Lavorazione simultanea a 5 assi: 3+2 VS. 5 assi continui per efficienza, precisione e costi ottimali

Lavorazione simultanea a 5 assi è il più avanzato nella gestione di contorni complessi; tuttavia, non è riuscito a trovare accettazione a causa dell'aumento dei costi e della complessità della pianificazione del processo. Oggi, la maggior parte delle aziende manifatturiere esistenti si trova ad affrontare la sfida di scegliere tra il metodo di lavorazione efficiente della lavorazione a 5 assi e la lavorazione economicamente sostenibile utilizzando la lavorazione indicizzata 3+2 . Tutto ciò normalmente si traduce in un utilizzo inefficace della velocità della macchina inferiore al 30% o nel prodotto che non soddisfa lo standard di precisione.

La questione di fondo è la complessità delle specifiche in opposizione a un modello decisionale basato su parametri. I metodi convenzionali del processo decisionale non considerano importanti fattori dinamici come le curve di coppia reali e le mappe di precisione termica. Il nostro sistema risolve questo problema utilizzando un database proprietario con oltre 2000 componenti complessi con l'obiettivo di sviluppare un modello decisionale con metriche per garantire un'esatta correlazione tra capacità e un particolare insieme di requisiti e costi in uno scenario di produzione.

Lavorazione simultanea a 5 assi: guida di riferimento rapido

Affronteremo l'attuale enorme variazione di costo tra Microfusione a 5 assi e produzione. Le nostre innovazioni non richiederanno più congetture, quindi prenderemo in considerazione anche i vostri componenti e i vostri processi per determinare quale sarà la soluzione migliore per voi per garantire che siamo in grado di fornire ciò di cui avete bisogno: precisione e produttività, ma non sprechi.

Perché fidarsi di questa guida? Esperienza pratica da parte di esperti di produzione LS

Oggi su Internet esistono migliaia di testi sull'argomento Lavorazione CNC a 5 assi . Il fatto è che questo particolare articolo è uno dei pochi testi compilati da individui che sono stati coinvolti in questa particolare attività, al contrario di individui che ne erano a conoscenza. La nostra conoscenza, per quanto raffinata con l'esperienza, deve essere estratta da lui.

Questi si basano su oltre 50.000 cicli di produzione riusciti di componenti complessi. Forniamo giranti per l'industria aerospaziale, che necessita di un movimento preciso e continuo dell'utensile da taglio, e forniamo involucri per dispositivi medici la cui finitura superficiale deve essere perfetta. Tutto questo è stato un mezzo per raggiungere un fine, un processo per sviluppare le nostre capacità in ogni aspetto, dalla correzione della deriva termica all’utilizzo degli strumenti PCD.

Ai fini della nostra garanzia di procedure e metodi, garantiremo, con enfasi, che le nostre procedure e metodi soddisfino gli standard del nostro settore accettati da fonti credibili come Società americana di controllo della produzione e delle scorte (APICS) , e TWI globale , con riguardo all'eccellenza aziendale e alla competenza tecnica. La nostra passione ed esperienza con gli standard di produzione e l'esperienza nella vita reale, come sopra, contribuiscono notevolmente a garantire che i consigli che cerchi su questo sito siano corretti e quindi utili come guida per aiutarti ad avere successo.

Figura 1: Avanzato Processo di lavorazione a 5 assi eseguito con precisione da LS Manufacturing

In che modo la lavorazione simultanea a 5 assi ridefinisce l'efficienza nella produzione di componenti complessi?

La lavorazione simultanea a 5 assi trascende i limiti in quanto può realizzare il Produzione di pezzi complessi a 5 assi in un'unica impostazione. Tuttavia, il suo vantaggio principale non deriva dalla capacità di eseguire la lavorazione su più assi contemporaneamente, ma dalla capacità di affrontare le inefficienze sistemiche e la mancanza di precisione nel processo a più fasi.

