Dari Besar ke Mikro: Menguasai Bagian Kecil dalam Pemesinan Logam CNC
Bagaimana Satu Mesin Memulai Besar dan Pergi ke Mikro
Saat saya memulai sebagai mesin 25 tahun yang lalu, itu adalah dunia yang sangat berbeda dari apa yang kita lihat dalam layanan pemotongan logam CNC saat ini, di mana bagian (dan alat) semakin kecil dan persyaratan, semakin menuntut. Bahkan 10 tahun yang lalu, jika ada yang bertanya apakah saya akan melakukan pemesinan mikro, saya akan mengatakan “Tidak sekali! Ini TERLALU kecil, terlalu repot, terlalu banyak sakit kepala.” Tetapi kemudian saya datang bekerja di Metal Cutting Corporation, dan hidup saya — dan perspektif saya tentang layanan pemesinan presisi — berubah secara substansial.
Di sini saya, memiliki waktu yang menyenangkan dan menyukai tantangan yang datang dengan pemesinan mikro di perusahaan pemotongan logam CNC terbaik. Jadi, apa yang begitu berbeda saat saya bertransisi dari pemesinan bagian panjang 6 kaki (182,88 cm) ke bekerja di bengkel yang secara rutin membuat bagian yang 6 mm (0,236 inci) atau bahkan lebih pendek?
Toleransi yang Lebih Ketat dan Deburring yang Lebih Menantang
Di Metal Cutting, 99% bagian yang kami buat begitu kecil hingga kami harus memeriksa mereka di bawah mikroskop atau kaca pembesar untuk memastikan fitur tertentu berada dalam toleransi yang diminta pelanggan, terlihat bagus, dan bebas busur. Sebagai aturan, toleransi jauh lebih ketat saat membuat bagian kecil, dan deburring lebih menantang karena kesulitan mengakses fitur sangat kecil bagian. Bagaimana Anda melakukan deburring pada bagian dengan diameter hampir sekecil rambut manusia?
Di dunia mikro ini, mencapai toleransi ketat dan deburring mungkin tampak seperti tantangan terbesar saat bertransisi dari pemotongan bagian besar ke pemotongan bagian yang sangat kecil. Namun, di sini di bengkel Metal Cutting, saya dengan cepat belajar kami memiliki “rahasia” sendiri yang memungkinkan kami untuk mempertahankan toleransi sangat ketat dan membuat deburring lebih mudah daripada yang saya bayangkan, berasal dari dunia bagian besar.
Selain itu, saya melihat langsung bahwa saat melakukan pemotongan logam CNC bagian kecil versus besar, ada perbedaan dasar dalam bahan yang digunakan; pilihan alat yang memusingkan untuk menyelesaikan tugas yang sangat presisi; perbedaan dramatis dalam kecepatan dan avan yang digunakan saat menghasilkan bagian sangat kecil; dan bahkan perbedaan dalam cara pendingin diterapkan.
Bahan yang Lebih Menantang
Saat saya memulai pemesinan 25 tahun yang lalu, saya biasanya bekerja dengan bahan dasar seperti stainless steel 303 dan 304, kuningan, dan aluminium. Seiring waktu, bengkel pemotongan logam CNC mengembangkan spesialisasi dan pasar niche, dan ini memungkinkan saya untuk mempelajari bahan tambahan dan bekerja dengan logam “eksotis” lebih banyak.
Selain itu, proses pemotongan logam CNC sering menggunakan bahan yang sangat berbeda untuk pemesinan mikro. Misalnya, sementara nickel titanium dapat digunakan untuk membuat bagian kecil seperti klip medis, bahan ini tidak dibuat dalam ukuran lebih besar untuk membuat bagian besar seperti palang mesin. Jadi, saat saya datang ke Metal Cutting pada 2009, saya harus mempelajari pilihan logam yang sepenuhnya baru, termasuk superaliung dan bahan lain yang sangat sulit diproses. Saat saya mulai bekerja dengan tungsten dan molibdenum, saya pikir saya tidak akan pernah bisa memprosesnya sampai puas.
Untungnya, Internet — dan masih sampai hari ini — adalah sumber yang membantu yang memberikan panduan saat saya menjelajahi bahan baru dan cara berbeda untuk melakukan hal-hal dalam dunia pemesinan mikro. Misalnya, situs Practical Machinist menawarkan pilihan komprehensif forum dan thread diskusi di mana Anda dapat membandingkan catatan dan belajar dari mesin yang berpengalaman lainnya. Sumber yang baik lainnya adalah forum CNCzone.com, dari situs untuk profesional serta hobi. Sistem papan announcer untuk majalah Home Shop Machinist dan Machinist’s Workshop adalah sumber DIY yang cerdas untuk proyek sederhana; kami bahkan menggunakannya untuk melengkapi pelatihan pramugara bengkel kami.
Pilihan Alat yang Memesona dalam Pemotongan Logam CNC
Saat saya mempelajari lebih banyak tentang bahan yang lebih menuntut yang digunakan dalam layanan pemotongan logam CNC untuk bagian sangat kecil, saya juga mulai menghargai pilihan alat yang dapat bekerja dengan bahan ini dan mencapai hasil yang diinginkan tanpa patah. Demikian pula, saat saya datang ke Metal Cutting dan memulai pemesinan bagian dengan diameter semkecil rambut manusia, saya kagum dengan alat yang mampu melakukan pekerjaan yang begitu presisi, serta insinyur yang merancang mereka. Anda akan pikir sesuatu yang begitu kecil akan patah pada kecepatan dan avan yang kami butuhkan untuk menangani beban chip dari produksi ribuan bagian kecil.
