EN
De zekerheden van vervormingsvrije werkstukopspanning en betrouwbare stijfheid zijn gevonden via de CNC-vacuümpomp.
Een zuignap die op een tafel rust, illustreert het fundamentele principe van zuigkracht. Wanneer de zuignap wordt ingedrukt, wordt de lucht binnenin opgesloten en ontstaat er een druk van maximaal 14,7 psi. Dit creëert een drukverschil dat vrijwel gelijk is aan de druk die de aardatmosfeer op zeeniveau uitoefent. Hetzelfde principe geldt ook voor de CNC-vacuümpomp. De CNC-vacuümpomp zorgt bovendien voor een gelijkmatige houdkracht op alle oppervlakken. De CNC-vacuümpomp kan een verdraaide houten plaat, een textuurrijke composietwerkstuk of zelfs een onregelmatig geëxtrudeerd werkstuk vasthouden. De vacuüm-tafel is eveneens uitgerust met stromingskanalen om kleine spleten te compenseren. In tegenstelling tot mechanische klemmen veroorzaakt een vacuümsysteem geen spanningen die zich concentreren op specifieke punten; het materiaal hoeft daarom niet te worden verstevigd.
Onlangs creëerden hogesnelheidsfrezenexperimenten in de lucht- en ruimtevaartindustrie de gelegenheid om de prestaties van het vacuümsysteem te evalueren in vergelijking met mechanische klemmen. Het onderwerp van het experiment was een aluminiumplaat met een dikte van 0,5 mm, wat als uiterst dun wordt beschouwd. Het vacuümsysteem toonde een 92% vermindering van materiaalvervorming. Dit bevestigde de bewering dat vacuümsystemen beter zijn dan mechanische systemen. Bij het frezen van aluminium vertoonde het materiaal een betere prestatie.
Vacuüm versus mechanische opspanning: hoe vervorming van het onderdeel en spanningsgeïnduceerde vervorming tijdens de opspanning worden geminimaliseerd.
Vacuümopspanning lost drie belangrijke tekortkomingen van mechanische klemming op:
Vervorming door overaanspanning: Bij 78% van de acrylaatprototypen leidt overaanspanning tot permanente vervorming van het materiaal; vaak vindt de aanspanning plaats op een punt dat de vloeigrens van het materiaal overschrijdt.
Gereedschapsbotsing: Vaste klemmen beperken de gereedschapsinwerking, verminderen het bereik van 5-assige bewerking en verhogen het aantal instellingen.
Residuële spanning: Lokaal opgewekte druk veroorzaakt microscheurtjes in een materiaal, met name in composietmaterialen, en vermindert op termijn de stabiliteit van een materiaal om zijn afmetingsnauwkeurigheid te behouden.
In tegenstelling tot bovenstaande methoden passen de beschikbare systemen voor vacuümpompen op CNC-machines een gelijkmatige én niet-invasieve druk toe op het gehele werkstuk, waardoor de afmetingsintegriteit ervan kan worden behouden. Dit is essentieel voor werkstukken die met een tolerantie van ±0,001 inch moeten worden bewerkt. Bovendien maakt het een volledige benutting van de bewerktafel mogelijk. Het ontbreken van contactpunten draagt ook bij aan een verminderde overdracht van trillingen en de oppervlakteafwerking van het werkstuk verbetert tijdens eindbewerkingen met wel 0,2 µm Ra.
Hoe de CNC-vacuümpomp de precisiebewerking en de veiligheid van de operators beïnvloedt
Eliminatie van machine-onbalansproblemen en stabiliteit bij zwaar snijden
Vacuümpompen voor CNC-machines zorgen ervoor dat het werkstuk veilig en stevig op de werktafel wordt gehouden met een consistente en uniforme zuigkracht. Dit voorkomt verschuivingen en zijwaartse bewegingen die de nauwkeurigheid van de uitgevoerde bewerking in gevaar brengen. Deze systemen verminderen de bewerkingsvibraties tot wel 70%. Daardoor is het minder waarschijnlijk dat de snijgereedschappen uitlijning verliezen. Ook blijft het werkstuk vrij van afmettingsfouten groter dan 0,005 inch tijdens zware freesbewerkingen. In tegenstelling tot mechanische klemmen, die gelokaliseerde spanningsgebieden veroorzaken, creëren vacuümsystemen een uniforme druk en ondersteunen het gehele werkstuk, inclusief onregelmatige onderdelen. Dit is bijzonder belangrijk bij het bewerken van lucht- en ruimtevaartmetaal, dat neigt tot vervorming door thermische effecten tijdens de bewerkingsprocessen. Vacuümsystemen zijn daarom essentieel in bedrijven die complexe lucht- en ruimtevaartonderdelen vervaardigen, aangezien ze het verschil kunnen betekenen tussen afvalstukken en onderdelen die voldoen aan de vereiste specificaties.
