هذا هو تحول CNC باختصار، لكن هذا لا يوضح حقًا ما تغير. تبين أن الجزء الذي أراني - كان مخصصًا للمعدات الطبية. بعض مكونات الأدوات الجراحية. كانت التفاوتات ضيقة، مثل ±0.0005 بوصة. في المخرطة اليدوية، ستحتاج إلى ميكانيكي ماهر حقًا، وربما يكون جزء من كل خمسة أجزاء خردة. CNC؟ صفر الخردة في ذلك اليوم. أخبرني جاي أنهم سيعرضون 500 قطعة هذا الأسبوع دون رفض واحد.
لقد كنت أبحث في التصنيع لمدة 15 عامًا تقريبًا، وتعد عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي واحدة من تلك التقنيات التي حولت الصناعة بالكامل ولكنها تظل بطريقة ما غير مرئية إلا إذا كنت تصنع الأشياء بالفعل.
مشكلة المخرطة اليدوية (لماذا هذا مهم)
دعونا نعود قليلا. المخارط التقليدية موجودة منذ - لا أعلم، مصر القديمة أم شيء من هذا القبيل؟ بالتأكيد قرون. لم يتغير المفهوم الأساسي أبدًا: تقوم بتدوير الجزء وتمسك بأداة القطع وتشكله عن طريق إزالة المواد. بسيط.
المشكلة هي أن المخارط اليدوية تتطلب مهارة جدية. لقد شاهدت ميكانيكيًا رئيسيًا في مدرسة تجارية في كليفلاند - كان هذا في عام 2017 وربما - يقضي 45 دقيقة في تعليم الطلاب كيفية مواجهة جزء ما. مجرد جعل النهاية مسطحة. خمس وأربعون-خمس دقائق لشيء يبدو تافهًا. يتطلب التنسيق بين اليد-والعين، والشعور بالمادة، ومعرفة متى تصبح الأداة مملة -، ولا يمكنك تدريس ذلك في الفصل الدراسي. يستغرق سنوات.
وحتى ذلك الحين، فإن الاتساق أمر صعب. نفس الميكانيكي، نفس الإعداد، ستختلف الأجزاء قليلاً من دفعة إلى أخرى. ربما في حدود التسامح، وربما لا. أخبرني أحد الأشخاص في متجر ميلووكي أنه كان يعمل في المخارط اليدوية لمدة 20 عامًا قبل أن يجلبوا CNC. "في بعض الأيام، كان كل شيء على ما يرام، وكانت الأجزاء تعمل بشكل مثالي. وفي أيام أخرى، كنت أقاوم الماكينة طوال فترة التحول وينتهي بي الأمر بالخردة. ولم أتمكن أبدًا من معرفة السبب."
ما الذي يفعله CNC فعليًا (جزء الكمبيوتر)
CNC - التحكم العددي بالكمبيوتر. في الأساس، تقوم ببرمجة الإحداثيات وقطع المسارات في الكمبيوتر، ثم تتبعها الآلة تمامًا. في كل مرة. لا يوجد اختلاف، لا توجد أيام راحة، لا "لم أنم جيدًا لذا فإن أجزائي خارج المواصفات قليلاً."
يشير جزء الدوران تحديدًا إلى العمليات التي تتم على آلة من نوع المخرطة-. تدور الأجزاء، وتتحرك أداة القطع في مسارات مبرمجة لإنشاء الشكل الذي تريده. على عكس الطحن باستخدام الحاسب الآلي حيث تدور الأداة ويكون الجزء ثابتًا. حيوان مختلف تمامًا رغم أن الناس يخلطون بينهم.
أتذكر التحدث إلى أحد المبرمجين في Haas open house - في دالاس على ما أعتقد، 2018 أو 2019 - والذي قال إن الاختراق لم يكن في الحقيقة الأجهزة. الأجهزة واضحة جدًا. "السحر يكمن في أنظمة التحكم ولغات البرمجة. كود G-يبدو بسيطًا ولكن الحصول على جزء معقد بشكل صحيح من المحاولة الأولى؟ هذا فن."