Saat ini, perusahaan pemotongan logam CNC memiliki keuntungan tambahan dari alat yang, jika digunakan dengan benar, lebih kuat, lebih awet, dan lebih presisi; beberapa bahkan tidak memerlukan pendingin, dan banyak tersedia dengan lapisan yang berbeda. Faktanya, sekarang ada kemungkinan tak terbatas dalam ketersediaan alat; jika Anda dapat membayangkan tugas tertentu, seseorang mungkin telah membuat alat yang dapat melakukannya.
Kecepatan dan Avan yang Lebih Cepat
Biasanya ada perbedaan besar dalam kecepatan dan avan saat menggunakan pemotongan logam CNC untuk menghasilkan bagian sangat kecil. Saat saya pertama kali memulai pemesinan, kecepatan tertinggi yang biasanya saya gunakan adalah 2.000 RPM; 10.000 RPM di luar imajinasi terliar saya. Saat saya datang ke Metal Cutting, pekerjaan pertama yang saya lakukan memerlukan 15.000 RPM untuk membuat lubang kecil pada bagian dan, ke kagaman saya, menyelesaikannya dengan sempurna. Saat ini, saat melakukan tugas seperti memotong lubang diameter 0,013 inci (0,3302 mm), saya mungkin secara rutin mengoperasikan mesin pada kecepatan 24.000 RPM.
Secara umum, kecepatan berdasarkan pada alat yang digunakan dan pedoman produsen alat; semakin kecil alat, semakin cepat RPM secara umum. Setiap produsen memberikan rumus untuk menghitung kecepatan yang direkomendasikan dan finishing permukaan per menit (SFM). Avan akan bervariasi tergantung pada alat dan produsen, serta bahan yang dipotong dan tipe lapisan yang ada.
Mematuhi pedoman produsen untuk kecepatan dan avan minimum dan maksimum membantu baik memperpanjang umur alat dan memastikan Anda mendapatkan hasil yang baik. Saya yakin, seperti saya, 99% mesin akan mengatakan mereka memulai perlahan dan menyesuaikan sesuai kebutuhan untuk mencapai hasil yang diinginkan sambil berusaha tetap dalam parameter produsen.
Pengiriman Pendingin di Tepi Pemotongan
Dulu saat saya memulai pemesinan, proses pemotongan logam CNC hampir seragam menggunakan pendingin bendang, di mana baik alat maupun bagian dilapisi pendingin. Saat ini, 99% bengkel menggunakan pendingin melalui palang, yang memungkinkan pendingin disampaikan langsung ke tepi pemotongan dan meniup chip keluar dari area, untuk membantu mencegah alat memanas dan dari penumpukan bahan yang dapat mengaus tepi atau bahkan menyebabkan alat patah.
Apakah Anda menggunakan alat memutar, bor, end mill, atau bor membesar, sangat penting untuk memastikan chip diusir dengan benar; ini sangat benar saat Anda membuat ribuan ribuan bagian, seperti yang kami lakukan di sini di Metal Cutting. Selain itu, berbeda dengan bagian besar, dapat lebih sulit untuk mencapai di belakang potongan pada bagian kecil. Namun, pengiriman pendingin tekanan tinggi kami membantu memastikan kami tidak ada masalah dengan penumpukan chip atau patah alat; selain itu, membantu kami mencapai finishing permukaan yang indah pada bagian yang kami produksi.
Seperti dengan kecepatan dan avan, penting untuk mengikuti rekomendasi produsen alat tentang jenis pendingin yang harus digunakan dalam proses pemotongan logam CNC; melakukan ini dapat membantu menghindari patah, mengoptimalkan umur alat, dan menghemat biaya. Di sini di Metal Cutting, kami biasanya menggunakan pendingin larut air atau minyak, tergantung pada pedoman alat serta bahan yang dipotong dan preferensi mesin.
Belajar Tidak Pernah Berakhir
Dulu saya melakukan pemotongan logam CNC dengan bagian yang memiliki toleransi dari 0,020 inci (0,508 mm) hingga 0,001 inci (0,0254 mm), saat ini di Metal Cutting saya secara rutin memesin bagian dengan toleransi 0,00020 inci (0,00508 mm) atau 0,00010 inci (0,00254 mm), dengan 0,00050 inci (0,0127 mm) TIR. Membuat transisi itu memerlukan mengembangkan keterampilan baru dan menjelajahi cara berbeda untuk melakukan hal-hal.
Saya menemukan ini masih benar saat ini, saat saya terus meningkatkan keterampilan saya dan bekerja untuk menyempurnakan proses pemotongan logam CNC lebih lanjut dengan setiap proyek. Bahkan dengan pekerjaan berulang, saya menemukan saya selalu dapat membuat perbaikan — misalnya, mempercepat avan atau palang, menggunakan pendingin yang berbeda, atau menyesuaikan variabel lain untuk meningkatkan produktivitas, mempercepat waktu turnaround, dan meningkatkan efisiensi biaya.
Untuk tips tentang cara membuat spesifikasi terbaik untuk bagian logam presisi kecil Anda, unduh panduan gratis kami, How to Fine-Tune Your Quote Request to Your Maximum Advantage: Frequently Asked Questions in Small Parts Sourcing.
