Melebihi Beban: Membuat Mesin Tingkat Tinggi dalam Lanskap yang Mendominasi Trailer Traktor

Membangun Mesin untuk Kecepatan dan Efisiensi Berarti Berbuat Hal yang Berbeda

Saya telah mendengarnya ratusan kali. Di pameran, selama demonstrasi, di forum online, di media sosial… Biasanya begini:

Seseorang bertanya: “Berapa berat mesin ini?”

Saya menjawab: “DATRON ini beratnya (____) ribu pon”

Orang itu menjawab: “Cuma itu?! (Merek CNC) saya beratnya dua kali lipat!” Atau semacamnya.

Jujur, itu bukan pertanyaan yang tidak wajar. Salah satu prinsip utama mesin CNK yang akurat adalah memiliki banyak massa dalam rangkaiannya. Alasannya sangat sederhana – semakin berat mesin, semakin stabil ia adalah. Selain itu, massa tambahan berfungsi meresapkan getaran yang dihasilkan dari proses gerus. Itulah mengapa tidak jarang kita melihat mesin CNC besar dengan rangka besi cor, dengan berat sangat besar hingga perlu cor fondasi khusus untuk menopang beban tersebut.

Banyak perhatian juga diberikan pada fakta bahwa mesin DATRON adalah mesin gaya gantry/bridge, bukan gaya “C frame” yang umum digunakan di Vertical Machining Centers (VMC). Ini menarik perbandingan dengan CNC router, yang biasanya ringan dan agak rapuh, dan dibuat untuk penggerusan kayu dan bahan lunak dasar. Jadi, bagaimana mungkin mesin yang mirip router dapat bersaing dengan pesaingnya? Jawabannya sederhana: DATRON dirancang dengan tujuan tertentu.

Bingung? Izinkan saya menjelaskan. VMC yang Anda kenal dirancang untuk melakukan banyak hal, dari memotong bagian plastik kecil, hingga menggerus alloy penerbangan seperti Inconel, hingga menggerus cetakan besar dari baja perkakas. Meskipun ini hebat dalam hal kemampuan luas, ini tidak terlalu efisien. Alat mesin yang dapat memotong segala sesuatu, kecil atau besar, lunak atau keras, biasanya tidak akan menjadi terbaik dalam sesuatu pun. Itulah di mana DATRON berbeda: kami merancang mesin yang dimaksudkan untuk membuat Bagian DATRON (untuk contoh bagian DATRON yang baik, kunjungi halaman Aplikasi Penggerasan CNC kami).

Ini tentang memiliki alat yang tepat untuk pekerjaan. Saya selalu suka menggunakan analogi untuk menyampaikan poin ini: Jika Anda adalah pembedah otak, Anda perlu skalpel, tidak perlu machete. Seorang tukang kayu perlu palu cakar, tidak perlu palu besar. Jika Anda adalah pembalap balap, Anda perlu Porsche, tidak perlu Peterbilt. Itu yang paling saya sukai, pribadi. Truk semi hebat untuk mengangkut beban berat, tetapi buruk dalam menangani belokan tajam. Jika Anda memiliki bagian yang tepat, menggunakan VMC normal daripada DATRON seperti mengemudikan truk trailer traktor di balap: Anda dapat menyelesaikan balapan, tetapi Anda tidak akan bawa pulang emas.

Jadi, mari kita uraikan apa yang membuat DATRON seperti mobil balap dalam dunia CNC.

Itu Sebarat yang Diperlukannya

Pertama dan utama – layak untuk disebutkan bahwa DATRON bukan mesin ringan, ini hanya tidak seberat mesin serupa dari produsen VMC yang Anda kenal. Misalnya, meskipun ukurannya kecil, neo beratnya lebih dari 1.500 lbs. M8Cube sekitar 3.000 lbs, MLCube hampir 3 ton, dan MXCube beratnya setara dengan keduanya, digabungkan. Sedikit yang dapat mengatakan bahwa mesin 4 ton adalah “ringan”. Sebagian besar berat mesin ada di pengecoran utama. Untuk seri Cube, itu adalah meja mesin, sementara di neo, itu adalah portal. Diukung oleh rangka baja kuat dan rigid.

Pada Cubes, gantry dirancang secara kritis untuk se-ringan mungkin, sambil tetap mempertahankan kekakuan torsional dan stiffness yang tinggi. Penekanan ini pada menjaga komponen seberat yang diperlukan membayar besar saat saatnya untuk menggerus.

