ماكينات CNC ذات 5 محاور مقابل ماكينات CNC ذات 3 محاور: هل تهدر 50% أكثر على المشاريع؟

منذ ظهورها في خمسينيات القرن الماضي، أحدثت تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) ذات المحاور الخمسة تغييرًا جذريًا في طريقة تصنيع المكونات المعقدة. تُمكّن هذه التقنية من إتمام عمليات تصنيع كانت تتطلب سابقًا عمليات تثبيت متعددة دفعة واحدة، وذلك من خلال التحكم في الحركة المنسقة لأداة القطع في خمسة اتجاهات.

ما الذي يجعل إنتاج قطع غيار الطائرات والمستلزمات اليومية ممكنًا؟ هل يُبالغ في صعوبة العمل وتكلفته؟ دعنا نبدأ من الصفر ونقودك إلى إعادة تعلم هذه التقنية التي تُغير قواعد قطاع التصنيع.

الشكل 1: عرض CAD لمعدات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، مع الذراع الروبوتية التي تستعد لطحن قطع العمل الدائرية.

ملخص الإجابات الأساسية

لماذا تعتمد قطع الغيار الدقيقة على آلات CNC ذات 5 محاور؟ JS Precision تشارككم خبراتها العملية

على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية، اكتسبت شركة JS Precision خبرة واسعة في مجال تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي (CNC) بخمسة محاور. تغطي خبرتنا العديد من المجالات عالية الدقة، مثل تصنيع مكونات الأجهزة الطبية وتصنيع مكونات الطائرات.

على سبيل المثال، قدّمنا خدمات تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي (CNC) بخمسة محاور لأكثر من 50 شركة رائدة في مجال الأجهزة الطبية حول العالم. ونجحنا في تصنيع أكثر من 100,000 قطعة دقيقة، بما في ذلك براغي سبائك التيتانيوم ومكونات المفاصل الاصطناعية. وفي مجال الطيران والفضاء، نستخدم مركزنا للتصنيع ذي الخمسة محاور لتصنيع أجزاء محركات الطائرات المعقدة، بنسبة نجاح تزيد عن 99.8%.

هذا الدليل هو خلاصة سنوات خبرتنا العملية في مشاريع تصنيع الآلات ذات الخمسة محاور باستخدام الحاسب الآلي. ثق بهذا الدليل، فكل نقطة فيه مبنية على عملياتنا الفعلية ونتائج التحقق.

وكما تشير الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين في "معايير دقة تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي"، فإن تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي بخمسة محاور له مزايا لا يمكن الاستغناء عنها في تحسين دقة وكفاءة تصنيع الأجزاء المعقدة، وتتوافق خبرتنا إلى حد كبير مع وجهة النظر المهمة هذه.

هل ترغب بمعرفة المزيد عن دراسات حالة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بخمسة محاور في قطاعك؟ تواصل مع JS Precision وأدخل نوع قطاعك لتحصل على دليل دراسة حالة مجاني خاص بالقطاع، مما سيساعدك على فهم سيناريوهات التطبيق العملي بشكل أسرع.

ما هي تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) بخمسة محاور؟ دليل شامل لمبادئها ومزاياها

تكمن فكرة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذي الخمسة محاور في إمكانية تحريك الأداة في خمسة اتجاهات، يدور اثنان منها أيضًا. ينتمي هذا النوع من المعالجة إلى عملية القطع والتشكيل متعدد المحاور، والتي تشبه استخدام أداة الآلة كسكين نحت لقطع المواد الخام المعدنية تدريجيًا إلى سطح أملس أو هيكل معقد.

الميزة الأكثر راحةً هي أنه أثناء المعالجة، لا حاجة لتفكيك الأجزاء وتعديلها مرارًا وتكرارًا كما في الطريقة التقليدية. تستطيع الآلة ضبط زاوية القطع تلقائيًا، والأمر الأكثر إثارةً للدهشة هو قدرتها على القطع المستمر في تمريرة واحدة.

على سبيل المثال، يمكن الآن تقطيع الأجزاء عالية الدقة مثل شفرات التوربينات، والتي كانت تتطلب في الماضي سبع أو ثماني عمليات، إلى شرائح دائرية باستخدام أداة آلية ذات خمسة محاور، مما يضاعف الإنتاجية.

يمكن تقسيم المبدأ الأساسي إلى ثلاث نقاط رئيسية:

(1)حركة منسقة بخمسة اتجاهات

تستخدم آلة القطع مزيجًا من ثلاثة محاور خطية (محاور X/Y/Z مسؤولة عن الحركة للأمام والخلف، ولليسار ولليمين، وللأعلى وللأسفل) ومحوري دوران (يُشار إليهما عادةً بالمحورين A/C) لتمكين الآلة من الاقتراب من قطعة العمل بأي زاوية في الفراغ. على سبيل المثال، عند صنع شفرات التوربينات، يمكن للآلة القطع رأسيًا وإمالتها بزاوية 45 درجة للقطع جانبيًا.