وضع البرمجة (أكثر فوضى مما تعتقد)
عند الحديث عن البرمجة -، يصبح الأمر فوضويًا بطرق لا يتوقعها الناس. هناك وحدات تحكم مختلفة، وحزم برامج مختلفة، ومعالجات ما بعد- مختلفة. تتمتع كل من Fanuc وSiemens وHaas وMazak - بميزاتها الخاصة.
رمز G- هو اللغة القياسية. من الناحية النظرية. ومن الناحية العملية، تفسر كل آلة أوامر معينة بشكل مختلف قليلاً. لقد شاهدت مهندسًا في شركة تصنيع متعاقدة في ميشيغان - ربما كان هذا 2020 - يقضي ساعتين في تصحيح الأخطاء بسبب خروج جزء ما بمقدار 0.003 بوصة. اتضح أن Mazak قام بتفسير أمر كود G - محدد بشكل مختلف عن أجهزة Haas الخاصة بهم. نفس البرنامج ونتائج مختلفة
وقال: "لهذا السبب نفرض رسومًا باهظة مقابل الإعداد". "كل جزء جديد يمثل لغزًا. حتى لو قمت بتشغيل أجزاء مماثلة من قبل."
تستخدم معظم المتاجر الآن برنامج CAM - التصنيع بمساعدة الكمبيوتر. ترسم الجزء في CAD، وتقوم CAM بإنشاء مسارات الأدوات وكود G-. يبدو الأمر آليًا ولكنه ليس كذلك. لا يزال يتطلب معرفة جادة حول سرعات القطع ومعدلات التغذية واختيار الأداة وعقد العمل. لقد رأيت مبرمجين يتمتعون بخبرة 30 عامًا وما زالوا يتعلمون حيلًا جديدة.
المواد مهمة أكثر مما يدركه الناس
المادة التي تحولها تغير كل شيء. قطع الألومنيوم مثل الزبدة - ناعمة وسهلة الاستخدام على الأدوات وسرعات دوران سريعة. يتطلب الفولاذ سرعات وأعلافًا مختلفة. الفولاذ المقاوم للصدأ هو الاستيلاء، ويريد أن يعمل بجد. التيتانيوم؟ انسى الأمر. المواد باهظة الثمن، والأدوات باهظة الثمن، والسرعات البطيئة، تولد حرارة جنونية.
كنت في أحد موردي الطيران في ولاية كونيتيكت - ربما 2016 - أشاهدهم وهم يقومون بتشغيل مكونات معدات الهبوط المصنوعة من التيتانيوم. تكلفة إدراجات الكربيد التي استخدموها تبلغ 40 دولارًا لكل منها وتستمر ربما 30 جزءًا قبل أن تحتاج إلى الاستبدال. قال لي مدير العمليات: "إننا ننفق على الأدوات أكثر مما ننفقه على المواد الخام في بعض الأحيان".
تعمل المواد الصلبة أيضًا على الضغط على الماكينة بشكل مختلف. يمكن لمخرطة CNC رخيصة الثمن التعامل مع الألومنيوم طوال اليوم. حاول تشغيل الفولاذ المقسى وستسمع أن الأمور تبدأ في الشكوى. تتآكل المحامل بشكل أسرع، وتتفكك البراغي الكروية، وتتدهور دقة تحديد المواقع.
أحد المتاجر التي قمت بزيارتها في تكساس - متجر وظائف صغير، عملية عائلية - كان به مخرطتان-متطابقتان باستخدام الحاسب الآلي. "لماذا اثنان؟" سألت. ضحك مالك. "هذا مخصص للألمنيوم والبلاستيك. وهذا مخصص للصلب والمواد الصلبة. إذا قمت بتشغيل مواد صلبة على ماكينة الألومنيوم، فلن تتحملها خلال ستة أشهر. تعلمت ذلك بالطريقة الباهظة الثمن."
