Budoucnost vysoce výkonných CNC nástrojů: Klíčové trendy pro rok 2025 a další roky

Klíčové poznatky o vysoce výkonných CNC nástrojích a budoucnosti do roku 2025

CNC obrábění bylo vždy důležitou součástí moderní výroby kvůli přesnosti, rychlosti a konzistentnosti dodávek ve všech průmyslových odvětvích, ať už jde o letecký průmysl, zdravotnické přístroje atd. S výhledem na rok 2025 a další roky bude snaha o inteligentnější, efektivnější a udržitelnější formy výroby měnit podobu přesné CNC nástroje způsobem, který si dosud nikdo nedokázal představit. Vysoce výkonné CNC nástroje budou v budoucnu začleněny jako vzájemně propojené, inteligentní a udržitelné systémy namísto pouhého přechodu na ostřejší hrany nebo pevnější materiály.

V tomto článku se budeme zabývat nejvlivnějšími trendy pro příští generaci CNC nástrojů a jejich důsledky pro výrobu po celém světě.

Chytřejší obrábění - umělá inteligence a digitální dvojčata

Umělá inteligence mění CNC obrábění z rigidního procesu na adaptivní organizaci systémů. Dráhy nástrojů poháněné umělou inteligencí nyní mohou dynamicky upravovat řezné parametry v reálném čase v závislosti na podmínkách stroje a předpokládaném zatížení odvozeném z analýzy zatížení vřetena, vibrací a tepla v reálném čase v procesu. Inteligentní obrábění využívá data AI v reálném čase ke snížení opotřebení nástrojů při zachování efektivity výroby.

Nově vznikající technologie digitálních dvojčat neboli digitálních prostředí, v nichž výrobci replikují stroje, nástroje a díly, poskytuje možnost simulovat celý proces včetně fyzického prostředí před skutečným zahájením řezání. V kombinaci s AI činí digitální dvojčata z CNC obrábění předvídatelnější, efektivnější a méně ztrátový proces.

Vývoj v oblasti nástrojových materiálů a povlaků

Řezné nástroje jsou pro vysoce výkonné obrábění zásadní a v těchto oblastech dochází k vývoji. K obrábění kalených ocelí a vysokoteplotních slitin se stále více využívají nástroje z polykrystalického diamantu (PCD), kubického nitridu bóru (CBN) a keramiky.

Zároveň nové povlaky, jako je diamantu podobný uhlík (DLC), vícevrstvé nanopovlaky a žáruvzdorné povlaky, zvyšují životnost nástrojů a snižují prostoje. Inteligentní držáky, které obsahují senzory pro detekci vibrací, házivosti atd. zvyšují přesnost obrábění, a navíc se objevuje trend, kdy nástroje pomáhají optimalizovat procesy.

Monitorování stavu nástrojů a prediktivní údržba

Neplánované selhání nástroje bylo vždy jedním z nejdražších problémů v CNC obrábění a výrobci nyní mohou předvídat neplánovaná selhání, ke kterým by došlo dříve, díky senzorům a monitorovacím systémům, které používají k měření věcí, jako je výkon vřetena, vibrace. Výrobní proces může dokonce odhalit včasný výskyt chvění nebo nánosů při řezání díky využití okrajové umělé inteligence pro prediktivní údržbu i u starších strojů, což snižuje prostoje a činí obrábění s vypnutým světlem bezpečnějším a spolehlivějším.

Hybridní výroba a inteligentnější automatizace ve vysoce výkonných CNC nástrojích

Hybridní stroje, které zahrnují aditivní výrobu a CNC obrábění, vytvářejí nové zajímavé aplikace. Na stránkách . letecký a kosmický průmysl, výroba forem a dokonce i nástrojářský průmysl mají velký zájem o hybridní stroje, které umožňují efektivnější opravy a vytváření složitých dílů. Hybridní stroje vyžadují řezné nástroje, které mohou akceptovat proměnlivou tvrdost a nepravidelnou geometrii, což pomáhá rozšířit možnosti CNC nástrojů.

Automatizace je prováděna s větší inteligencí. Naše automatizační systémy CNC mají schopnost znovu sondovat díly, upravovat posuny a vyměňovat opotřebené nástroje bez zásahu obsluhy. Nejedná se o pouhé přidání možnosti opětovného nabití a vybití CNC stroje. Použití inteligentní automatizace umožňuje spolehlivou výrobu, i když je cílem provoz bez světel.

Konektivita, kybernetická bezpečnost a kontrola kvality v reálném čase

Vzhledem k tomu, že CNC obrábění nachází stále těsnější místo v digitálních ekosystémech, jsou otázky interoperability a kybernetické bezpečnosti na místě. Zavedení standardů, jako jsou MTConnect a OPC UA, je zaměřeno na zvýšení komunikace mezi stroji, systémy CAM a podnikovými systémy. Inline metrologie - včetně měření pomocí sond, laserového skenování a technik povrchové úpravy - pomáhá snižovat závislost na kontrole po procesu. Opravou odchylek v místě jejich vzniku zvyšují systémy CNC kvalitu a v konečném důsledku i konzistenci při zpracování složitých dílů.

Změna obchodních modelů: Nástroje k výsledkům

S nástroji jako spotřebním materiálem a spotřebním materiálem jako měřitelným prostřednictvím procesu se mění model pro nástroje. Dodavatelé nástrojů začínají nabízet modely založené na výsledcích (např. platba za díl a garantovaná cena za řez). Díky tomu, že výrobci a dodavatelé mají k dispozici údaje o výkonnosti v reálném čase, může být efektivita sdílitelná s dodavateli poté, co se poučí z metodik zlepšování procesů, aby se zvýšila produktivita a zároveň se snížilo riziko. To staví přesné CNC nástroje do pozice něčeho víc než pouhého produktu, a naopak měřitelné služby se skutečnou výkonností.

Inovace specifické pro dané odvětví

Různá průmyslová odvětví se v oblasti CNC nástrojů vyvíjejí různými způsoby a mají různé výzvy a požadavky:

1. Elektrická vozidla (EV):

Průmysl elektromobilů tlačí řešení CNC nástrojů k lehčím materiálům, jako je hliník s vysokým obsahem křemíku, měděné přípojnice a tlakové odlitky. Řezání bez otřepů a vysokou rychlostí je pro pouzdra baterií a výkonovou elektroniku kritické. Existuje jasná poptávka po unikátních geometriích nástrojů a povlacích, které zabraňují tvorbě nárůstků na hranách.

2. Letectví a kosmonautika:

Letectví a kosmonautika nadále představuje pro obráběče výzvu v podobě titanových slitin, superslitin na bázi niklu a kompozitních kovových materiálů, které se skládají na sebe. Nástroje s keramickými destičkami, CBN břity a kryogenním chlazením se stávají nepostradatelnými pro dosažení těsných tolerancí při maximalizaci produktivity. Lehké, ale tuhé držáky nástrojů se rovněž stávají standardem ve snaze snížit vibrace v podmínkách pětiosého obrábění a při obrábění složitých geometrií.