(2) مزايا المعالجة غير القابلة للتقليب

تتطلب آلات الطحن التقليدية ثلاثية المحاور تفكيك قطعة العمل وتعديل اتجاهها عدة مرات عند معالجة الأجزاء المعقدة، بينما يُغيّر نظام المحاور الخمسة سطح المعالجة تلقائيًا عبر محور الدوران. وكما هو الحال عند تصوير الأجسام بكاميرا بانورامية، لا حاجة لتدوير الجسم يدويًا، حيث تلتقط العدسة جميع الزوايا المحيطة به.

(3) دقة المزامنة الديناميكية

يمكن تنسيق عملية قطع الأدوات ودوران قطعة العمل آنيًا. عند معالجة هياكل خاصة، مثل الأخاديد الحلزونية، يتحرك المغزل للأمام بينما تدور قطعة العمل بسرعة ثابتة. يتم مزامنة العمليتين على مستوى المليمتر من خلال نظام التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC)، ويمكن أن تصل دقة التشكيل النهائية إلى 0.005 مم.

هل ترغب في فهم أعمق لكيفية استفادة تصميم مكوناتك من تقنية المحاور الخمسة؟ يمكنك الآن تحميل رسوماتك ثلاثية الأبعاد، وسيقدم لك فريق JS Precision تقريرًا احترافيًا لتحليل قابلية التصنيع لخدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بخمسة محاور.

تفكيك آلة CNC ذات الخمسة محاور: ستة مكونات رئيسية ووظائفها

1. الهيكل الرئيسي لأداة الآلة

يمكن فهمه على أنه "هيكل" المعدات ، وهو عادةً مصنوع من الحديد الزهر أو الفولاذ لدعم جميع الأجزاء. إذا لم يكن الإطار الأساسي قويًا بما يكفي، فمن السهل اهتزازه أثناء القطع عالي السرعة، مما قد يؤدي في النهاية إلى انحرافات في أبعاد الأجزاء.

عند اختيار المعدات، سوف يركز مزود خدمة تصنيع الآلات CNC ذات الخمسة محاور على صلابة الإطار، وخاصة عند معالجة المواد الصلبة مثل سبائك التيتانيوم للطيران، يجب استخدام إطار ثقيل.

2. بنية محاور الحركة الخمسة

هذا هو جوهر نظام حركة المحاور الخمسة! فيما يلي وصف هيكلي لنظام حركة أدوات الآلة ذي المحاور الخمسة:

لمعالجة شفرة توربينية ملتوية، تدور طاولة العمل بينما تميل الأداة، ويمكن معالجة جميع الأقواس مرة واحدة دون الحاجة إلى تفكيك وتجميع الأجزاء بشكل متكرر.

3. نظام المغزل

نظام المغزل هو الوحدة الأساسية لأداة الماكينة لتحقيق معالجة القطع، ويمكن أن تتراوح السرعة من عدة آلاف إلى عشرات الآلاف من الدورات في الدقيقة.

• السرعة العالية مناسبة للمعالجة الدقيقة (مثل تلميع الغلاف المعدني للهاتف المحمول).
• عزم الدوران العالي مناسب للمعالجة الخشنة (مثل حفر الأخاديد العميقة في الأجزاء الفولاذية).

يرتبط اختيار هذا النظام بشكل مباشر بالقدرات التجارية لمصنعي مركز تصنيع الآلات CNC بخمسة محاور، حيث يمكن للمحور 12000 دورة في الدقيقة للمعدات العادية ذات الثلاثة محاور التعامل فقط مع القطع المعدني التقليدي، في حين أن المغزل عالي السرعة 40000 دورة في الدقيقة الموجود في مركز تصنيع الآلات ذي الخمسة محاور يمكنه القيام بأوامر المعالجة الدقيقة للأدوات الدقيقة مثل مثقاب العظام الطبية .

4.نظام CNC والبرمجيات

يُعد نظام CNC مسؤولاً عن تحويل الرسومات التصميمية إلى تعليمات عمل لأدوات الماكينة ، بما في ذلك الأجهزة مثل لوحات التشغيل والمعالجات، بالإضافة إلى البرامج الخاصة من العلامات التجارية مثل Siemens.