التسامح (الشيء الذي لا يفكر فيه أحد خارج التصنيع)
التفاوتات هي المكان الذي يتألق فيه تحول CNC حقًا. تهدف معظم الآلات اليدوية إلى ±0.005 بوصة أو ±0.010 بوصة. جيدة جدًا لعمليات اليد. تحتوي مخارط CNC الحديثة بشكل روتيني على ±0.0005 بوصة، وبعضها يمكن أن يحمل ±0.0001 بوصة في ظل الظروف المناسبة.
قد يبدو ذلك بمثابة دقة لا معنى لها، لكنه مهم للغاية. تحتاج أجزاء المحرك - ومكونات المحرك وأعمدة نقل الحركة - إلى تفاوتات مشددة لتعمل بشكل صحيح. الأجهزة الطبية أكثر من ذلك. لقد تحدثت إلى رجل يصنع غرسات جراحية وقال إن تفاوتاته كانت في بعض الأحيان في أعشار - 0.0001 بوصة. "عند هذا المستوى، تكون درجة الحرارة في المتجر مهمة. وقد يؤدي تمدد المواد الناتج عن الحرارة إلى إخراجك من المواصفات."
الفضاء الجوي هو الأسوأ. أو الأفضل حسب المنظور. قمت بزيارة مقاول دفاع خارج سياتل - ولا أستطيع تحديد أي منهم، NDA وكل ذلك - وكانوا يحولون أجزاء للمحركات النفاثة. وكانت التسامح سخيفة. مثل ±0.00005 بوصة في بعض الميزات. أظهر لي الميكانيكي تقرير التفتيش. تم قياس-سبعة وعشرون بُعدًا لجزء واحد، ويجب أن تكون جميعها في حدود بضعة أجزاء من عشرة-من الألف.
"كيف يمكنك قياس ذلك بدقة؟" سألت. وأشار إلى غرفة التفتيش-التي يتم التحكم في مناخها. "يتم التحكم في درجة الحرارة حتى ±1 درجة فهرنهايت، وألواح سطح الجرانيت، والماسحات الضوئية بالليزر. وتكلف معدات الفحص أكثر من تكلفة ماكينة CNC."
اختيار الأداة (التعقيد السري)
أدوات القطع هي عالم خاص بها من التعقيد. إدراجات كربيد، وأدوات سيراميك، وCBN (نيتريد البورون المكعب)، والماس. أشكال هندسية مختلفة، وطلاءات، وقواطع للرقائق. كل مادة وعملية تحتاج إلى أدوات محددة.
لقد أمضيت يومًا في مركز Sandvik Coromant الفني - وكان هذا في ولاية أوهايو، ربما 2015 - وكان لديهم ما يقرب من 50000 خيار إدراج مختلف. خمسين الف. أظهر لي مهندس التطبيقات كيف يؤثر تغيير هندسة الإدخال بكميات صغيرة على تكوين الرقاقة، وقوى القطع، والتشطيب السطحي، وعمر الأداة.
وقال "معظم المتاجر تستخدم ربما 10-15 إدراجًا مختلفًا في 90% من أعمالها". "لكن هذا الأخير هو 10% - من المواد الغريبة، والتفاوتات الصارمة، والأشكال الهندسية الصعبة - وهنا تكمن أهمية معرفة أدواتك."
التكلفة تختلف بشكل كبير أيضا. قد تكون تكلفة إدراجات الكربيد الأساسية 8-10 دولارات لكل منها. إدراجات مغلفة فاخرة للمواد غير القابل للصدأ أو الغريبة؟ 40-50 دولارًا. إدراجات CBN للصلب المتصلب؟ $200+. ويبلون. جزء من التكاليف الخفية لتحويل CNC التي لا يفكر فيها الناس.
