EN
Určitosť bezdeformačného upevnenia obrobkov a spoľahlivej tuhosti našla odpoveď v CNC výkonom vysávači.
Sajacia pohára položená na stole ilustruje základný princíp sajacej držiacej sily. Keď je pohára stlačená nadol, vzduch sa uvnútri zachytí a vytvorí sa tlak až 14,7 psi. Tým vznikne rozdiel tlakov, ktorý je takmer rovnaký ako tlak vyvíraný atmosférou Zeme na úrovni mora. Rovnaký princíp sa uplatňuje aj pri CNC vakuumovej čerpadle. CNC vakuumové čerpadlo zabezpečuje rovnakú držiacu silu na všetkých povrchoch. CNC vakuumové čerpadlo dokáže udržať skrútený kus dreva, texturovaný kompozitný polotovar alebo dokonca nepravidelný polotovar vytlačený extrúziou. Vakuumový stôl je tiež navrhnutý s prúdovými kanálmi, ktoré kompenzujú malé medzery. Na rozdiel od mechanických zverovacích prvkov vakuumový systém nevytvára napätia sústredené v konkrétnych bodoch, preto nie je potrebné materiál zosilňovať.
Nedávno experimenty s vysokorýchlostným frézovaním v leteckopriemyselnom sektore vytvorili príležitosť na vyhodnotenie výkonu výsávacej sústavy v porovnaní s mechanickými upínačmi. Predmetom experimentu bola hárka hliníka s hrúbkou 0,5 mm, čo sa považuje za extrémne tenkú. Výsávacia sústava dosiahla zníženie ohybu materiálu o 92 %. Tým sa potvrdilo tvrdenie, že výsávacie sústavy sú lepšie než mechanické sústavy. Pri frézovaní hliníka sa materiál preukázal ako výkonnejší.
Výsávacia vs. mechanická upínacia technika: Ako sa minimalizuje deformácia súčiastky a napätie spôsobené nastavením.
Výsávacie upínacie systémy riešia tri kľúčové nedostatky mechanického upínania:
Deformácia spôsobená nadmerným utiahnutím: U 78 % akrylových prototypov sa nadmerné utiahnutie prejavuje ako trvalá deformácia materiálu a v mnohých prípadoch sa utiahnutie vykonáva v bode, ktorý presahuje medzu klzu materiálu.
Zrážka nástroja: Pevné závesy bránia zapojeniu nástroja, znižujú dosah 5-osí a zvyšujú počet nastavení.
Zvyškové napätie: Lokalizovaný tlak spôsobuje mikropraskliny v materiáli, najmä v kompozitných materiáloch, a postupne zníži stabilitu materiálu pri udržiavaní jeho rozmerových vlastností.
Na rozdiel od vyššie uvedeného systémy na vytváranie vákua na CNC strojoch aplikujú rovnomerný aj neinvazívny tlak na celý obrobok, čím je možné zachovať jeho rozmerovú integritu. Toto je nevyhnutné pre obrobky, ktoré vyžadujú obrábanie s presnosťou ±0,001". Okrem toho umožňuje úplné využitie obrábacích stolov. Absencia kontaktových bodov tiež prispieva k zníženiu prenosu vibrácií a povrchová drsnosť obrobku sa počas dokončovacích operácií zlepší až o 0,2 µm Ra.
Ako CNC vývážkové čerpadlo ovplyvňuje presné obrábanie a bezpečnosť obsluhy
Odstránenie problémov s nerovnováhou stroja a zabezpečenie stability pri vykonávaní ťažkého rezného opracovania
Vákuové čerpadlá pre CNC stroje zabezpečujú pevné uchytenie obrobku na pracovnom stole pomocou konzistentného a rovnomerného výkonu sálania. Tým sa eliminuje výskyt posunov a bočných pohybov, ktoré ohrozujú presnosť vykonávanej práce. Tieto systémy znížia obrábací vibrácie až o 70 %. Preto je menej pravdepodobné, že rezné nástroje stratia svoju presnú polohu. Okrem toho bude obrobok počas tvrdého frézovania voľný od rozmerových chýb väčších ako 0,005 palca. Na rozdiel od mechanických zverovacích ústrojí, ktoré vytvárajú lokálne oblasti napätia, vákuové systémy vytvárajú rovnomerný tlak a podporujú celý obrobok, vrátane nepravidelných dielov. To je obzvlášť dôležité pri obrábaní leteckých kovov, ktoré majú tendenciu deformovať sa v dôsledku tepelných účinkov počas obrábacích operácií. Vákuové systémy sú preto nevyhnutné v dielňach, ktoré vyrábajú zložité letecké súčiastky, keďže môžu rozhodnúť medzi výrobkami, ktoré sa musia vyhodiť, a výrobkami, ktoré spĺňajú požadované špecifikácie.