يستطيع البرنامج تخطيط مسار ربط المحاور الخمسة تلقائيًا. على سبيل المثال، عند تشغيل المكره، يتجنب النظام تلقائيًا موضع التصادم بين الأداة وقطعة العمل، مما يُقلل من صعوبة الضبط اليدوي. يتيح هذا التحكم الذكي للمبتدئين إتمام تشغيل الأجزاء المعقدة مع ضمان دقة التشغيل.

5.مجلة الأدوات ومغير الأدوات

لتخزين الأدوات وإتمام التبديل التلقائي أثناء التشغيل. عادةً ما يكون مركز التشغيل الآلي المصغر ذو الخمسة محاور مزودًا بـ 12-24 أداة، بينما يمكن توسيع المعدات الكبيرة لتشمل أكثر من 200 أداة لتلبية احتياجات التشغيل متعدد العمليات للأجزاء المعقدة. عندما تقبل خدمة التشغيل الآلي ذات الخمسة محاور طلبات دفعات صغيرة، فإنها توفر الوقت من خلال تغيير الأدوات بسرعة. على سبيل المثال، تُصنع سبائك الألومنيوم صباحًا، ويُقطع الفولاذ المقاوم للصدأ مباشرةً بعد الظهر.

6. الملحقات المساعدة

• فوهة سائل التبريد: رش الماء أو الزيت أثناء القطع لمنع ارتفاع درجة حرارة المادة وتشوهها.
• ناقل الرقائق: قم بتنظيف الحطام المعدني مثل المكنسة الكهربائية لتجنب خدش قطعة العمل.
• حالة حقيقية: وجد مصنع للأجهزة الطبية مزود خدمة تصنيع CNC بخمسة محاور لمعالجة الأطراف الصناعية، لكن الطرف الآخر لم يضبط سائل التبريد بشكل صحيح، وكان سطح الفولاذ المقاوم للصدأ مليئًا بعلامات الحروق، وتم التخلص من الدفعة بأكملها من الأجزاء.

هل تقوم بالتقييم؟هل تبحث عن معدات تصنيع ماكينات CNC بخمسة محاور في المملكة المتحدة؟ بتزويدك بمعلومات حول متطلبات المعالجة الخاصة بك، تقدم JS Precision دليلاً لاختيار المكونات الأساسية لمساعدتك على اتخاذ قرارات استثمارية دقيقة.

الشكل 2: عرض منظور لمركز تصنيع CNC معقد بخمسة محاور، يوضح تخطيط المكونات الأساسية مثل المغزل ومجلة الأدوات.

كيفية إعداد نظام إحداثيات CNC ذي الخمسة محاور: دليل خطوة بخطوة

1. تحديد موضع نقطة الصفر للتصنيع

• قم بلمس سطح قطعة العمل باستخدام أداة ضبط الأدوات أو المسبار للعثور على الموضع الذي تريد استخدامه كنقطة الصفر (مثل الزاوية أو مركز قطعة العمل).
• عندما تقوم شركة JS Precision بمعالجة شفرات التوربينات، يقوم مهندسونا عادةً بضبط مركز السطح السفلي لجذر الشفرة كنقطة الصفر.

2.إدخال البيانات إلى نظام التحكم

• حدد G54 (أو G55، G56) على لوحة تشغيل أداة الماكينة وقم بملء إحداثيات نقطة الصفر المقاسة (قيم X/Y/Z).
• ملاحظة: إذا كان مركز تصنيع CNC بخمسة محاور مع قرص دوار، فيجب عليك أيضًا إدخال قيمة الزاوية الأولية لمحور الدوران (المحور A/C).

3. التعامل مع تأثير محور الدوران

• أثناء تشغيل الآلات ذات الخمسة محاور باستخدام الحاسب الآلي، قد يتم قلب قطعة العمل بواسطة القرص الدوار ، مما يتسبب في تحرك نقطة الصفر.
• الحل: قم بربط نظام الإحداثيات ومحور الدوران في برنامج البرمجة واترك النظام يعوض عن الموضع تلقائيًا.

4. التحقق من نظام الإحداثيات

• شغّل البرنامج فارغًا لملاحظة ما إذا كانت الأداة قريبة من قطعة العمل كما هو متوقع. لا تقطعها مباشرةً!
• نصيحتنا: ارفع المحور Z بمقدار 50 مم قبل المحاولة مرة أخرى، ولا تقلق في حالة تعطله.

5. التبديل بين أنظمة الإحداثيات المتعددة

• إذا كانت هناك حاجة إلى معالجة نفس قطعة العمل في مناطق متعددة، بعد ضبط G54، كرر الخطوات المذكورة أعلاه لضبط نقطة الصفر الأخرى لـ G55.
• السيناريوهات القابلة للتطبيق: على سبيل المثال، عند معالجة التجاويف وتحديد الثقوب في القالب في نفس الوقت، فإن استخدام أنظمة إحداثيات مختلفة يوفر الحاجة إلى إعادة معايرة الأداة.

