Bagaimana Mendesain Suku Cadang Menggunakan Mesin CNC?

Bagi kebanyakan orang, pengetahuan tentang teknologi manufaktur dan pembuatan prototipe saat ini sebagian besar terdiri dari apa yang mereka pelajari di sekolah atau apa yang mereka temukan di internet.

Banyak yang setidaknya samar-samar akrab dengan proses pencetakan 3D, yang dapat menawarkan kemungkinan manufaktur yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. Tetapi meskipun pencetakan 3D menjadi lebih populer, itu masih tidak dapat menandingi peluang yang diberikan oleh berbagai mesin CNC yang digunakan oleh banyak perusahaan di seluruh dunia.

Meskipun kurang dikenal oleh orang-orang di luar industri, permesinan CNC menjadi tidak kurang dari revolusioner ketika diperkenalkan, dan tetap menjadi metode manufaktur yang tak tergantikan yang sangat penting untuk berbagai industri, termasuk dirgantara, kedokteran, dan industri otomotif.

Tapi apa itu mesin CNC? Dan bagaimana Anda bisa menggunakannya untuk mendesain berbagai bagian?

Mari kita jelajahi proses mendesain suku cadang dengan mesin CNC dan keputusan yang perlu Anda buat di bawah ini.

Apa itu Mesin CNC?

Mesin CNC (Computer Numerical Control) adalah jenis permesinan yang menggunakan arahan komputer untuk melakukan tugas dan gerakan tertentu.

Dibutuhkan sepotong stok bahan dan kemudian menggunakan berbagai bor, mesin bubut, dan penggilingan untuk memotongnya sampai bagian tersebut memenuhi dimensi yang tepat dari desain digital yang digunakan sebagai dasar.

Tidak seperti pencetakan 3D, yang membentuk bahan bersama-sama untuk membentuk suatu bentuk, pemesinan CNC adalah proses subtraktif yang memotong lapisan bahan hingga bentuk yang diinginkan tercapai.

Perbedaan penting lainnya adalah proses CNC itu sendiri. Tidak seperti mesin yang dioperasikan secara manual, proses dengan teknologi CNC sepenuhnya otomatis, yang berarti bahwa pengawasan yang lebih sedikit diperlukan untuk menjalankan sebuah proyek.

Terlebih lagi, proses otomatis juga berarti bahwa kemungkinan kesalahan manusia dikurangi seminimal mungkin, dan setiap salinan bagian identik dengan aslinya, hingga detail terkecil yang dapat diidentifikasi.

Namun, meskipun prosesnya bisa sangat efisien, ada banyak hal yang perlu dipertimbangkan untuk menghindari kesalahan yang merugikan dan memastikan proyek berjalan lancar.

Mari kita bahas beberapa pertimbangan terpenting terkait mesin CNC untuk memberi Anda pemahaman yang lebih baik tentang proses di balik perancangan berbagai suku cadang.

Jenis Mesin CNC

Meskipun mesin CNC mungkin tampak seperti istilah yang cukup spesifik, sebenarnya mencakup berbagai jenis mesin yang berbeda, seperti mesin penggilingan CNC atau mesin bubut.

Mesin yang berbeda memiliki kekuatannya sendiri, serta kegunaannya yang khas, yang penting untuk diketahui jika Anda ingin mencapai hasil terbaik.

Sebuah mesin bubut adalah pilihan yang populer, terutama untuk merancang bentuk silinder, karena memberikan keserbagunaan dan efektivitas biaya yang sulit ditandingi oleh jenis manufaktur lainnya.

Opsi standar lainnya adalah mesin router CNC , yang merutekan jalur pahat dalam 3-sumbu, menawarkan berbagai kemungkinan untuk membuat suku cadang sekaligus mengurangi bahan yang terbuang seminimal mungkin.

Kemudian Anda memiliki dua jenis mesin penggilingan – mesin penggilingan CNC vertikal dan mesin penggilingan CNC horizontal . Keduanya menggunakan alat pemotong yang sejajar dengan alas mesin, dengan perbedaan utama adalah salah satunya vertikal, dan lainnya horizontal.

Material Kemungkinan

Saat merancang dan membuat suku cadang, salah satu keputusan besar pertama yang harus Anda buat adalah jenis bahan yang ingin Anda gunakan.

Dan kabar baiknya adalah ada banyak pilihan material untuk dipilih saat Anda menggunakan mesin CNC untuk membuat prototipe atau membuat suku cadang Anda.

Beberapa faktor yang mungkin harus Anda pertimbangkan saat membuat pilihan termasuk seberapa tahan lama dan keras yang Anda butuhkan, kekakuannya, ketahanannya terhadap berbagai bahan kimia, serta fungsi mekanisnya. Dalam beberapa kasus, pertimbangan estetika mungkin juga berperan, meskipun faktor lain harus didahulukan.

Hal hebat tentang mesin CNC adalah mereka dapat menangani berbagai macam logam yang berbeda, termasuk baja, tembaga, kuningan, dan aluminium, hanya untuk beberapa nama. Ini berarti Anda dapat menyesuaikan desain Anda sesuai dengan persyaratan uniknya dan memanfaatkan kualitas unik dari berbagai jenis logam.

Dalam beberapa kasus, plastik mungkin lebih masuk akal, yang juga dapat ditangani oleh mesin CNC dengan mudah. Nylon mungkin merupakan opsi yang paling populer, tetapi Anda juga dapat menggunakan ABS, polikarbonat, Delrin, dan bahkan PTFE jika Anda memerlukan opsi yang memiliki tingkat penyerapan kelembapan rendah.

