Hai người khổng lồ đứng vững trong lĩnh vực sản xuất và kỹ thuật chính xác: Gia công CNC và thủ công, hai quy trình sản xuất tiêu chuẩn. Hai loại phương pháp chế tạo và tạo hình vật liệu này đã trở thành trọng tâm của ngành sản xuất trong nhiều năm. Nhưng đặc điểm nổi bật của những hiện tượng này là gì? Cái nào có thể thực hiện được với dự án của bạn? Hãy chuẩn bị thắt dây an toàn khi chúng tôi đưa bạn vào hành trình gia công với phần so sánh chi tiết về các phương pháp này.
Điều đặc biệt là hãy nghĩ đến việc bước vào một cửa hàng máy móc hiện đại. Một bên, có một khối khổng lồ được vận hành bởi máy tính từ đầu đến cuối để tạo hình hình mong muốn từ một miếng kim loại. Mặt khác, một người thợ mộc bậc thầy cúi thấp người trên một chiếc máy tiện cổ điển và đôi bàn tay được huấn luyện bài bản của anh ta sẽ điều khiển khéo léo các dụng cụ cắt. Đây là điểm mấu chốt trong lập luận của chúng tôi – một mặt, bạn có sự tích hợp của công nghệ ấn tượng và mặt khác là truyền thống.
Trong hướng dẫn gia công CNC và gia công thủ công cơ bản này, chúng tôi sẽ làm sáng tỏ tất cả các tính năng, ưu, nhược điểm và cách sử dụng của cả hai phương pháp. Thật vậy, bất kể người đọc là một kỹ sư giàu kinh nghiệm, một doanh nhân đầy tham vọng hay chỉ là một người quan tâm đến cách mọi thứ được tạo ra, việc đọc bài viết này sẽ cung cấp đủ kiến thức nền tảng để hiểu được các quá trình quan trọng này.
Chà, bạn đã sẵn sàng du hành qua trung tâm của quy trình sản xuất hiện đại chưa? CÓ THỂ Chúng ta có thể bắt đầu bằng việc cố gắng tìm hiểu những điều cơ bản của hai nguyên công gia công này.
Có thể nói rằng gia công CNC và gia công thủ công xuất phát từ hai khái niệm hoàn toàn khác nhau; do đó, chúng ta hãy khám phá hai thuật ngữ một cách chi tiết trước khi đi sâu vào sự khác biệt. Hãy chia nhỏ nó ra:
Nó có thể so sánh với việc có một robot cá nhân trở thành một nghệ nhân làm việc cho bạn. Chúng là những dây chuyền lắp ráp trong sản xuất được điều khiển bằng phần mềm điều khiển bằng máy tính, tự động hóa chuyển động của các công cụ, máy móc trong nhà máy. Nó giống như có một điều khiển từ xa chính - hoàn hảo để vận hành các công cụ cơ khí khác nhau như máy nghiền, bộ định tuyến và máy tiện,
Đây là cách hoạt động: Một chi tiết khối được mô hình hóa bằng CAD 3D, sau đó xác định lại tập hợp các lệnh cho máy CNC. Các hướng dẫn này thường bằng ngôn ngữ được gọi là mã G, trong đó nêu rõ cho máy cách di chuyển, vị trí cắt và khoảng cách thâm nhập. Kết quả? Hàng triệu thành phần trong phạm vi một dặm có thể được tạo ra với độ chính xác chi tiết, giống hệt nhau mỗi lần thực hiện.
Bây giờ, giả sử rằng một thợ dệt có kinh nghiệm đang thực hiện một dự án dệt vải. Tóm lại, đây là cách tiến hành gia công thủ công. Nó chủ yếu là quá trình tạo hình, xây dựng hoặc thay đổi các bộ phận cơ khí cũ bằng các công cụ vận hành thủ công. Do đó, người thợ máy điều khiển phôi và sử dụng các kỹ năng, kinh nghiệm và kỹ năng quan sát của mình để quản lý dụng cụ cắt.
Trong gia công thủ công, người vận hành kiểm soát hoàn toàn các quy trình của thiết bị cụ thể. Họ sử dụng các bản vẽ, chuẩn bị máy, phát triển và lựa chọn công cụ, đồng thời duy trì chuyển động của công cụ để đạt được biên dạng yêu cầu. Kỹ thuật hiệu quả này phụ thuộc khá nhiều vào việc sử dụng đôi tay thông minh của người thợ máy.
Bây giờ chúng ta đã nắm được CNC và gia công thủ công là gì, hãy đi sâu vào các lĩnh vực chính mà hai quy trình này khác nhau: Bây giờ chúng ta đã nắm được CNC và gia công thủ công là gì, hãy đi sâu vào các lĩnh vực chính mà chúng hai quá trình phân kỳ:
Và không có gì ngạc nhiên khi nói đến độ chính xác, máy tính đã có được nó nhờ gia công CNC. Những máy này có thể hoạt động với dung sai ± 0. 0001 inch hoặc khoảng 2,5 micromet. Wow, nó còn hẹp hơn độ dày của một sợi tóc người. Độ chính xác như vậy đạt được và được duy trì bởi hàng trăm, thậm chí hàng nghìn thành phần của một sản phẩm cụ thể.