الشكل 3: عرض موضع المحور Y لآلة الطحن CNC، وعلاقة النقطة الصفرية والإزاحة بين أداة الماكينة ونظام إحداثيات قطعة العمل.

5 محاور مقابل 3 محاور: كيفية التمييز؟

1.الفرق الأساسي

تُشبه أدوات الماكينة ثلاثية المحاور رسامي الإحداثيات الدقيقين، حيث لا يمكنها تحريك الأدوات إلا في ثلاثة اتجاهات خطية (أمامًا وخلفًا، يمينًا ويسارًا، أعلى وأسفل) على المحاور X/Y/Z. بناءً على ذلك، تحتوي أدوات الماكينة ذات الخمسة محاور على محوري دوران إضافيين (عادةً ما يُشار إليهما بالمحورين A/B)، وهو ما يُعادل تزويد الأداة بمفاصل ميكانيكية، مما يسمح لها بالميل بحرية أثناء القطع.

2. اختيار المشهد المناسب

اختر 3 محاور: مناسبة للميزانية المحدودة (سعر المعدات أرخص بنسبة 30٪ -70٪)، ومعالجة أجزاء الأخدود المسطحة / الضحلة (مثل أغلفة الهواتف المحمولة)، أو إنتاج دفعات صغيرة ( لا برمجة معقدة ).

اختر 5 محاور: عند مواجهة هياكل تجويف عميقة (مثل كتل أسطوانات المحرك)، أو الأسطح المنحنية ذات الشكل الخاص (غرسات الأسنان)، أو متطلبات الدقة الفائقة (محامل الفضاء الجوي)، يمكن للمحاور الخمسة إكمال العملية التي تتطلبها أدوات الماكينة التقليدية من 5 إلى 6 مشابك في المرة الواحدة.

3. الكفاءة وتوازن التكلفة

على الرغم من ارتفاع سعر شراء أدوات الماكينة ذات الخمسة محاور، إلا أن خصائص المعالجة المستمرة فيها توفر أكثر من 60% من ساعات العمل عند معالجة الأجزاء المعقدة مثل قوالب السيارات. على سبيل المثال، لتصنيع مروحة توربو من سبائك الألومنيوم، يتطلب تصنيع أدوات الماكينة ذات الثلاثة محاور 7 أيام + 3 معايرة يدوية، بينما يستغرق تصنيع أدوات الماكينة ذات الخمسة محاور يومين فقط ليكتمل تلقائيًا.

الشكل 4: يوضح هيكل المحور لآلات الطحن CNC، من الاختلافات في تكوين المحاور الثلاثة الأساسية إلى تكوين المحاور الخمسة عالية الدقة.

ما هي الصناعات التي تعتمد بشكل أكبر على تقنية معالجة CNC ذات الخمسة محاور؟

1. الصناعة الطبية

• خصائص الطلب: يجب أن تتناسب الغرسات البشرية (مثل المفاصل والصفائح العظمية) مع البنية التشريحية للمريض بشكل مثالي، مع متطلبات دقة مماثلة لسمك الشعرة (التسامح ± 0.01 مم)، ويجب أن تكون المواد متوافقة حيوياً ولها سطح أملس.
• تتميز خدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات المحاور الخمسة التي تقدمها JS Precision بما يلي: معالجة الأسطح المعقدة دفعة واحدة، وتوفير معالجة شاملة، من مفاصل سبائك التيتانيوم إلى غرسات العظام المسامية، وفقًا لاحتياجات المرضى الشخصية. يمكن إتمام نقش الأسطح ذات الأشكال الخاصة بضغطة واحدة، مما يُجنّبهم الحاجة إلى تعديلات متعددة في العمليات التقليدية.
• التطبيقات النموذجية: هيكل الكرة والمقبس لمفاصل الورك الاصطناعية، والسطح المسامي لأجهزة اندماج العمود الفقري، والقنوات الدقيقة للأدوات الجراحية قليلة التدخل.

2.صناعة الإلكترونيات

• حل نقطة الألم: تسعى المنتجات الإلكترونية إلى النحافة وخفة الوزن، ولكن المكونات الصغيرة مثل مشعات الحرارة وواجهات الشريحة تتطلب متطلبات دقة عالية للغاية (على سبيل المثال، يجب أن تكون سعة فتحات بطاقة SIM للهاتف المحمول أقل من 0.05 مم).
• يمكن تصنيع الحواف المنحنية وفتحات البطاقات الداخلية لقذائف الألومنيوم بالتوازي بواسطة مركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذي الخمسة محاور لدينا، وحتى يتم نقش فتحات وضع لوحة الدائرة على سطح المعدن لتجنب خطأ الاتصال متعدد العمليات.
• منتجات العينة: جسم معدني متكامل للكمبيوتر المحمول، مشعاع محطة قاعدة 5G، حامل رقاقة أشباه الموصلات.