Kesesuaian Persyaratan

Ada alasan mengapa NASA dan program luar angkasa lainnya banyak menggunakan permesinan CNC – ini adalah proses manufaktur yang membantu mencapai presisi tak tertandingi di setiap bagian.

Namun meskipun teknologinya sangat akurat, biasanya masih ada toleransi untuk seberapa besar dimensi dapat menyimpang, meskipun jumlahnya umumnya minimal.

Toleransi standar untuk mesin CNC adalah ± 0,125 milimeter, yang hampir tidak mungkin diperhatikan. Tetapi bahkan itu bisa menjadi toleransi yang terlalu besar dalam situasi di mana setiap pecahan milimeter penting, dan toleransi itu mungkin diperketat hingga ± 0,050 mm atau bahkan kurang.

Saat merancang bagian, Anda perlu mengetahui dengan tepat berapa banyak toleransi yang dapat Anda izinkan dan mempertimbangkan potensi manfaat meminimalkan penyimpangan terhadap peningkatan biaya pengurangan toleransi di luar standar.

Pertimbangkan bahwa, dalam banyak kasus, mesin CNC sudah sangat akurat, jadi kemungkinan ketidaksempurnaan tidak akan berdampak pada kinerja dan kesesuaian bagian Anda.

Anda juga harus memikirkan desain suku cadang Anda dan cara mengubahnya agar lebih sesuai dengan kemampuan mesin CNC.

Misalnya, jika desain Anda membutuhkan lubang, Anda mungkin dapat mengurangi biaya dengan membuatnya bekerja sepenuhnya daripada hanya mengebor sebagian material saja dengan mesin.

Anda juga harus mempertimbangkan seberapa tipis Anda dapat membuat dinding. Itu tidak hanya bergantung pada desain itu sendiri tetapi juga pada bahan yang akhirnya Anda pilih untuk proyek Anda.

Terakhir, hindari fitur kompleks untuk bagian Anda, karena hal itu dapat membatasi pemilihan mesin CNC yang dapat menangani tugas tersebut. Yaitu, pertimbangkan apakah Anda membutuhkan undercut pas atau t-slot, karena akan membutuhkan perkakas khusus dan banyak usaha.

Opsi Selesai

Pertimbangan utama lainnya saat mendesain suku cadang menggunakan mesin CNC adalah hasil akhir yang Anda inginkan untuk suku cadang Anda. Ada beberapa opsi untuk dipilih, jadi Anda perlu mempertimbangkan apakah ketidaksempurnaan penyelesaian yang tidak memengaruhi kinerja bagian adalah sesuatu yang dapat Anda izinkan.

Saat menggunakan mesin penggilingan CNC, kemungkinan hasil akhir penggilingan, meskipun sangat presisi, akan meninggalkan bekas pahat yang terlihat, yang dapat berdampak pada estetika bagian tersebut.

Anodisasi adalah penyelesaian lain yang mungkin – ini adalah proses menambahkan film oksida pada bagian logam menggunakan elektrolit. Jenis lapisan akhir ini memiliki beberapa variasi yang berbeda, dengan beberapa lebih cocok untuk dirgantara dan lainnya lebih cocok untuk suku cadang mesin dan berbagai aplikasi lainnya.

Anda juga dapat memilih opsi peledakan manik, yang merupakan proses menghilangkan endapan permukaan dengan menerapkan manik-manik kaca halus pada tekanan tinggi. Peledakan manik dianggap sebagai pilihan yang baik jika Anda ingin membuat bagian Anda lebih estetis. Namun, prosesnya melibatkan tenaga kerja manual, yang berarti selalu ada kemungkinan ketidaksempurnaan.

Kiat Penting

Seperti yang dapat Anda bayangkan, menggunakan mesin CNC untuk merancang suku cadang dapat menjadi proses rumit yang melibatkan banyak keputusan penting, jadi berikut adalah beberapa kiat yang akan membantu Anda mencapai hasil terbaik.

Untuk satu hal, berhati-hatilah dalam membiasakan diri dengan keterbatasan bahan dan jenis pemesinan yang ingin Anda gunakan. Pemesinan CNC memiliki kelebihan dan kekurangan, dan beberapa bagian tidak cocok untuk dibuat menggunakan teknologi ini.

Dinding tipis, fitur kecil, dan bahkan rongga yang tidak biasa semuanya tidak hanya dapat meroketkan biaya proyek Anda, tetapi juga membuat bagian tersebut menjadi kurang stabil.

Namun, setiap desain bagian adalah unik, jadi terkadang satu-satunya cara untuk memastikan Anda mencapai hasil yang Anda inginkan adalah dengan berkonsultasi dengan orang yang pernah menghadapi situasi serupa sebelumnya.

Jika Anda memilih perusahaan permesinan CNC yang andal, mereka dapat melihat persyaratan suku cadang Anda dan memberi Anda panduan tentang alat dan mesin mana yang paling cocok untuk menangani pekerjaan tersebut.

Spesialis yang berpengalaman juga dapat melihat desain Anda dan memberikan saran tentang bahan terbaik untuk digunakan, hasil akhir yang sesuai dengan kebutuhan Anda, dan mesin mana yang akan memberi Anda solusi yang paling hemat biaya, serta hasil yang paling konsisten dan andal. .

Mereka juga dapat memberi Anda wawasan khusus dalam berbagai situasi, membantu menghindari masalah mahal seperti deformasi bagian dalam permesinan CNC aluminium.

Terkadang, Anda mungkin menemukan bahwa perubahan kecil pada desain yang tidak memengaruhi kinerja bagian Anda dapat membantu mengurangi biaya produksi secara signifikan, jadi sangat berharga untuk meluangkan waktu untuk menjelajahi opsi Anda di awal seluruh proses.