• Eliminazione dell'errore indotto dall'impostazione: sebbene il problema dell'errore si concentri fondamentalmente sull'errore accumulato nel processo di fissaggio, il processo di finitura del blisk deve essere completato attraverso un processo di lavorazione simultanea a 5 assi nel tentativo di lavorare tutte le superfici del blisk in un unico processo di bloccaggio, quindi non si verificano errori nell'allineamento del blisk durante il processo di lavorazione, poiché i contorni devono essere accurati in una determinata tolleranza di 0,025 mm .
• Ottimizzazione dell'impegno dinamico dell'utensile: la vera ottimizzazione dell'efficienza consiste nel mantenere le condizioni di taglio ideali. Programmiamo il vettore dell'utensile per mantenere impegnato il diametro effettivo della fresa, evitando uno scarso contatto della punta. Questa tecnica stabilizza le forze di taglio, migliora la finitura superficiale direttamente sulla macchina e aumenta la durata dell'utensile, riducendo così contemporaneamente i tempi di lavorazione e i costi per pezzo.
• Minimizzazione del movimento non di taglio: si può osservare un'inefficienza nei tagli d'aria, dove diversi tagli comprendono gran parte della lunghezza totale del percorso in parti con molte caratteristiche e pareti troppo corte. La programmazione CAM proprietaria è coinvolta in una drastica riduzione delle rapide e delle riproduzioni attraverso il calcolo di un percorso ottimale in un unico passaggio, riducendo i movimenti non di taglio come rapide e riproduzioni, che possono essere ridotti altrettanto
• Garantire la stabilità sotto carico: l'approccio fondamentale per superare questa sfida è garantire un'elevata precisione nei movimenti complessi e dinamici. Prima della lavorazione vengono effettuate simulazioni per modellare la cinematica della macchina e il carico durante il processo di taglio per superare tali difficoltà. Ciò garantisce che il movimento ad alta velocità fornisca la precisione desiderata, rendendo il guadagno di efficienza reale e affidabile per la produzione di parti complesse .

Il white paper fornirà una guida strategica che garantirà l'esecuzione corretta della lavorazione simultanea a 5 assi . Il nostro vantaggio competitivo è incentrato sull'attenzione all'integrazione tecnica tra strategia di programmazione, fisica degli utensili e dinamica della macchina, nel nostro tentativo di fornire continuamente le migliori prestazioni in termini di velocità, qualità e costi per quanto riguarda l'uso di macchinari avanzati.

Quali sono le differenze di precisione tra la lavorazione a 3+2 e a 5 assi?

La scelta tra Lavorazione 3+2 vs lavorazione continua a 5 assi ha un impatto significativo sulla precisione ottenibile di componenti complessi . Questo confronto di precisione è radicato nelle differenze fondamentali nei principi di controllo del movimento . Questo documento fornisce un'analisi basata sui dati per guidare il processo di selezione, andando oltre le specifiche teoriche verso risultati prestazionali misurabili.

Con attenzione, è necessario seguire la strategia ottimale, iniziando con un esame del tipo di geometria più comune esistente nella parte: l'indicizzazione 3+2 per parti prismatiche multifaccia e sottolineando il concetto di integrità dell'impostazione e le superfici 3D che continuo a 5 assi per evitare la perdita di precisione che la configurazione multiforme comporta. La strategia complessiva dipende dalle misure di prestazione descritte dalle linee guida per il controllo del movimento .

Come selezionare scientificamente la modalità di lavorazione a 5 assi in base alle caratteristiche geometriche del pezzo?

Selezionando il strategia ottimale a 5 assi è una sfida fondamentale nella produzione ad alto valore. Scelte arbitrarie o dettate da regole empiriche portano a una significativa inefficienza o a una precisione inadeguata. La soluzione sta in una metodologia sistematica su come scegliere la lavorazione a 5 assi , spostando la decisione dall'intuizione all'analisi quantificabile delle caratteristiche geometriche del pezzo. Questo processo di selezione scientifica correla direttamente la geometria alla modalità di lavorazione più efficace ed economica:

Classificare la geometria: il passaggio fondamentale

La prima fase di questo processo prevede l'analisi dell'oggetto e l'analisi dei guasti. Innanzitutto è necessario distinguere tra geometria planare discreta, come nelle aree angolate degli inserti di stampo, e oggetti di forma complessa, come nei profili alari dei blisk. Ciò, ovviamente, è fattibile solo in un normale progetto mediante analisi della curvatura mediante CAD, progettazione assistita da computer.