الأدوات الحية (حيث تجتمع الخراطة مع الطحن)
تحتوي مخارط CNC الحديثة غالبًا على أدوات "أدوات حية" - يمكنها الطحن والحفر والنقر أثناء بقاء الجزء في المخرطة. يطمس الخط الفاصل بين مراكز الدوران والطحن.
رأيت هذا في متجر في ولاية مينيسوتا يصنع أجسام الصمامات الهيدروليكية. الأجزاء المعقدة، والكثير من الثقوب المتقاطعة، والثقوب المخروطية، والمسطحات المطحونة على أجسام أسطوانية. يستخدم للمطالبة بإعدادات متعددة - قم بتشغيل المخرطة، والانتقال إلى المطحنة، وربما العودة إلى المخرطة. والآن يقومون بكل شيء في إعداد واحد في مركز طاحونة الدوران-.
أخبرني مدير الإنتاج أن "وقت الإعداد انخفض بنسبة 60%". "ولقد تحسنت الدقة لأننا لا ننقل الجزء بين الآلات. ففي كل مرة تقوم فيها بإعادة تجميع جزء ما، فإنك ترتكب خطأً محتملاً."
لكن البرمجة تصبح أكثر تعقيدًا. أنت الآن تقوم بتنسيق التدوير، وتحديد موضع الأداة، وتدوير الأداة الحية، والمبرد - الكثير من المتغيرات. قال أحد المبرمجين الذين تحدثت إليهم في مؤتمر في شيكاغو إن تعلم الأدوات الحية ضاعف وقت البرمجة في البداية. "لقد استغرق الأمر عامين قبل أن أشعر بالارتياح. والآن لا أستطيع أن أتخيل العودة."
مخارط -سويسرية (ابن العم الغريب)
تعتبر المخارط من النوع السويسري-سلالة مختلفة تمامًا. تم تطويرها في الأصل لصناعة الساعات السويسرية - ومن هنا جاء الاسم - وهي مصممة للأجزاء الطويلة الرفيعة التي قد تنحرف في المخرطة العادية.
يتم تغذية الجزء من خلال جلبة توجيه قريبة من أداة القطع. لا ترى الأداة سوى ربع-بوصة من طول الجزء في المرة الواحدة، ويتم دعم الراحة. يتيح لك تحويل الأجزاء الطويلة والنحيفة دون مشاكل في الانحراف.
تمت زيارة إحدى الشركات المصنعة للأجهزة الطبية في كاليفورنيا - منطقة Silicon Valley - والتي كانت تدير آلات سويسرية تصنع مكونات جراحية صغيرة. ربما كان قطر الأجزاء 2 مم وطولها 50 مم. الفولاذ المقاوم للصدأ. التسامح في أعشار. "جرب ذلك على مخرطة عادية والجزء ينثني، فالثرثرة تدمر تشطيب سطحك، ولا يوجد شيء يمكن تحمله،" أوضح سائق الميكانيكا الرئيسي.
لكن الآلات السويسرية غالية الثمن. قد يكون مستوى الدخول 100 ألف دولار أمريكي،{2}}وتصل المستويات العليا إلى 500 ألف دولار أمريكي أو أكثر. وهم صعبون. يتطلب الأمر محاذاة دقيقة حقًا، وأدوات صغيرة يمكن كسرها بسهولة، وبرمجة معقدة.
أخبرني أحد أصحاب المتاجر في ولاية مينيسوتا، "لقد اشترينا مخرطة سويسرية ظنًا منا أنها ستحل جميع مشاكلنا-في الأجزاء الصغيرة. واستغرق الأمر منا تسعة أشهر للحصول على أجزاء جيدة باستمرار. وكادنا أن نستسلم ونبيع الشيء." في النهاية اكتشفوا الأمر، والآن يعمل 24/7. لكن منحنى التعلم حاد.
الأتمتة (إلى أين يتجه هذا)
الأتمتة هي الهوس الحالي. مغذيات شريطية تغذي المواد الخام تلقائيًا. أذرع الروبوت التي تقوم بتحميل الفراغات وتفريغ الأجزاء النهائية. تقوم بعض المتاجر بتشغيل الأضواء-لتصنيع - آلات تعمل طوال الليل دون وجود أحد.