3. المعالجة المخصصة

• تقويض التقاليد: في الماضي، كانت عملية الإثبات اليدوي تستغرق من أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع . يمكن لآلات CNC ذات الخمسة محاور تحويل التصميمات المعقدة (مثل نماذج أولية لمجموعة التروس) إلى أشياء مادية في غضون 48 ساعة، ويمكن التعامل مع مواد تتراوح من البلاستيك إلى ألياف الكربون.
• القيمة الأساسية لشركة JS Precision: يستطيع مهندسونا التحقق بسرعة من جدوى الهياكل ذات الأشكال الخاصة. على سبيل المثال، تُطوّر نماذج السيارات الطينية مباشرةً إلى أجزاء معدنية وظيفية قابلة للاختبار، مما يُقلّل دورة التطوير بنسبة 60%.
• الحالات النموذجية: تشكيل لمرة واحدة لمفاصل طي الطائرات بدون طيار واستعادة دقيقة لسطح إطباق الأسنان المخصص.

4.الفضاء الجوي

• المتطلبات الأساسية: تقليل وزن شفرة محرك الطائرة بمقدار غرام واحد، مما يوفر طنين من الوقود سنويًا. يجب أن تكون حوامل الأقمار الصناعية خفيفة الوزن ومقاومة للإشعاع، وأن يكون هيكل التحسين الطوبولوجي معقدًا كشبكة الأوعية الدموية.
• عتبة خدمة تصنيع الآلات CNC ذات 5 محاور: لقد اجتزنا شهادة الطيران AS9100 ويمكننا توفير معالجة على مستوى الميكرون للمكونات الرئيسية مثل غرف وقود محرك الصواريخ، وحتى تحقيق الطحن بدلاً من الطحن، والطحن المباشر لتأثير المرآة (Ra ≤ 0.1μm).
• المنتجات التي تتم معالجتها بواسطة شركتنا: فوهات وقود المركبات الفضائية (دقة تصل إلى 1 ميكرون)، الجناح المنحني، قناة تبريد فوهة محرك الصاروخ.

كيفية خفض تكاليف تصنيع الآلات ذات الخمسة محاور باستخدام الحاسب الآلي: 4 استراتيجيات عملية لتحسين الميزانية

1. انتبه إلى سعر أدوات الآلة

يتأثر سعر أدوات ماكينات CNC ذات الخمسة محاور بعوامل متعددة، حيث يبلغ سعر الطرازات العادية مئات الآلاف من الدولارات، بينما قد تتجاوز أسعار الطرازات المتطورة ملايين الدولارات. ويعتمد هذا التقلب في الأسعار بشكل رئيسي على مكانة العلامة التجارية، ونطاق المعالجة، والمواصفات التقنية، ودرجة الأتمتة.

إذا أخذنا المعدات متوسطة الحجم كمثال، فإن عرض السعر الأساسي يتركز في نطاق من 100000 إلى 200000 دولار أمريكي، ولكن إذا كان من الضروري توسيع نطاق المعالجة أو إضافة وحدات مراقبة ذكية، فقد تتضاعف التكلفة الإجمالية.

ومن الجدير بالذكر أن الشركات العاملة في مجال تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي بخمسة محاور في المملكة المتحدة تميل إلى اختيار النماذج المجهزة بأنظمة التعويض الحراري، والتي يمكنها تصحيح التشوهات الناجمة عن درجة الحرارة البيئية تلقائيًا وهي مناسبة بشكل خاص لتصنيع القوالب عالية الدقة.

2. تكوين التكلفة الأساسية

تُشكل قاعدة صب أدوات الآلة ما يقارب 25%-30% من إجمالي الاستثمار. يميل هذا الجزء إلى استخدام عملية صب رمل الراتنج لتحسين قدرته على امتصاص الصدمات. ومع ذلك، فإن العامل الحاسم في التكلفة هو ارتباطه بالمكون الأساسي لنظام التحكم في الحركة. قد يكون سعر سكة التوجيه الدقيقة المستوردة هذه ثلاثة أضعاف سعر سكة التوجيه المحلية، لكنها تحافظ على دقة تحديد المواقع المتكررة ثابتة عند ±0.003 مم .

لمن يفكرون حاليًا في شراء مركز تصنيع CNC بخمسة محاور ، يُرجى الانتباه . عادةً ما يزيد سعر المعدات المستعملة المجهزة بطاولة دوارة ذات دفع مباشر عن 15%، حيث يمكنها الدوران بسرعة 800 درجة/ثانية، مما يُحسّن كفاءة معالجة الأسطح بشكل كبير.