Quantificare con una matrice decisionale

L'ambiguità viene risolta con riferimento all'utilizzo di una matrice di selezione quantificata. Per i componenti del prodotto in cui il pr le caratteristiche ismatiche sono predominanti, Lavorazione indicizzata 3+2 è adottato. Il metodo di stabilità dell'asse bloccato di questa lavorazione garantisce un'elevata precisione volumetrica nella lavorazione di fresatura planare; pertanto, la progettazione ottimale del tempo di ciclo si traduce direttamente nel raggiungimento degli obiettivi di 15 minuti per ciascun pezzo.

Obbligo di movimento continuo per veri contorni 3D

Con le superfici non prismatiche dominanti confermate, la lavorazione continua a 5 assi diventa un imperativo. Il principio fisico che sostiene l'imperativo per la lavorazione continua a 5 assi è che per un impegno e un controllo ottimali del vettore di taglio sulla superficie scolpita, l'interpolazione simultanea degli assi è l'unica opzione disponibile. Questo è per a finitura superficiale di una determinata specifica, ad esempio Ra 0,4 µm .

Sfruttare il software per la raccomandazione oggettiva

Per mantenere il più possibile l'obiettività del processo ed eliminare qualsiasi desiderio o preferenza personale riguardo a ciò che il project manager e l'ingegnere di produzione vorrebbero rispetto a ciò che sono in grado di realizzare, viene utilizzato un software di analisi per CAM e curvatura per determinare oggettivamente le aree della geometria del componente che richiederebbero l'uso dell'inclinazione al di sopra di una certa soglia. Questo software consiglierà oggettivamente aree di complessità geometrica che richiederebbero determinate soluzioni.

Questa metodologia fornisce un quadro diretto e attuabile per come scegliere la lavorazione a 5 assi . Il vantaggio offerto da questo processo rispetto a tutti gli altri processi, che hanno una logica soggettiva, implica una logica oggettiva, che è guidata dalla geometria, eliminando ogni ipotesi, lasciando solo un albero decisionale attraverso il quale i produttori devono prendere decisioni riguardanti la corrispondenza della capacità della tecnologia con le specifiche richieste dalla parte, garantendo così un costo di produzione ottimale.

Figura 2: Un'operazione di taglio a 5 assi su una macchina Mikron di LS Manufacturing

Quali vantaggi esclusivi in ​​termini di costi offre la lavorazione di posizionamento 3+2 nella produzione di massa?

Mentre lavorazione continua a 5 assi offre una flessibilità senza pari, la lavorazione 3+2 fornisce vantaggi economici decisivi nella produzione in serie. La sua idoneità per la produzione in lotti di volumi elevati deriva da semplificazioni tecniche intrinseche che si traducono direttamente in costi operativi inferiori. Questa analisi quantifica il vantaggio in termini di costi , presentando una chiara motivazione per la sua implementazione strategica.

In una situazione in cui i componenti sono dominati da caratteristiche prismatiche, utilizzando Lavorazione 3+2 eseguire la produzione in lotti sarebbe l'ideale poiché questa tecnologia trae il suo vantaggio in termini di costi semplificando la logica di controllo a 2,5D , consentendo tagli più stabili per ottenere la massima durata dell'utensile e lavorazione a velocità di avanzamento più elevate. Un metodo basato sui dati per prendere decisioni sulla selezione della tecnologia suggerirebbe inoltre che l’efficacia e la stabilità che la lavorazione 3+2 ha da offrire ridurrebbero i costi.

Come è possibile ottenere una precisione micrometrica e un controllo della stabilità nella lavorazione continua a 5 assi?

Raggiungere una precisione a livello di micron diventa difficile nella lavorazione continua a 5 assi a causa del potenziale ostacolo causato dall'effetto di dinamiche, derive ed errori. La difficoltà quindi può sorgere dall'implementazione del processo che fornisce un processo a circuito chiuso per la realizzazione del feedback e delle previsioni per tutti i processi collegati al controllo di stabilità . Il processo prevede le seguenti implementazioni:

Creazione di una base hardware con feedback diretto

Il primo passo da compiere per soddisfare i criteri del bando di concorso è l'implementazione delle scale di vetro negli assi lineari delle macchine. Il feedback della posizione degli assi con una risoluzione fino a 0,0001 mm sarebbe disponibile per l'utilizzo nel sistema CNC previa installazione delle scale di vetro negli assi della macchina e darebbe origine a un sistema completo a circuito chiuso .