لقد قمت بزيارة أحد مصنعي أدوات التثبيت في ولاية إنديانا - وربما كان هذا 2021 - يشغل 20 مخرطة CNC مع وجود عاملين اثنين في نوبة العمل. وكان الباقي آليا. حافظت مغذيات القضبان على إمداد الآلات، وإسقاط الأجزاء في الصناديق، وقامت الناقلات بنقل المواد. وقال مدير المصنع: "كنا ندير هذه الآلات بمشغل واحد لكل آلتين". "الآن أصبح عامل واحد لكل عشرة، ونحن نتجه نحو واحد لكل خمسة عشر."
الاستثمار جدي بالرغم من ذلك. قد تتراوح تكلفة وحدة التغذية الجيدة من 20 ألف إلى 40 ألف دولار. يمكن أن تتراوح تكلفة الخلايا الروبوتية ما بين 100 ألف إلى 250 ألف دولار اعتمادًا على مدى تعقيدها. يكون الأمر منطقيًا فقط إذا كنت تقوم بتشغيل كميات كبيرة.
المتاجر الصغيرة تكافح مع هذا. تحدثت إلى صاحب متجر وظائف في ولاية بنسلفانيا الذي قال: "نحن نصنع ما بين 50 إلى 500 قطعة في المرة الواحدة. وقت الإعداد يقتلنا ولكن الأحجام ليست عالية بما يكفي لتبرير التشغيل الآلي. نحن عالقون في هذه الأرضية الوسطى."
مراقبة الجودة (مشكلة التفتيش)
مراقبة الجودة هي النقطة التي تعاني منها الكثير من المتاجر، حتى مع استخدام CNC. فقط لأن البرنامج يعمل لا يعني أن الأجزاء موجودة في المواصفات. الأدوات تتآكل، والآلات تنجرف، والمواد تختلف.
تجري معظم المتاجر فحصًا جزئيًا-أولًا، وأخذ عينات عشوائية أثناء التشغيل، والفحص النهائي. ولكن هناك جدل حول مقدار ما يكفي. لقد شاهدت جدالاً في مؤتمر التصنيع في ديترويت - 2019 أعتقد - بين مدير الجودة ومدير الإنتاج.
رجل الجودة: "نحن بحاجة لقياس كل جزء."
رجل الإنتاج: "هذا يضاعف تكاليف العمالة لدينا. إن CNC قابل للتكرار."
رجل الجودة: "حتى لا يحدث ذلك. ثم نقوم بشحن الأجزاء السيئة ونخسر العميل."
لا توجد إجابة سهلة. يعتمد على الجزء، العميل، عواقب الفشل. الطب والفضاء؟ قياس كل شيء. الأجزاء التجارية ذات المخاطر المنخفضة-؟ ربما يكون فحص العينة جيدًا.
في-يساعد القياس في العملية. تقوم مجسات الأداة التي تتحقق من الأبعاد أثناء المعالجة بالتعويض تلقائيًا في حالة انحراف الأشياء. يكلف المال مقدمًا ولكن يمكن أن يمنع الخردة.
ما لا يخبرك به أحد (التحديات الخفية)
هناك تحديات في التحول باستخدام الحاسب الآلي والتي لا تحولها إلى كتيبات تسويقية.
يمكن أن يؤدي كسر الأداة إلى قتل الإنتاجية. الكربيد هش - اضربه بشكل خاطئ فيتحطم. الآن قد تكون خردة الجزء الخاص بك قد دمرت الجهاز أو فقدت الوقت أثناء استبدال الأداة وإعادة التشغيل. أحد المتاجر التي زرتها في جورجيا كان به جدار من العار - صور للأدوات المكسورة والأجزاء التالفة. قال المالك: "تذكير بالأخطاء الباهظة الثمن".