3. اختيار نظام البرمجيات

نظام التحكم المزود بوظيفة التشغيل التكيفي أغلى بنحو 20% من الإصدار الأساسي، ولكنه قادر على تحسين معلمات القطع تلقائيًا وإطالة عمر الأداة بنسبة 30%. عند إضافة نظام تغيير أدوات آلي (مثل مخزن أدوات بـ 24 محطة)، سترتفع تكلفة المعدات بمقدار 80,000-120,000 دولار أمريكي، ولكن هذا النوع من التكوينات يُقلل وقت تغيير الأدوات في الإنتاج الضخم إلى أقل من 10 ثوانٍ.

وفقًا لإحصائيات جمعية التصنيع البريطانية، فإن تكلفة إضافة ذراع روبوت إلى جهاز بخمسة محاور بتصميم معياري أقل بنسبة 40% من شراء الجهاز بالكامل مباشرةً. في التشغيل الفعلي لشركتنا، يمكن لأداة الماكينة ذات الخمسة محاور تحسين الكفاءة الإجمالية بأكثر من 45% عن طريق تقليل عدد مرات التثبيت.

على سبيل المثال، عند تصنيع شفرات محركات الطائرات، تتطلب العملية التقليدية خمس عمليات ، بينما يمكن إكمال المعدات ذات المحاور الخمسة بضغطة واحدة ، مما يوفر 70% من الوقت الإضافي، ويتحكم أيضًا في معدل الخردة إلى أقل من 0.05%. بالنسبة للقطع الدقيقة التي يزيد سعر الوحدة عن 1500 رطل، يعني هذا أنه يمكن تجنب خسائر مادية تبلغ حوالي 10000 رطل لكل 1000 قطعة منتجة.

4. اقتراحات ضبط التكاليف

• استراتيجية مزج المكونات ومطابقتها: يتم استخدام سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن للهياكل غير الحاملة للأحمال، وتحتفظ مكونات ناقل الحركة الرئيسية بالتكوينات المستوردة.
• انتهز فرصة الشراء: يُطلق بعض مُصنّعي المعدات البريطانيين خصومات لفترة محدودة في نهاية الربع. في فعالية بيع مركز تصنيع CNC بخمسة محاور، انخفض سعر الطراز القياسي بنسبة 12%.
• الذكاء القائم على المرحلة: قم في البداية بتكوين نظام الاستشعار الأساسي، ثم قم بالاتصال تدريجيًا بمنصة إنترنت الأشياء في المرحلة اللاحقة.
• نموذج التعاون الإقليمي: اختر العديد من شركات تصنيع الآلات ذات الخمسة محاور المناسبة بالقرب مني لبناء مركز تكنولوجي مشترك ومشاركة الحق في استخدام المعدات عالية القيمة.

زيادة سرعة المعالجة بنسبة 70%، وانخفاض التكلفة بنسبة 45%: كيف تُقدم تقنية التحكم الرقمي بالكمبيوتر (CNC) ذات المحاور الخمسة مزايا كبيرة للغرسات الطبية

خلفية القضية

عميلنا شركة رائدة في مجال الأجهزة الطبية، تُطوّر جيلًا جديدًا من جذعات مفصل الورك الفخذية الاصطناعية المصنوعة من سبائك التيتانيوم. يتميز هذا المكوّن بأسطح تشريحية معقدة، مع متطلبات عالية جدًا للتوافق الحيوي والاستقرار طويل الأمد.

على وجه التحديد، كان المتطلب الأساسي الذي طلبه العميل هو تحقيق دقة قصوى تبلغ ± 0.01 مم لضمان تطابق مثالي مع عظم المريض، مع الحاجة أيضًا إلى سطح يشبه المرآة (Ra ≤ 0.1 μm)، وهو أمر مهم جدًا لتعزيز التكامل العظمي بشكل فعال.

في المراحل الأولى من هذا المشروع، استخدم العميل آلات CNC التقليدية ثلاثية المحاور مع عمليات تثبيت متعددة. وشملت سلسلة المشاكل ما يلي:

• وقد أدى التكرار المتكرر إلى نشوء حالة حيث لم تسمح الأخطاء التراكمية بضمان التسامح على الأسطح الحرجة، وبالتالي كان ذلك مصحوبًا بمعدل خردة مرتفع.
• وفي الوقت نفسه، استغرقت عملية التصنيع الكاملة لكل قطعة أكثر من 5 ساعات ، مع قضاء وقت كبير في التعديلات اليدوية.
• ونظراً لارتفاع معدل الخردة من مواد سبائك التيتانيوم وتكاليف العمالة، كانت التكلفة لكل وحدة مرتفعة بشكل لا يمكن تحمله.