Compensazione attiva della deriva termica

Le macchine utensili sviluppano naturalmente calore che, se non monitorato, potrebbe provocare livelli di distorsione così estremi da minacciare del tutto la negazione della precisione. Contro questo, utilizziamo una serie di sensori di temperatura in situ che seguono i punti chiave della struttura, ad es modifica dei dati per compensare in tempo reale regolando gli assi contro la deriva termica attraverso un algoritmo. È quindi possibile in questo schema compensativo attivo mantenere la deriva entro un intervallo ristretto, ad esempio entro ±0,005 mm .

Calibrazione per la precisione cinematica dinamica

Anche se è vero che è preciso nella sua condizione fissa, sicuramente non è abbastanza sofisticato nel suo movimento complicato. Per questo, eseguiamo la calibrazione della precisione volumetrica utilizzando un laser tracker per stabilire una mappa degli errori nello spazio per la sua intera area operativa. Questa mappa completa degli errori viene quindi caricata nella macchina CNC. Durante la lavorazione continua a 5 assi , il controller utilizza questi dati per pre-correggere dinamicamente il percorso utensile, compensando le imprecisioni cinematiche inerenti in tempo reale.

Convalida della stabilità con le metriche di controllo del processo

Prove e risultati verificano le capacità. Per dimostrarlo su una base statistica di controllo del processo, le dimensioni delle parti critiche vengono misurate a intervalli regolari. Questa è la nostra garanzia che il processo di controllo della stabilità viene raggiunto, ad esempio, un ciclo di lavorazione di 72 ore per una girante aerospaziale ha una dimensione di mantenimento di 0,015 mm e una capacità di processo superiore a 1,67 .

Questo documento descrive in dettaglio il sistema tecnico multistrato richiesto per la precisione a livello di micron nella lavorazione continua a 5 assi . Basandosi sulla capacità di sfruttare la potenza della metrologia e dell'analisi statistica per la verifica, la metodologia applicata in questo studio è in grado di tradurre la teoria della macchina in realtà.

Figura 3: configurazioni dell'asse principale sia per indicizzato che per simultaneo Operazioni a 5 assi di LS Manufacturing

Come è possibile quantificare l'efficienza della lavorazione a 5 assi per valutare il ROI?

Sebbene sia stato dimostrato che le macchine ad alte prestazioni possono offrire determinati vantaggi, è difficile determinare il ritorno di questo investimento in termini finanziari. Diventa difficile determinare il rendimento di un investimento in termini finanziari attraverso i metodi tradizionali di analisi degli investimenti e determinazione del rendimento. Questo documento fornisce una metodologia strutturata e basata sui dati per la valutazione del ROI , andando oltre i vantaggi teorici per modellare risparmi tangibili in termini di attrezzature, manodopera e produttività totale. Il modello affronta le seguenti aree chiave:

1. Quantificazione della riduzione del tempo di ciclo e dei guadagni di produttività: la leva principale per l'efficienza a 5 assi è la drastica riduzione del tempo senza valore aggiunto. Viene eseguita l'analisi del processo e viene determinata la riduzione nell'eliminazione dell'impostazione secondaria. Ad esempio, in un settore aerodinamico, un'ottimizzazione da 3+2 a 5 assi continui ha ridotto il tempo complessivo di movimentazione e configurazione del 65% e influisce sulla produttività del sistema, che è la base per il ritorno sull'investimento.
2. Modellazione dei risparmi derivanti dalla semplificazione di fissaggi e fissaggi: abbiamo considerato una delle regioni più critiche ma meno enfatizzate in termini di risparmio per l'area di riduzione dei fissaggi nella nostra analisi degli investimenti per fare un confronto tra l'impatto della complessità e il numero di dispositivi specializzati utilizzati. Ad esempio, nel campo delle pale delle turbine, si è passati dalla riduzione al modo in cui un apparecchio specializzato potrebbe essere un Macchina a 5 assi che offre un risparmio del 15% nella programmazione relativa ad utensili e attrezzature.
3. Calcolo dell'impatto su scarti, rilavorazioni e costi di qualità: l'impatto della perdita di precisione durante la lavorazione in un unico setup ha un effetto sostanziale sull'attuale costo della qualità. Nel caso di studio in questione è stato preso in considerazione il valore degli scarti e della rilavorazione. La riduzione dell'errore di manipolazione e di impostazione direttamente dovuta alla lavorazione a 5 assi ha comportato una diminuzione del 40% del difetto di resa del primo passaggio per un dato caso relativo all'impianto medico. Ciò costituisce di per sé una buona base per il miglioramento del flusso di valore.
4. Esecuzione di un confronto olistico del costo totale di proprietà (TCO): questo quadro fornisce una solida metodologia per la valutazione del ROI dell'efficienza a 5 assi , modificando la speculazione con un modello quantificabile di tutti i fattori di costo, dal tempo di ciclo e dagli strumenti alla qualità e al rendimento, consentendo un'analisi degli investimenti sicura e basata sui dati per le decisioni sui beni strumentali nella produzione di alto valore .