Onbelemmerde toegang tot gereedschap en geautomatiseerde workflow: mogelijk maken van volledige 3+2- en 5-assige bewerking
Het gebruik van vacuümklemming in plaats van traditionele spanmiddelen biedt bedrijven volledige 360-graden vrijheid voor gereedschapsbanen rondom onderdelen. Een moderne 5-assige bewerkingscentrum kan ondersnijdingen, complexe contouren en diepe holten bereiken zonder dat het onderdeel hoeft te worden gestopt en opnieuw gepositioneerd. De insteltijden dalen ook aanzienlijk, met ongeveer 40–45%, en de kans op botsingen door vaste klemmen wordt geëlimineerd. Geautomatiseerde vacuümspanning blinkt zelfs tijdens nachtelijke runs op complexe mallen en precisie-onderdelen. Onbelemmerde toegang tot de spindel maakt het mogelijk om een cyclus uit te voeren zonder dat de operator tijdens een gevaarlijke situatie zijn hand in de machine hoeft te steken. Bedrijven die overstappen van vastgezette malplaten naar vacuümspanning hebben een verbetering van ongeveer 35% in cyclusduur gezien, terwijl de veiligheid van de operator wordt verhoogd en het snijgereedschap wordt beschermd tegen aanraking.
Essentiële aspecten van systeemintegratie: CNC-vacuümpomp versus tafelontwerp en gebruikte materialen
Gecombineerde vacuümtables en porositeitskaart: CFM en vacuümniveau per materiaalsoort
Gebiedsgerichte tafels en CNC-vacuümsystemen, evenals porositeitskaarten, stellen operators in staat de pompfunctionaliteit aan te passen aan de behoeften van een specifiek materiaal. Bij het werken met een combinatie van massieve en poreuze materialen is MDF (Medium Density Fiberboard) een voorbeeld van een poreus materiaal dat een unieke instelling vereist voor de luchtstroom (CFM, Cubic Feet per Minute) en de vacuümdruk (gemeten in inches kwik). Poreuze houtmaterialen houden goed stand onder vacuümdruk en vervormen niet, maar laten te veel lucht ontsnappen als de CFM-ondersteuning ontoereikend is. Moderne werkplaatsen verdelen nu de besturingszones op hun vacuümtafels en maken porositeitskaarten voor elk oppervlak van het werkstuk, waardoor de insteltijd tot 25% kan worden verbeterd en slippen tijdens snijden bij hoge snelheden volledig wordt voorkomen. Met de introductie van de gebiedsgerichte techniek is de flexibiliteit en controle op materiaalvervorming toegenomen, terwijl het energieverbruik met ongeveer 30% is gedaald ten opzichte van de vacuümtechnologie-ontwikkelingen vóór 2023.
Bepalen van uw behoeften op het gebied van prestaties, efficiëntie en betrouwbaarheid, en hoe de verschillende pomptypeën aan die behoeften voldoen.
Rotatie-, Scroll- en Venturi-systemen – vacuüm diepte, energieverbruik en bedrijfscyclus
De beste keuze voor een CNC-vacuümpomp hangt af van hoe de buis- en materiaalkeuze van de pomp aansluiten bij uw vacuümpompeisen. Voor commercieel gebruik zijn er drie hoofdtypes pompen:
Rotatievleugelpompen zijn het beste geschikt voor vacuümniveaus van 0,1 mbar, omdat ze beter kunnen vasthouden aan meer poreuze materialen en beter geschikt zijn voor toepassingen met een hoge houdkracht. Ze zijn het meest geschikt voor lage bedrijfscycli, omdat ze zeer veel energie verbruiken en regelmatig olieverversing vereisen.
Scrollpompen leveren een vacuümdiepte van 1–10 mbar voor olievrije, onderhoudsarme en energie-efficiënte toepassing. Bij continu gebruik verbruiken ze 30% minder energie dan rotatiepompen.
Venturi-systemen werken met perslucht en leveren vacuüm op aanvraag, zonder dat er elektriciteit nodig is. Ze zijn het meest geschikt voor kortdurend, wisselend gebruik wanneer snelle wisselingen tussen bewerkingen vereist zijn en vereisen geen onderhoud. De vacuümdiepte is echter beperkt tot 50–150 mbar.
Kies de pomp die het beste aansluit bij uw werkproces: scrollpompen zijn de eerste keuze voor 24/7-bewerking dankzij hun langere levensduur en hogere efficiëntie, terwijl Venturi-systemen de installatie vereenvoudigen voor snelle wisselingen tussen bewerkingen. Verkeerde uitlijning kan uw energiekosten doen stijgen met 40% en leiden tot instabiliteit van het werkstuk tijdens zware freesbewerkingen. Om uw ROI te maximaliseren, richt u zich bovenal op de vereiste vacuümdiepte en de bedrijfsduurcyclus.
Veelgestelde vragen
Wat zijn de belangrijkste voordelen van het gebruik van een CNC-vacuümpomp ten opzichte van mechanische klemmen?
Een voordelig aspect dat overgenomen is van mechanische klemmen is de verbetering van de algemene oppervlakteafwerking, evenals de verhoging van de veiligheid van de operator door het verwijderen van alle obstakels in het gereedschapspad.
Hoe verbeteren vacuümtables met afzonderlijke zones de CNC-bewerkingsprocessen?
Gebiedsgerichte vacuümtables maken verbeterde opstellingen mogelijk met minimale verschuiving en lagere bedrijfskosten.
Welk CNC-vacuümpompssysteem is het meest geschikt voor snelle wijzigingen in de opstelling?
Venturisystemen zijn het meest geschikt voor snelle wijzigingen in de opstelling, omdat ze direct vacuüm leveren en geen onderhoud vereisen.