حلول JS Precision

لمواجهة تحديات العميل، قدّمنا حلاً شاملاً يعتمد على مركز تصنيع CNC عالي الجودة بخمسة محاور. اعتمدنا استراتيجية تصنيع "إعداد لمرة واحدة، تشكيل كامل".

كان أول شيء فعله فريقنا الفني هو إجراء تحليل متعمق لتصميم القدرة على التصنيع (DFM) ، وإجراء التغييرات المثالية على مسار الأداة لضمان قدرة الأداة على القطع بشكل مستمر بأفضل زاوية من الأسطح التشريحية المعقدة.

علاوة على ذلك، استخدمنا مغزلًا عالي السرعة ونظام تبريد دقيقًا، مما يُتيح للطحن المباشر الحصول على لمسة نهائية كالمرآة: Ra≤0.1μm . ونتيجةً لذلك، وفرنا على العملاء عملياتٍ لاحقة وتكاليف التلميع.

النتائج التي تم تحقيقها

لقد أدى هذا الحل إلى تحسينات هائلة في الكفاءة.

• وارتفعت كفاءة التصنيع إلى الأمام، حيث انخفض وقت معالجة القطعة الواحدة بشكل كبير من 5 ساعات إلى 1.5 ساعة، مع زيادة الكفاءة بنسبة تصل إلى 70%.
• تم تحسين جودة المنتج بشكل أساسي : وصل معدل إنتاج المنتج إلى 99.9٪، وهو ما يلبي تمامًا متطلبات الدقة الطبية والتشطيب السطحي.
• انخفضت التكلفة الإجمالية للوحدة بنحو 45%، مما ساعد عملاءنا على الفوز بميزة كبيرة في السعر في السوق شديدة التنافسية وتسريع الوقت اللازم لطرح المنتجات المبتكرة في السوق.

هل ترغب أيضًا في خفض تكلفة معالجة الأجزاء الطبية وتحسين كفاءتها؟ بتقديم متطلبات معالجة الأجزاء إلى JS Precision، يمكنك الحصول على حل مجاني لخفض التكلفة يعتمد على تشغيل الآلات باستخدام الحاسب الآلي بخمسة محاور، مما يساعدك على تعزيز قدرتك التنافسية في السوق.

الشكل 5: مفصل الورك الاصطناعي المصنوع من سبيكة التيتانيوم

كيفية اختيار خدمة تصنيع CNC ذات 5 محاور المناسبة؟

1. انظر إلى معدات الأجهزة

اسأل الشركة المصنعة مباشرةً عن ماركة أدوات الماكينة (مثل DMG الألمانية وMazak اليابانية) المستخدمة، وعدد سنوات استخدامها. بصفتنا شركة مصنعة رائدة، عادةً ما نمتلك أكثر من 10 مراكز تصنيع CNC بخمسة محاور ، والتي تلبي الطلبات الكبيرة والعاجلة في آنٍ واحد.

ركّز على فحص سرعة المغزل (١٢٠٠٠ دورة في الدقيقة على الأقل) ودقة التموضع (يُفضّل أن تكون في حدود ±٠.٠٠٥ مم). تختلف تكوينات الآلات المستخدمة في معالجة سبائك الألومنيوم وسبائك التيتانيوم اختلافًا كبيرًا.

2. اختبار القوة التقنية

يتطلب الأمر رؤية حالات معالجة قطع مماثلة، مثل أسطح وصلات الأجهزة الطبية أو مراوح الطيران. سنوفر فيديو لعملية المعالجة، وسنتيح لك أيضًا مشاهدة كيفية تعامل ورشتنا مع تفاوت الدقة الفائقة البالغ ±0.01 مم في الموقع.

3. مقارنة مرونة الخدمة

اختبار سرعة الاستجابة: أرسل رسمًا بسيطًا لمعرفة المدة التي سيستغرقها الحصول على عرض أسعار، وسوف يقوم الفريق المحترف في JS Precision بإرسال خطة العملية في غضون 24 ساعة.

اطلب الحد الأدنى لكمية الطلب . نوفر أيضًا خدمات تخصيص لمعالجة الدفعات الصغيرة والكبيرة. حتى لو كانت الرسومات معقدة، يمكننا الرد خلال ٢٤ ساعة.

4. احسب التكلفة الشاملة

من الضروري التحقق من تفاصيل التكلفة التي يقدمها المورد، وإيلاء اهتمام خاص لعدد عمليات فحص الجودة وما إذا كانت هناك رسوم إضافية لتصميم الأدوات.