إن إخلاء الشريحة أمر أكثر أهمية مما تعتقد. قطع المعادن يجعل الرقائق - الكثير منها. إذا لم يتم تنظيف الرقائق بشكل صحيح، فإنها يمكن أن تخدش الأسطح النهائية، أو تتكدس الأدوات، أو حتى تتسبب في حدوث أعطال. لقد رأيت الآلات تتوقف بسبب تراكم أعشاش الرقائق ومنع تدفق سائل التبريد.
المبرد نفسه هو شيء كامل. يعمل مبرد الفيضان التقليدي ولكنه يحدث فوضى، ويحتاج إلى ترشيح، والتخلص منه مكلف. يعمل سائل التبريد عالي الضغط من خلال عمود دوران الأداة بشكل أفضل في الثقوب العميقة ولكنه يتطلب أدوات خاصة. تستخدم بعض المتاجر مبرد الرذاذ أو حتى القطع الجاف. كل نهج له المقايضات.
ثم هناك الوضع البرمجيات. تستخدم أجيال مختلفة من وحدات التحكم أساليب برمجة مختلفة. قد يكون لدى المتاجر التي تحتوي على أجهزة قديمة برامج على الأقراص المرنة أو محركات الأقراص الثابتة القديمة. قمت بزيارة أحد المتاجر التي لا تزال تستخدم جهاز كمبيوتر من أواخر التسعينيات لتشغيل وحدة التحكم Fanuc الخاصة بها. واعترف المبرمج قائلاً: "إذا مات هذا الكمبيوتر، فسنكون في مشكلة". "ربما لن يتم نقل أجزاء من الكود إلى الأنظمة الحديثة بشكل نظيف."
مشكلة فجوة المهارات (الجميع يشتكي منها)
إن النقص في العمالة الماهرة حقيقي ويزداد سوءا. كل صاحب متجر أتحدث معه يذكر ذلك. لا يمكن العثور على مبرمجين أو ميكانيكيين ذوي خبرة في مجال CNC. الجيل الأكبر سناً يتقاعد، والشباب لا يعرفون أن التصنيع موجود كمهنة.
كنت في كلية تقنية في ويسكونسن - 2020 أو 2021 - وأتحدث مع مدير برنامج الآلات. وقال إن لديهم فرص عمل من الشركات المحلية أكثر من عدد الخريجين لشغلها. "الشركات في حالة يائسة. يصل الأجر المبدئي لميكانيكيي CNC إلى 25-30 دولارًا في الساعة هنا، وفي بعض الأحيان أكثر. وما زلت غير قادر على الحصول على عدد كافٍ من الأشخاص."
جزء من المشكلة هو الإدراك. تتطلب التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مهارة حقيقية - في البرمجة، واختيار الأدوات، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، وعلم القياس - ولكن لا يزال الناس يعتقدون أن التصنيع مهارة قذرة ومنخفضة-. ليست كذلك. يحتاج مشغلو CNC الحديثون إلى قراءة المخططات وفهم الهندسة والعمل مع أجهزة الكمبيوتر وحل المشكلات. إنه عمل فني.
بعض المحلات التجارية تتدرب من الصفر. قم بتعيين أشخاص ليس لديهم خبرة، وقم بإخضاعهم-لبرامج تدريب داخلية. يستغرق الأمر وقتًا ولكن على الأقل تحصل على أشخاص يتعلمون عملياتك المحددة.
أين يذهب هذا بعد ذلك (على الأرجح)
أصبح الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من الكلمات الطنانة الآن. الأنظمة التي تعمل على تحسين معلمات القطع تلقائيًا، والتنبؤ بتآكل الأداة، وضبط التغذية والسرعات بسرعة. بعضها يعمل، وبعضها مبالغ فيه.