Mặc dù gia công thủ công có thể chính xác đến mức nào, đặc biệt là từ góc độ của người vận hành, độ chính xác tổng thể của công việc không thể so sánh với độ chính xác của máy CNC. Với sự trợ giúp của một thợ máy thủ công giỏi, người ta có thể thu được phương sai lên tới ± 0. Dung sai khớp là ± 0,001 inch, tốt nhưng vẫn không ở mức độ chính xác của CNC.
Các phương pháp thủ công chỉ có thể bao gồm một phần việc cung cấp tốc độ như các phương pháp được cung cấp bởi máy CNC khi đưa vào sản xuất. Một trong những ưu điểm của việc sử dụng máy CNC là sau khi được lập trình, nó có thể hoạt động cả ngày lẫn đêm, trong trường hợp này là tạo ra các bộ phận phức tạp nếu được yêu cầu. Họ không cần bất kỳ thời gian rảnh rỗi nào, không trở nên mệt mỏi và không làm giảm hiệu suất của họ.
Mặt khác, gia công thủ công bị hạn chế bởi một số yếu tố liên quan đến con người. Người thợ máy đã thành thạo công việc của mình đôi khi vẫn phải nghỉ làm và dây chuyền sản xuất có thể khiến họ mệt mỏi. CNC tỏ ra hiệu quả hơn khi sản xuất nhiều bộ phận hơn các phương pháp thông thường khác.
Cần lưu ý rằng gia công CNC vượt trội trong việc phát triển các thiết kế vi mô với hình dạng hình học phức tạp. Những máy này có thể tạo ra các bộ phận có những tính năng gần như không thể thực hiện được bằng tay. Xem xét các cấu trúc có các túi bên trong, đường viền phức tạp hoặc các phần tử cần chuyển động năm trục – đó không phải là vấn đề với Điều khiển số máy tính.
Mặt khác, gia công thủ công có cách tiếp cận tương đối hời hợt hơn nhưng linh hoạt trong việc tùy chỉnh và hạn chế một chút về mức độ phức tạp. Các chuyên gia có thể chứng minh rằng họ có thể tạo ra những bộ phận đẹp mắt. Tuy nhiên, chỉ có thể thực hiện thủ công ở mức độ nhất định để chuẩn hóa các bề mặt cong, chủ yếu là khi sử dụng các mẫu.
Đây là lúc thủy triều bắt đầu chuyển hướng có lợi cho họ. So với gia công thủ công, gia công CNC đòi hỏi nhiều loại kỹ năng khác nhau. Người vận hành CNC phải thông thạo phần mềm CAD/CAM và làm quen với các hướng dẫn cũng như quy trình mã g để thiết lập và khắc phục sự cố cho máy CNC. Mặt khác, kết quả của việc phát triển một chương trình là khi một chương trình được thiết kế và gỡ lỗi, ngay cả những nhân viên được đào tạo thấp cũng có thể quản lý máy móc.
Trong khi đó, thói quen gia công tự động đòi hỏi phải học vài năm, chủ yếu liên quan đến kỹ thuật gia công bằng tay. Vì vậy, nó gần giống với nghệ thuật, đòi hỏi kiến thức và kỹ năng về vật liệu mà công việc liên quan, dụng cụ cắt và hồ sơ nguyên lý gia công của một người thợ máy thủ công lành nghề thì mới là một tác phẩm nghệ thuật theo đúng nghĩa.
Bây giờ chúng ta đã đề cập đến những khác biệt chính, hãy khám phá một số ưu điểm nổi bật của gia công CNC: Bây giờ chúng ta đã đề cập đến những khác biệt chính, hãy khám phá một số ưu điểm nổi bật của gia công CNC:
Một trong những ưu điểm được đánh giá cao nhất của gia công CNC là nó cho phép tạo ra các bộ phận giống nhau nhất có thể. Một khi nó đã được thiết lập và điều chỉnh, người ta có thể tạo ra một mảnh hoặc một nghìn mảnh, và tất cả chúng đều gần như giống nhau. Tính đồng nhất này rất cần thiết trong các ứng dụng chế tạo dụng cụ y tế, sản xuất phụ tùng ô tô và hàng không vũ trụ, vì những sai lệch nhỏ có thể gây tử vong.
Vì sự can thiệp của con người được loại bỏ ở mức độ lớn trong quá trình cắt nên khả năng xảy ra lỗi khi gia công CNC sẽ giảm đi đáng kể. Ví dụ, trong hội họa, không thể nào người ta có thể tưởng tượng được rằng do tâm trí xao lãng trong thời gian ngắn mà phần được vẽ sẽ bị hư hỏng. Đó là lý do tại sao ban quản lý của công ty tập trung vào việc nâng cao chất lượng, vì điều này dẫn đến ít lãng phí và chi phí hơn.