تأكد من التكاليف المخفية قبل توقيع العقد: على سبيل المثال، ما هو مقدار المال الإضافي المطلوب للمواد الخاصة (مثل بلاستيك PEEK)، وما إذا كانت هناك رسوم إضافية لتعديل الرسومات.

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يعني ربط المحاور الخمسة على وجه التحديد؟

يشير الارتباط بخمسة محاور إلى الحركة المتزامنة للمحور الخطي X/Y/Z والمحور الدوار A/B، بحيث يمكن للأداة الحفاظ بشكل مستمر على زاوية القطع المثلى وتحقيق التثبيت الفردي وتشكيل الأسطح المنحنية المعقدة.

2.كم تكلفة المعدات أكثر من المحاور الثلاثة؟

يبلغ سعر المعدات ذات الخمسة محاور عادة 3-5 أضعاف سعر المعدات ذات الثلاثة محاور، أي حوالي 210،000-700،000 دولار أمريكي، اعتمادًا على دقة التكوين.

3. لماذا هو مناسب لمعالجة شفرات المكره؟

يمكن لربط 5 محاور ضبط زاوية الأداة، واستكمال معالجة السطح المنحني المعقد والجدار الرقيق للمكره في مشبك واحد، وضمان الدقة وتجنب التداخل.

4.ما هي المهارات التي يحتاجها المشغلون؟

يتطلب تشغيل المحاور الخمسة القدرة على إتقان برمجة CNC واستكشاف أخطاء النظام وإصلاحها وإدارة الأدوات ومنع الاصطدام وتحليل الرسم ثلاثي الأبعاد.

5. هل يمكن لـ CNC ذو الخمسة محاور استخدام نفس الأدوات مثل CNC ذو الثلاثة محاور؟

من حيث المبدأ، هذا النظام عالمي. ومع ذلك، للاستفادة من مزايا التشغيل السريع والفعال بخمسة محاور، نوصي عادةً باستخدام أدوات أكثر تخصصًا ومتانة، مع ضرورة زيادة صلابة وتوازن حاملات الأدوات.

6. كيف تساعد عملية التصنيع باستخدام 5 محاور على تقليل التكاليف الإجمالية؟

تُجرى عملية التشغيل متعدد الأوجه بخمسة محاور بضغطة واحدة فقط، مما يُقلل بشكل كبير من عدد مرات الضغط وتكرار العمليات الثانوية، وبالتالي يُقلل من تراكم الأخطاء ومعدل الخردة. كما يُقلل بشكل كبير من وقت المعالجة الإجمالي وتكلفة العمالة.

7. هل تقدم تحليل DFM (التصميم من أجل القدرة على التصنيع) لآلة CNC ذات الخمسة محاور؟

نعم، نولي أهمية كبيرة لتحليل DFM. تقدم JS Precision خدمات تحليل DFM مجانية لعملائها. بفضل خبرتنا الواسعة في مجال التصنيع بخمسة محاور، سيدعم مهندسونا تحسين تصميم القطع، مما يوفر التكاليف والوقت.

8.كيفية الحصول على عروض أسعار في الوقت الحقيقي لتصنيع الآلات ذات الخمسة محاور باستخدام الحاسب الآلي؟

الحصول على عرض سعر فوري سهل للغاية. تفضل بزيارة موقع JS Precision الإلكتروني لاستخدام نظام عروض الأسعار الإلكتروني لدينا لتحميل ملف تصميمك ثلاثي الأبعاد، وسيُعدّ نظامنا عرض سعر أوليًا ووقت تسليم مُقدّرًا لك فورًا، باستخدام صيغ مثل STEP أو IGES.

ملخص

تتمتع تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات الخمسة محاور بمزايا في تصنيع الأجزاء المعقدة، وخاصة في التحكم الدقيق في تفاصيل الأجزاء وتأثيرات المعالجة السطحية.على الرغم من أن تكلفة شراء المعدات أعلى من معدات المعالجة التقليدية في البداية، إلا أنها في الواقع اقتصادية للغاية بعد استخدامها لفترة طويلة. إذ يمكن تقصير وقت المعالجة بشكل كبير، كما أن جودة الأجزاء المُنتجة عالية، وتقلل من حالات إعادة العمل والإصلاح لاحقًا، مما يُقلل التكلفة الإجمالية.

في عملية تطوير قطاع التصنيع، تواجه العديد من الشركات صعوبات تقنية تتعلق بدقة المعالجة. يمكن للشركات المحتاجة التواصل مع JS Precision. توفر خدماتنا للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي بخمسة محاور استشارات مجانية حول حلول التصنيع، كما نقدم نصائح إنتاجية مخصصة بسرعة!