قمت بزيارة شركة تعرض المعرض التجاري -المدعوم بالذكاء الاصطناعي - في شيكاغو، 2022 - وبصراحة كانت العروض التوضيحية الخاصة بهم مثيرة للإعجاب. تعلم النظام معلمات القطع المثالية للمواد والأشكال الهندسية المختلفة. لكن عندما سألت عن التنفيذ في المتاجر الحقيقية، أصبح مندوب المبيعات غامضًا. "نحن نعمل على جعله أكثر سهولة في الوصول إليه."
الترجمة: إعدادها مكلف ومعقد. ربما في غضون 10 سنوات تصبح هذه الأشياء قياسية. يوجد الآن معظمها في المتاجر المتقدمة ذات الميزانيات الكبيرة.
التصنيع الإضافي - 3الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن - يستمر في الظهور كبديل لـ CNC. لا شرائه. هل للإضافة مكانها في الأشكال الهندسية المعقدة والأحجام المنخفضة، ولكن بالنسبة للأجزاء المستديرة البسيطة من حيث الحجم؟ تحول CNC أسرع وأرخص. أخبرني أحد مهندسي الطيران: "نحن نستخدم المواد المضافة في الأشكال الهندسية المستحيلة. وكل شيء آخر لا يزال يعتمد على CNC. فالإضافة هي زيادة، وليست استبدال."
تعد الآلات الدقيقة النانوية بمثابة حدود أخرى. الأجزاء المقاسة بالميكرونات، والتفاوتات بالميكرومتر الواحد-رقم. معدات أشباه الموصلات والأجهزة الطبية والبصريات الدقيقة. يتطلب آلات متخصصة وبيئات خاضعة للرقابة وخبرة جادة. سوق متخصصة ولكنها تنمو.
لماذا هذا مهم في الواقع؟
تحول CNC عبارة عن بنية تحتية غير مرئية. لقد قام كل منتج مصنع تقريبًا بتحويل مكوناته إلى مكان ما في سلسلة التوريد الخاصة به. السيارات والطائرات والمعدات الطبية والإلكترونيات الاستهلاكية والآلات الصناعية - كلها تعتمد على الدقة-الأجزاء المحولة.
أثناء اضطرابات سلسلة التوريد بسبب فيروس كورونا، لاحظ الناس ذلك فجأة. "انتظر، لا يمكننا الحصول على هذه الأجزاء؟" نعم، لأن ورش الآلات التي صنعتها أغلقت أبوابها، أو لم تتمكن من الحصول على المواد الخام، أو فقدت العمال.
ربما يوجد 10000-15000 متجر آلات في الولايات المتحدة يقومون بأعمال CNC. قد يبدو الأمر كثيرًا ولكن العديد منها عبارة عن عمليات صغيرة - من خمسة إلى عشرة أشخاص. إذا عطل شيء ما هذا النظام البيئي، فإن الكثير من الأشياء تتوقف عن العمل.
تحدثت إلى مدير سلسلة التوريد في إحدى شركات السيارات الكبرى - ولا يمكنني تحديد أي منها، NDA - الذي قال إن لديهم مئات من متاجر الآلات في سلسلة التوريد الخاصة بهم التي تصنع العديد من المكونات المحولة. "يفكر الناس في الموردين الكبار - من المستوى الأول الذين يصنعون الوحدات والتجميعات. ولكن هناك الآلاف من المتاجر الصغيرة التي تصنع الأجزاء الفردية. وهنا تكمن نقطة الضعف."
التكنولوجيا نفسها تستمر في التحسن. الآلات أكثر دقة وموثوقية وأسرع. البرمجيات أكثر تطوراً. لكننا في الأساس ما زلنا نزيل المواد بأدوات حادة لصنع أشكال دقيقة. نفس مبدأ المخرطة المصرية القديمة، فقط مع أجهزة الكمبيوتر الآن.
العودة إلى متجر ميلووكي. قبل أن أغادر، أطلعني المالك على الجزء الذي صنعوه في الثمانينات على مخرطة يدوية - واحتفظ به للمقارنة. مقابل نفس الجزء المصنوع على CNC الجديد. كان الانتهاء من السطح أفضل على CNC. الأبعاد أكثر اتساقا. وقت الدورة جزء صغير مما كان عليه.