In questo modo, fornisce un approccio affidabile per implementare la valutazione del ROI Efficienza a 5 assi . Di fatto, sostituisce le congetture consentendo la creazione di un modello di tutti i driver di costo, dalla qualità alla velocità, attraverso il quale si può arrivare a decisioni definitive e basate sui dati riguardo all’analisi degli investimenti in beni strumentali nella produzione ad alto valore .

Qual è l'equilibrio tra precisione e costo della lavorazione a 5 assi?

Per ottenere la precisione richiesta a 5 assi , esiste un bilancio dei costi non lineare, che aumenta esponenzialmente quando la precisione raggiunge lo zero. Sulla base dei dati raccolti, l'aumento dei costi per andare oltre la precisione di ± 0,02 mm fino alla precisione di ± 0,01 mm è dell'80% e l'obiettivo è determinare la tolleranza economica o la tolleranza giusta, che garantirà la funzione del compito del componente piuttosto che sprecare buoni soldi dopo le pessime specifiche. Ciò si ottiene impegnandosi in:

Definizione delle tolleranze funzionali ed estetiche

Il tipo di requisiti di tolleranza viene quindi classificato. Negli accoppiamenti critici e nelle superfici aerodinamiche è necessario ottenere un livello elevato Precisione a 5 assi , ma per le superfici non critiche sono previste ampie tolleranze. Inoltre, le superfici cosmetiche sono dove Non esiste alcun requisito specificato. Attraverso metodi funzionali di verifica in relazione al tipo di verifica, si può concludere che nei metodi funzionali non vi è alcuna sovraspecificazione e, come tale, è necessario aggiungere costi laddove conta in relazione alla fornitura di uno scenario di soluzioni di accuratezza economica .

Quantificare il costo esponenziale della precisione

Questa curva di costo viene rappresentata graficamente utilizzando i dati di progetti precedenti. Non si tratta di un processo lineare ma piuttosto, per ogni passo in cui aumenta la precisione, aumenta la ripartizione dei costi tra le alternative: macchine più costose a kit più complessi, cicli più lunghi a metrologia più avanzata. Ad esempio, tracciare una tolleranza di ±0,01 mm può comportare cicli più lunghi del 300% rispetto a tracciare una tolleranza di ±0,05 mm , che è un'informazione cruciale quando si considera un test di bilancio dei costi .

Implementazione di una strategia di produzione a più livelli

Nella nostra organizzazione utilizziamo il sistema multilivello. I componenti sono classificati in base al livello di tolleranza che deve esserci su tali componenti. Nel caso in cui vi sia una forte richiesta di precisione, il processo viene eseguito utilizzando macchine speciali per la stabilità termica. Questa strategia ottimizza l’efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE) e impedisce che i costi elevati dell’ultraprecisione vengano applicati a tutto il lavoro, preservando l’ equilibrio dei costi .

Convalida con misurazione e controllo in-process

Per completare la nostra conclusione, includiamo anche il controllo statistico del processo o il sondaggio in-process. Ciò garantisce che la macchina abbia la capacità di funzionare al livello di precisione economica per cui è impostata. Inoltre, gli impedisce di raggiungere un livello di accuratezza più elevato in termini di precisione o livelli per cui deve pagare.

Questo rapporto presenta un metodo per determinare la verità economica e realizzare un bilancio ottimale dei costi per la precisione a 5 assi attraverso la visione competitiva, che è un processo basato sui dati che va dall'analisi funzionale e dalla modellazione fino alla produzione e al controllo e garantisce che ogni micron di precisione abbia un ritorno in termini di vantaggi per i componenti.

