Come funziona una fresa a controllo numerico?

Diagramma della fresatrice cnc

Il costo e la qualità dei pezzi fabbricati dipendono dalla precisione e dalla velocità con cui sono prodotti. La produzione industriale usa lo stampaggio a iniezione di plastica per mantenere bassi i costi dei materiali, pur mantenendo la capacità di una produzione di alto livello. Il concetto chiave è la precisione, specialmente per le industrie che richiedono parti intricate o complesse.

Per garantire precisione, tolleranze elevate, qualità e durata a lungo termine, i produttori devono utilizzare macchine utensili impeccabili. È possibile costruire stampi di alta qualità utilizzando la lavorazione CNC, un processo che rimuove il metallo con precisione.

I produttori creano questo alto grado di precisione usando il controllo numerico del computer (CNC), sostituendo le macchine a funzionamento manuale, le fresatrici verticali e i torni con un sistema centralizzato e automatizzato. Le macchine CNC convertono i modelli CAD (computer-aided design) in pezzi prodotti in serie con una variazione minima di .0001 tra i pezzi. Operano tramite una tecnologia di produzione avanzata, rimuovendo il materiale da un blocco solido usando una varietà di utensili da taglio per ottenere il design desiderato.

Obiettivo della fresatrice cnc

Il software è il cervello di una fresatrice CNC (Computer Numerical Control), che controlla la macchina e automatizza la produzione per aumentare la produttività con una qualità costante. È questa ripetibilità che rende la lavorazione CNC così efficiente e così preziosa sia per i clienti che per i macchinisti stessi (vedi “La prospettiva del macchinista” in questo articolo).

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I risultati finali? Pezzi lavorati su misura che soddisfano le specifiche esatte in grandi quantità e raggiungono tolleranze estremamente strette. Gli operatori di macchine altamente qualificati capiscono che le fresatrici CNC non sono solo importanti per il loro lavoro, ma anche per l’industria manifatturiera e il suo effetto sull’economia mondiale.

L’emozione di essere un macchinista CNC è trasformare un getto in una parte che può essere usata e di cui ci si può fidare, spesso all’interno di un prodotto più grande. Queste parti richiedono spesso tolleranze strette, che le fusioni non finite non hanno prima delle operazioni fatte da una fresatrice CNC.

Quando si parla di “tolleranze strette”, di quanto strette stiamo parlando? Una macchina CNC può tagliare con una precisione di 0,001″ (gamma di micron a una cifra), o circa 1/4 della larghezza di un capello umano. E questo viene fatto a una velocità incredibile.

Specifiche della fresatrice Cnc

Il processo CNC è stato sviluppato negli anni ’50 e ha fatto un balzo in avanti negli anni ’80 con l’aggiunta della computerizzazione. A differenza di altri processi di produzione, la CNC inizia con un rendering da parte di un computer, che crea una rappresentazione bidimensionale o tridimensionale del pezzo da produrre. Il CAD, computer aided design, è usato per creare le istruzioni che guidano la macchina CNC nel processo di produzione.

Il software CAD definisce con precisione le misure e i requisiti del pezzo. Ingegneri e progettisti si affidano ad esso per la progettazione di prototipi da esaminare, migliorare e approvare. Fornisce un modo per esaminare minuziosamente le loro idee senza avere la necessità di produrre un prototipo su una macchina. Il CAD offre i vantaggi di lavorare in modo sicuro su un concetto senza perdere tempo o lavoro. Molti degli articoli oggi sul mercato sono stati creati prima con il software CAD.

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Una volta che un pezzo si è dimostrato accettabile, deve essere convertito in un linguaggio di programmazione per la macchina CNC. Questo viene completato attraverso l’uso del CAM, computer aided manufacturing, che cambia le istruzioni per la macchina CNC in un codice generale o vario, G-Code o M-Code.

Vantaggi e svantaggi della fresatrice cnc

Le prime fresatrici erano basate sulla pratica della limatura rotativa. Un processo che si è evoluto in innumerevoli officine meccaniche in tutto il mondo, la limatura rotativa riduceva il tempo e l’energia precedentemente spesi per limare a mano, mettendo una fresa circolare rivestita di denti nella testa di un tornio.

Circa 200 anni fa, i primi utensili dedicati esclusivamente al processo di fresatura apparvero nelle botteghe degli artigiani americani. Da allora, il processo di fresatura è avanzato fino al controllo computerizzato.

La fresatura CNC è un processo di lavorazione che utilizza controlli computerizzati per gestire il movimento e il funzionamento di utensili da taglio rotanti a più punti. Mentre gli utensili ruotano e si muovono sulla superficie del pezzo, rimuovono lentamente il materiale in eccesso per ottenere la forma e le dimensioni desiderate.

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I sistemi utilizzati nelle operazioni di fresatura CNC sono noti come fresatrici CNC. Possono avere un pezzo in movimento e un utensile rotante fermo, un pezzo fermo e un utensile rotante in movimento, o un pezzo in movimento e un utensile rotante, a seconda del loro design e dei requisiti di fresatura. Poiché la fresatura CNC serve generalmente come processo secondario o di finitura per i componenti lavorati, le fresatrici possono essere utilizzate per creare elementi di design come superfici piane, contorni, scanalature, fessure, tacche, fori e tasche.

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