorbereiders hoe een onderdeel het meest efficiënt kan worden geproduceerd. Daarbij wordt rekening gehouden met materiaalsoort, opspanning, gereedschapskeuze, toleranties en de volgorde van de bewerkingen.

Na iedere productiestap worden kritische afmetingen gecontroleerd. Voor onderdelen die deel uitmaken van de aandrijflijn of een afdichtingssysteem zijn nauwkeurige toleranties essentieel om een betrouwbare werking van de uiteindelijke menginstallatie te garanderen.

Veelgemaakte fouten¶

Denken dat CNC-machines volledig zelfstandig werken. De kwaliteit van het eindproduct hangt af van een goed ontwerp, een correct CAM-programma, de juiste opspanning en ervaren operators.
Geen rekening houden met maakbaarheid tijdens het ontwerpen. Kleine ontwerpkeuzes kunnen grote invloed hebben op productietijd en kosten.
Toleranties onnodig streng maken. Strakkere toleranties verhogen vaak de bewerkings- en meetkosten zonder functioneel voordeel.
De invloed van het materiaal onderschatten. Materialen zoals Duplex, Hastelloy en titanium vragen andere gereedschappen en bewerkingsparameters dan standaard staal of RVS.
Meten alleen aan het einde van het proces. Tussentijdse kwaliteitscontroles voorkomen dat fouten pas worden ontdekt wanneer een onderdeel volledig is afgewerkt.