Quali sono alcuni fattori nascosti spesso trascurati nella struttura dei costi della lavorazione a 5 assi?

Nel considerare il Costo di lavorazione a 5 assi , si verifica una rigorosa sottostima finanziaria quando si considera solo l'investimento di capitale iniziale. Esistono fattori vitali, spesso trascurati e nascosti , che vanno dagli strumenti specializzati fino alla manutenzione sofisticata, che determinano il reale costo totale di proprietà. Il documento presenta un modo strutturato per effettuare una corretta valutazione del ciclo di vita , che va oltre il prezzo di acquisto per modellare l’intero impegno finanziario. Il processo prenderà in considerazione quanto segue:

• Contabilità di utensili specializzati e bloccaggio pezzi: Normalmente, gli strumenti a 3 assi potrebbero non essere sufficienti. Le forze dinamiche e le posizioni nella lavorazione a 5 assi richiedono utensili più bilanciati e la loro estensione. Il suo prezzo potrebbe essere il doppio. Per la sfida di cui sopra, consideriamo e forniamo l'intero set di utensili necessari nella lavorazione a 5 assi.
• Tenere conto della manutenzione avanzata e della calibrazione: ciò richiede un elevato standard di manutenzione in termini di precisione. Il mantenimento delle calibrazioni e la verifica del volume dell'interferometro laser, stimato tra i 30.000 e i 50.000 dollari all'anno, non può in alcun modo essere compromesso dalla microaccuratezza. I contratti di manutenzione e ricalibrazione non causeranno ripartizioni non programmate del budget nel nostro modello.
• Budget per manodopera qualificata e formazione specializzata: per il centro di lavoro a 5 assi , sarebbe necessario un insieme di competenze più elevate quando si lavora con esso. Terremo inoltre in considerazione il costo attribuibile al 40% di programmatore CAM 5 assi qualificato e il costo di formazione per tale centro di lavoro. Includerebbe anche i costi di avviamento in relazione al costo delle risorse umane qualificate per tale centro di lavoro in relazione al costo della vita utile di tale macchina.
• Modellazione del consumo energetico e dei requisiti della struttura: le macchine a 5 assi richiedono più potenza. Questo vale per tavole rotanti più veloci o per un raffreddamento complicato. Gli audit energetici fanno parte della nostra valutazione del ciclo di vita . Prende in considerazione anche i miglioramenti negli edifici esistenti, che potrebbero comportare una migliore distribuzione dell'energia o fondazioni speciali. Si tratta di fattori cruciali, ma invisibili, che hanno un grande impatto.

Questo quadro fornisce una metodologia per una valutazione completa del ciclo di vita dei costi di lavorazione a 5 assi . Consente un'analisi finanziaria realistica identificando e quantificando sistematicamente i principali fattori nascosti , dagli strumenti e la calibrazione alla manodopera qualificata e ai servizi pubblici, garantendo che le decisioni di investimento siano basate sul costo totale, non solo sul prezzo di acquisto.

Figura 4: Esplorazione degli assi di movimento di base all'interno dei sistemi di lavorazione a 5 assi di LS Manufacturing

Divisione aerospaziale di LS Manufacturing: progetto di ottimizzazione del processo di lavorazione a 5 assi di pale di turbine per motori

La precisione e la qualità coinvolte nella produzione legata all'industria aeronautica sono particolarmente elevate quando si tratta dei componenti principali dei rotori. Al contrario, il problema relativo a LS Manufacturing riguardava t o ottimizzazione del processo per un OEM di motori aeronautici per una sfida relativa alla qualità e all'efficienza delle pale delle turbine. La dichiarazione del problema riguardava la progettazione di una strategia di cambiamento per il passaggio da 3+2 a un processo di lavorazione continua superiore rispetto alla lavorazione delle pale Inconel 718 da parte di Lavorazione a 5 assi .

Sfida del cliente

Il problema con il cliente era legato a un serio problema di qualità ed efficienza nella lavorazione delle pale delle turbine di Inconel 718. L'attuale processo di lavorazione indicizzato 3+2 nella loro configurazione mostrava step di linea testimoni di 0,03 mm nella regione di fusione per diverse configurazioni della macchina. L'effetto sulla durata a fatica del componente è stato grave, poiché è inferiore al livello specificato. Inoltre, il processo inefficiente richiede più di 6 ore per realizzare un componente.