Sedikit yang mengatakannya lebih baik dari Tim Paul, Product Manager untuk Fusion 360 CAM di Autodesk (@oneeartim di Instagram),

Dengan berat dan kekakuan komponen, DATRON memiliki kemampuan percepatan yang sangat baik yang sering kali melampaui pesaing. Meskipun tidak mustahil untuk VMC besar dan berat untuk mencapai kecepatan serupa, ini kemudian membutuhkan motor yang jauh lebih besar, perawatan yang lebih sering, dan jumlah energi listrik yang jauh lebih tinggi. Pada akhirnya, DATRON dirancang di sekitar jenis bagian yang paling baik dihasilkan olehnya, dan oleh karena itu, tidak perlu terlalu berlebihan dalam konstruksinya.

Itu Dibuat dari Bahan yang Tepat

Keputusan desain kunci lain yang membantu membuat mesin kami se-rigid mungkin adalah penggunaan beton polimer untuk pengecoran meja/portal. Di industri VMC, penggunaan besi cor untuk bahan rangka adalah umum. Itu masuk akal, afinal, karena besi cor berat dan relatif stabil termal. Namun, besi cor memiliki sedikit kelemahan ketika berkaitan dengan demping getaran. Demping getaran pada dasarnya adalah kemampuan bahan untuk meresapkan energi getaran alih-alih mentransfer osilasi di seluruh struktur. Beton polimer (kadang disebut epoxy granite) jauh lebih baik dalam meresapkan getaran dibandingkan besi cor atau bahan dasar umum lainnya.

Sebuah analogi yang baik untuk ini adalah memikirkan simbal pada rangka drum. Alasannya terbuat dari logam perunggu adalah karena kemampuan buruknya untuk meresapkan getaran – sehingga, mereka berezonansi saat Anda memukulnya. Pada rangka drum, itu hebat, tetapi pada mesin CNC, itu buruk. Getaran berlebihan dapat menyebabkan finishing permukaan yang buruk, ketidakakuratan bagian, dan umur komponen mesin yang berkurang. Untuk mengatasi masalah ini pada VMC tradisional dengan rangka besi cor, Anda harus bergantung pada menambahkan lebih banyak massa untuk melawan getaran. Namun, dengan DATRON, struktur inti diperkuat dengan beton polimer – menambahkan berat yang besar sambil juga memiliki properti demping getaran yang unggul.

Menggunakan Strategi Penggerasan Kecepatan Tinggi

Salah satu alasan penting mengapa DATRON dapat dibangun dengan cara ini adalah bagaimana Anda menggunakannya. Pada mesin tradisional, spindle RPM rendah, torsi tinggi adalah hal biasa, dan gaya pemotongan yang besar yang dihasilkan membutuhkan mesin yang kokoh untuk menangani getaran dan stres. DATRON secara inherent berbeda dari awal – karena mesin difokuskan pada bagian dan bahan tertentu, pilihan spindle dapat disesuaikan jauh lebih tepat, dan itu mengubah segalanya.

Spindle DATRON yang paling lambat memiliki kecepatan maksimum 30.000 RPM, dengan yang lain mencapai hingga 60.000 RPM. Alasannya jelas – fokus pada alat potong kecil. Karena alat tidak pernah melebihi 1 inci diameter, kebutuhan untuk kecepatan rendah dan torsi tinggi tidak diperlukan. Semakin kecil alat potong, semakin cepat Anda perlu memutarinya untuk menjadi efisien. Ini adalah tempat lain di mana DATRON akan membuat kemampuan yang signifikan dibandingkan VMC tradisional: saat alat di bawah 1/4”, efisiensi mulai menurun dengan cepat. Itulah juga mengapa DATRON mengembangkan garis alat potong sendiri – untuk menjadi lebih efisien dan produktif dengan spindle kecepatan tinggi.

Serta efisiensi menggunakan alat kecil, DATRON dapat memanfaatkan percepatan cepatnya untuk menggunakan strategi penggerasan kecepatan tinggi (HSM) yang menjadi cukup populer dengan perangkat lunak CAM modern (misalnya – Dynamic Motion dari MasterCAM, Adaptive Milling dari Autodesk). Strategi penggerusan ini melakukan pekerjaan bagus dalam mengurangi gaya pemotongan yang dihasilkan dari penggerasan kantong (terutama di sudut-sudut sempit) yang dapat sangat berguna untuk mempertahankan umur alat potong kecil. Semua mesin dapat mendapat manfaat dari strategi ini, tetapi manfaatnya bahkan lebih besar pada mesin yang dibangun khusus untuk penggerasan kecepatan tinggi.

Jadi, cerita pendeknya, ada banyak VMC standar di pasar, tetapi DATRON bukan salah satunya. Ini sangat sengaja karena kami merancangnya dari konsep awalnya untuk cakupan pekerjaan yang sempit sehingga mereka dapat benar-benar unggul dalam aplikasi yang tepat. Seperti yang saya katakan, itu seperti memiliki mobil balap dalam dunia truk semi. Apakah Anda siap untuk balapan?