وقال "هذه التكنولوجيا دفعت تكاليفها خلال عامين". "أفضل استثمار قمنا به على الإطلاق. أتمنى لو قمنا بذلك عاجلاً."
من المنطقي بالنسبة لي.
إذا كنت تريد معرفة المزيد
تغطي المنشورات التجارية مثل Modern Machine Shop وCutting Tool Engineering عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بشكل منتظم. جيد لمواكبة التكنولوجيا والتقنيات الجديدة.
يمتلك مصنعو الآلات - Haas، وMazak، وDMG Mori، وOkuma - وثائق فنية ومواد تدريبية. يدير البعض منازل مفتوحة حيث يمكنك رؤية الآلات أثناء عملها. يستحق الحضور إذا كنت بالقرب منه.
تمتلك الشركات المصنعة للأدوات مثل Sandvik Coromant وKennametal وIscar موارد تقنية عميقة على مواقعها الإلكترونية. أدلة التطبيقات، وآلات حاسبة للسرعة والتغذية، ونصائح لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها. أكثر فائدة مما كنت تتوقع.
ينشر NIST (المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا) أبحاث التصنيع. أكاديمية ولكنها مفيدة في بعض الأحيان لفهم القياس الدقيق وديناميكيات الأدوات الآلية.
أجريت محادثات مفيدة على مر السنين مع الميكانيكيين والمبرمجين وأصحاب المتاجر في المعارض التجارية المختلفة - IMTS في شيكاغو، وWESTEC في كاليفورنيا، وEASTEC في ماساتشوستس. جاءت معظم المعلومات من خلال السير على الأرض والتحدث مع الأشخاص الذين يقومون بالعمل بالفعل، وليس من العروض التقديمية الرسمية.
البيانات والأمثلة الحالية اعتبارًا من 2023-2024. يتحرك التصنيع بسرعة كافية بحيث يجب التحقق من أرقام وتقنيات محددة. لا تكتفي بالاستشهاد بشخص ما على الإنترنت، بل قم بزيارة المتاجر الفعلية إذا استطعت.
أوه، شيء آخر - إذا كنت تتطلع إلى التصنيع الدقيق، فمن المحتمل أن تقوم بمراجعة EDM الغاطسة أيضًا. عملية مختلفة تمامًا (التفريغ الكهربائي بدلاً من القطع)، ولكنها تحل المشكلات التي لا تستطيع الخراطة باستخدام الحاسب الآلي حلها. مواد صلبة، تجاويف معقدة، أشياء لا يمكنك فعليًا الحصول على أداة قطع فيها. متجر كونيتيكت للطيران الذي ذكرته؟ نصف أجزائها المعقدة مرت عبر EDM بعد الدوران. يستحق التفهم إذا كنت جادًا بشأن العمل الدقيق.
ملاحظة جانبية - بالنسبة للمواد الصلبة أو الأعمال المعقدة، راجع EDM للغطاس. تكنولوجيا مختلفة (تصنيع التفريغ الكهربائي) ولكنها تتوافق بشكل جيد مع الدوران. رأيته يستخدم في أعمال العفن في ولاية أوهايو. يستحق المعرفة عنه.
ملاحظة جانبية - كنت أبحث في تقنية EDM للثقالة مؤخرًا، خصيصًا لصناعة القوالب الدقيقة وتطبيقات التجاويف المعقدة. عملية مختلفة تمامًا عن عملية الخراطة باستخدام الحاسب الآلي، ولكن من المثير للاهتمام كيف يظهر التصنيع الدقيق في كل مكان. كتبت عن ذلك هنا إذا كنت مهتمًا بكيفية تغيير EDM لتصنيع الإلكترونيات:ثقالة إد إم. موضوع مماثل للبنية التحتية غير المرئية التي لا يفكر فيها معظم الناس.