Soluzione di produzione LS

Nella nostra applicazione, abbiamo scelto di lavorare completamente la superficie del profilo alare in un'unica configurazione utilizzando la lavorazione simultanea continua a 5 assi per evitare linee di fusione. Nelle operazioni di tornitura di leghe di Ni , abbiamo utilizzato la fresatura trocoidale e parametri di processo ottimizzati per massimizzare le velocità di taglio di 90 m/min e la profondità di taglio di 0,2 mm per ottenere i migliori risultati. Nella nostra applicazione qui, abbiamo scelto di essere aggressivi e completamente controllati nella lavorazione per sfruttare appieno Inconel 718 eliminando completamente qualsiasi problema di lavorazione legato alla qualità e ai costi di attrezzaggio.

Risultati e valore

L'ottimizzazione del processo ha comportato un cambiamento di paradigma nei risultati. La precisione delle lame finali è aumentata fino all'ordine di 0,015 mm , mentre la finitura superficiale ha raggiunto un Ra di 0,4 micron . Le linee testimone nella finitura superficiale sono diventate inesistenti. Il tempo del ciclo di lavorazione è diminuito di oltre il 58% , con un tempo di lavorazione di sole 2,5 ore per pezzo . Se a ciò si aggiunge l'aumento della durata dell'utensile di un multiplo di 3 come risultato dell'ottimizzazione del processo, i risparmi annuali dell'ordine di oltre 2 milioni di RMB hanno portato alla rapida accelerazione del processo di crescita del cliente.

In questo caso di studio , è stato rivelato che le competenze applicate in LS Manufacturing sono state utilizzate per superare alcune situazioni difficili. Tuttavia, andando oltre il dovere, che prevede l’ottimizzazione della lavorazione continua a 5 assi , è stato possibile rafforzare la nostra posizione per quanto riguarda le impegnative attività aerospaziali legate alla produzione.

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Come massimizzare il valore dell’investimento a 5 assi attraverso l’innovazione dei processi?

Semplicemente acquisendo a Centro di lavoro a 5 assi non garantisce un reso; il suo elevato potenziale è spesso sottoutilizzato. La sfida principale è trasformare questo hardware avanzato in output prevedibili e di alto valore. Questo documento delinea una metodologia incentrata sull'innovazione dei processi​ per massimizzare il valore dell'investimento​ elevando sistematicamente l'utilizzo della tecnologia delle macchine​ dai livelli medi a oltre il 75% :

1. Ottimizzazione dei tassi di rimozione del materiale (MRR) attraverso percorsi utensile avanzati: attualmente stiamo impiegando una tecnologia di produzione assistita da computer all'avanguardia per i processi trocoidali e di sbucciatura. Questa tecnologia garantisce che l'utensile da taglio mantenga sempre un carico di truciolo ottimale. Su un elemento strutturale in alluminio, la velocità di rimozione del materiale di 35 cm³/min è stata ottimizzata di oltre il 40% nei tagli di sgrossatura.
2. Implementazione della metrologia in-process a circuito chiuso: per ridurre al minimo i tempi non necessari per l'impostazione e l'ispezione, integriamo tastatori a contatto e strumenti laser sulla macchina. Ciò consente l'allineamento automatico del pezzo, l'impostazione degli utensili e la verifica delle caratteristiche durante il processo. Il sistema applica compensazioni in tempo reale, trasformando il tempo di ispezione in tempo di taglio produttivo e garantendo la correttezza della prima parte, un fattore chiave per l'utilizzo della tecnologia .
3. Standardizzazione della conoscenza per un'efficienza ripetibile: acquisiamo processi ottimizzati per famiglie di parti, inclusi fissaggi, attrezzature e parametri comprovati, in istruzioni di lavoro digitali. Questa innovazione del processo riduce i tempi di programmazione e configurazione per gli ordini ripetuti. Consente agli operatori meno esperti di eseguire lavori complessi in modo efficiente, migliorando notevolmente l'efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE) e proteggendo il valore dell'investimento.