Neprekonateľný prístup nástrojov a automatizovaný pracovný postup: umožňuje plné obrábanie v režime 3+2 a 5 osí
Použitie vákuového upevnenia namiesto tradičných upínacích prípravkov poskytuje výrobným závodom úplnú slobodu pohybu nástroja okolo súčiastok v rozsahu 360 stupňov. Moderné obrábací stredisko s 5 osami dokáže dosiahnuť podrezané plochy, zložité kontúry a hlboké dutiny bez nutnosti zastavenia a opätovného nastavenia súčiastky. Čas nastavenia sa tiež výrazne skráti, približne o 40–45 %, a eliminuje sa riziko kolízií spôsobených pevnými upínacími zariadeniami. Automatizované vákuové upínanie sa prejavuje aj počas nočných prevádzkových cyklov pri výrobe zložitých foriem a presných komponentov. Neprekonateľný prístup vretena umožňuje spustenie obrábacího cyklu bez toho, aby musel operátor počas nebezpečnej situácie vstúpiť do stroja. Výrobné závody, ktoré prešli z pevných upínacích prípravkov na vákuové upínacie systémy, zaznamenali zlepšenie času cyklu približne o 35 %, zároveň sa zvyšuje bezpečnosť operátora a chráni sa rezný nástroj pred kontaktom.
Základné požiadavky na integráciu systému: CNC vákuové čerpadlo versus návrh stola a použité materiály
Zónové vývážacie stoly a mapovanie pórovitosti: CFM a úroveň vákua podľa typu materiálu
Zónové stoly a CNC vývážacie systémy, ako aj mapy pórovitosti, umožňujú operátorom prispôsobiť funkčnosť čerpadla potrebám konkrétneho materiálu. Pri práci s kombináciou pevných a pórovitých materiálov je MDF (vláknitá doska strednej hustoty) vynikajúcim príkladom pórovitého materiálu, ktorý vyžaduje špecifické nastavenia CFM (kubické stopy za minútu) a vývaku (merané v palcoch ortuťového stĺpca). Pórovité drevené materiály vydržia silný vývak bez deformácie a nebudú sa krútiť, avšak ak nie je dostatočný prietok vzduchu (CFM), dochádza k nadmernému úniku vzduchu. Moderné dielne sa teraz snažia rozdeliť ovládacie zóny na svojich vývážacích stoloch a vytvárať mapy pórovitosti pre každú povrchovú stranu obrobku, čím dosahujú až 25 % zlepšenie času nastavenia, ako aj úplné odstránenie posúvania sa obrobku počas rezných operácií pri vyšších rýchlostiach. Zavedením zónovej techniky sa zvýšila flexibilita a kontrola deformácie materiálu, zároveň sa znížila spotreba energie približne o 30 % v porovnaní s pokročilými vývážacími technológiami pred rokom 2023.
Určenie vašich požiadaviek na výkon, účinnosť a spoľahlivosť a to, ako rôzne typy čerpadiel tieto požiadavky napĺňajú.
Rotačné, špirálové a Venturiho systémy – hĺbka vákua, spotreba energie a pracovný cyklus
Najvhodnejšia voľba pre CNC vákuové čerpadlo závisí od toho, ako sa potrubie a materiál čerpadla prekrývajú s vašimi požiadavkami na vákuové čerpadlo. Pre komerčné použitie existujú tri hlavné typy čerpadiel:
Rotačné lamelové čerpadlá sú najvhodnejšie pre dosiahnutie vákua 0,1 mbar, pretože dokážu udržať viac pórovité materiály a sú lepšie vhodné pre aplikácie vyžadujúce vysokú držiacu silu. Sú najvhodnejšie pre nízky pracovný cyklus, keďže majú veľkú spotrebu energie a vyžadujú pravidelnú výmenu oleja.
Špirálové čerpadlá poskytujú hĺbku vákua 1–10 mbar pre bezolejové, nízkoudržiavé a energeticky účinné použitie. Pri nepretržitom používaní spotrebujú o 30 % menej energie ako rotačné čerpadlá.
Venturiho systémy pracujú so stlačeným vzduchom a poskytujú vakuum podľa požiadavky bez potreby elektrickej energie. Najlepšie sa osvedčujú pri krátkodobom, prerušovanom používaní, keď je potrebná rýchla výmena úloh, a nevyžadujú žiadnu údržbu. Hĺbka vakua je však obmedzená na 50 – 150 mbar.
Prispôsobte čerpadlo svojmu pracovnému postupu: Špirálové čerpadlá sú najvhodnejšie pre nepretržité obrábanie 24 hodín denne, 5 dní v týždni, čo zabezpečuje vyššiu životnosť a efektivitu, zatiaľ čo Venturiho systémy zjednodušujú nastavenie pri rýchlej výmene úloh. Nesprávne zarovnanie môže zvýšiť náklady na energiu až o 40 % a spôsobiť nestabilitu obrobku počas intenzívneho frézovania. Ak chcete maximalizovať návrat investícií (ROI), zamerte sa predovšetkým na požiadavky na hĺbku vakua a pracovné cykly.
Často kladené otázky
Aké sú hlavné výhody používania CNC vakuumového čerpadla oproti mechanickým upínačom?
Výhodou, ktorá vychádza z mechanických upínačov, je zlepšenie celkovej kvality povrchu, ako aj zvýšenie bezpečnosti obsluhy odstránením akýchkoľvek prekážok v dráhe nástroja.
Ako zónové vakuumové stoly zlepšujú CNC obrábací proces?
Zónové výkonné stoly umožňujú zlepšené nastavenia s minimálnym prešmykovaním a nižšími prevádzkovými nákladmi.
Ktorý CNC systém výkonnej čerpadla je najvhodnejší na rýchlu výmenu nastavení?
Venturi systémy sú najvhodnejšie na rýchlu výmenu nastavení, pretože poskytujú okamžitý výkon a nevyžadujú údržbu.