Questa metodologia fornisce un modello per trasformare il potenziale dei 5 assi in profitto. L’intuizione competitiva è l’integrazione di percorsi utensile avanzati, controllo in-process e standardizzazione della conoscenza: un sistema collaudato per elevare l’utilizzo della tecnologia e garantire un ritorno rapido e difendibile su un importante valore di investimento di capitale.

Domande frequenti

1. Quali sono alcuni dei componenti che possono essere lavorati utilizzando 3+2?

Parti di sistemi poliedrici o cavi, basi di stampi e parti a forma di scatola. La precisione è ±0,01 mm , la finitura superficiale è Ra1,6μm .

2. Quali sono le esigenze rispetto alla programmazione CAM nella lavorazione continua a 5 assi?

Richiede la funzione RTCP per evitare collisioni algoritmi ce e ottimizzazione fluida del percorso utensile. Il tempo di programmazione aumenta del 40% rispetto alla modalità 3+2 , ma l'efficienza della lavorazione aumenta di 3 volte .

3. Qual è il periodo tipico di ritorno sull'investimento per le apparecchiature a 5 assi?

A seconda della complessità delle parti, generalmente sono 12-24 mesi . Per le parti complesse con superficie curva, l'investimento può essere recuperato entro 18 mesi grazie ai vantaggi in termini di efficienza.

4. Come determinare se un'azienda ha bisogno di sostituire le sue macchine a 2 assi con macchine a 5 assi?

In cases when the complexity of curved surfaces is above 30% of the volume of the product or when machining on a 3-axis machine , more than 3 clamping cycles are needed, hence an upgrade to a 5-axis system is required.

5. What is considered to be the greatest error contributor in 5-axis machining?

Spindle thermal expansion and angular errors. Laser calibration is required every 500 hours to control the overall error within 0.015mm .

6. Is it possible to achieve the same level of surface finishing with 3+2 machining as with continuous 5-axis machining?

Ra 0.8μm is obtained in the plane features, but there are marks from joints with a value of 0.02 - 0.05mm in free-form surfaces at the intersections.

7. How to control tool vibration in 5-axis machining?

The hydraulic tool holder of balance quality G2.5 and optimal speed-feed ratio can control the vibration within 5μm .

8. What sort of training would be needed for the new operators who would work on the machines with 5-axis capability?

The trainee has to understand the principles of RTCP, collision safety, and accuracy compensation in a hands-on practical training session of 2-3 months .

Riepilogo

Scientific selection and optimization through the Tecnologia di lavorazione a 5 assi can result in maximum efficiency and quality in the manufacture of complex components for enterprises. LS Manufacturing is an example of a company with a complete technical system and service experience. It provides competent manufacturing solutions for its customers.

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I contenuti di questa pagina sono solo a scopo informativo. Servizi di produzione LS Non ci sono dichiarazioni o garanzie, esplicite o implicite, circa l'accuratezza, la completezza o la validità delle informazioni. Non si deve dedurre che un fornitore o produttore di terze parti fornisca parametri prestazionali, tolleranze geometriche, caratteristiche di progettazione specifiche, qualità e tipo di materiale o lavorazione attraverso la rete LS Manufacturing. È responsabilità dell'acquirente. Richiedere parti preventivo Identificare i requisiti specifici per queste sezioni. Vi preghiamo di contattarci per ulteriori informazioni .

Squadra di produzione LS

LS Manufacturing è un'azienda leader del settore . Focus su soluzioni di produzione personalizzate. Abbiamo oltre 20 anni di esperienza con oltre 5.000 clienti e ci concentriamo sulla lavorazione CNC ad alta precisione, Produzione di lamiere , 3D printing, Stampaggio ad iniezione . Stampaggio metalli e altri servizi di produzione one-stop.
Il nostro stabilimento è dotato di oltre 100 centri di lavoro a 5 assi di ultima generazione, certificati ISO 9001:2015. Forniamo soluzioni di produzione veloci, efficienti e di alta qualità a clienti in più di 150 paesi in tutto il mondo. Che si tratti di produzione in piccoli volumi o di personalizzazione su larga scala, possiamo soddisfare le vostre esigenze con la consegna più rapida entro 24 ore. scegli LS Manufacturing. Questo significa efficienza nella selezione, qualità e professionalità.
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