Nhưng không thể phủ nhận rằng gia công CNC là một trong những lựa chọn tốt nhất để sản xuất hàng loạt. Những máy này có thể hoạt động 24/7 và tạo ra các bộ phận với tốc độ mà bằng tay không thể đạt được. Điều này làm cho CNC trở nên lý tưởng cho sản xuất hàng loạt, trong đó trọng tâm thường là số lượng bộ phận được sản xuất và tốc độ tạo ra chúng.
Mặc dù gia công CNC có nhiều ưu điểm nhưng gia công thủ công vẫn có ưu điểm riêng trong các lĩnh vực cụ thể: Trong khi gia công CNC có nhiều ưu điểm, gia công thủ công vẫn có ưu điểm riêng trong các lĩnh vực cụ thể:
Một số lợi ích có thể liên quan đến gia công thủ công bao gồm: một trong những lợi ích chính là nó có ngưỡng chi phí thấp. So với các máy CNC được vi tính hóa hoàn toàn, máy thủ công tương đối rẻ hơn và phù hợp với các chủ cửa hàng nhỏ hoặc người dùng thông thường. Một máy tiện hoặc máy phay thủ công chất lượng tốt có thể có giá vài trăm đô la hoặc thậm chí thấp hơn giá của máy CNC.
Trong trường hợp công ty chỉ cần hàng trăm, hàng nghìn bộ phận hoặc không sản xuất nhiều bộ phận, gia công thủ công sẽ nhanh hơn và rẻ hơn. Thật kỳ lạ khi dành thời gian hướng dẫn máy CNC khi tạo một bộ phận duy nhất sẽ chỉ được sử dụng một lần. Một thợ máy thủ công được đào tạo chuyên sâu thường mất ít thời gian hơn để tạo ra một bộ phận đơn giản so với việc lập trình nó trên CNC.
Một số người thích cảm giác chạm vào gia công thủ công, sử dụng các công cụ và thiết bị. Máy công cụ không bù đắp hoàn toàn cho khả năng cơ bắp, vì các thao tác được thực hiện trực tiếp trên phôi để nâng cao các đặc tính của nó, chẳng hạn như mức độ nhám, kết cấu hoặc độ mịn, độ cứng hoặc độ mềm, v.v. Điều này là mong muốn trong các ứng dụng tùy chỉnh hoặc nghệ thuật khi chơi hồ sơ thực tế là rất quan trọng, chẳng hạn như một cửa hàng thời trang hoặc phòng trưng bày nghệ thuật.
Không còn nghi ngờ gì nữa, cả phương pháp sản xuất thủ công và CNC đều được sử dụng trong lĩnh vực hiện đại. Hãy xem mỗi nơi có xu hướng nổi trội: Hãy xem mỗi nơi có xu hướng nổi trội:
Gia công CNC được sử dụng trong bất kỳ ngành nào cần độ chính xác, giống hệt nhau và với số lượng lớn. Một số lĩnh vực chính bao gồm:
1. Hàng không vũ trụ: Các bộ phận có khoảng cách gần đòi hỏi phải sản xuất máy bay và tàu vũ trụ.
2. Ô tô: Một số bộ phận ô tô mà chúng ta thấy xung quanh được chế tạo bằng CNC là bộ phận động cơ và các bộ phận kết cấu khác như cửa và nắp ca-pô.
3. Thiết bị y tế: Cụ thể là ANIME, thiết bị cấy ghép và dụng cụ phẫu thuật được biết là cần phải gia công CNC.
4. Điện tử: Cùng với sản phẩm chính, các bộ phận vỏ và linh kiện của thiết bị và thiết bị điện tử đều được lấy cảm hứng từ độ chính xác của CNC.
5. Phòng thủ: Các thành phần quân sự được cho là đòi hỏi hình thức phức tạp và chất lượng sáng tạo.
Gia công thủ công vẫn giữ vai trò riêng trong một số lĩnh vực: Gia công thủ công vẫn giữ vai trò riêng trong một số lĩnh vực:
1. Tạo mẫu: Gia công thủ công nhanh hơn và có thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu thực hiện một hoặc hai chi tiết trong thời gian ngắn và sau đó được sử dụng.
2. Công việc sửa chữa: Việc bảo trì hoặc thay đổi các bộ phận hiện có chỉ có thể thực hiện được bằng cách gia công thủ công duy nhất.
3. Dự án tùy chỉnh hoặc nghệ thuật: Trong trường hợp cần sử dụng các lĩnh vực độc đáo và thủ công, gia công thủ công là lý tưởng.
4. Giáo dục: Người ta có được kinh nghiệm cần thiết về nguyên lý gia công bằng cách tìm hiểu về máy thủ công.
5. Sản xuất hàng loạt nhỏ: Tương đối rẻ tiền đối với những lô nhỏ có hình dạng và kích thước tương đối dễ dàng của các bộ phận được gia công thủ công.
Yếu tố chi phí thường là một biến số quan trọng giữa máy CNC và thiết bị thủ công. Hãy chia nhỏ nó ra:
Máy CNC có thể được coi là thiết bị sử dụng nhiều vốn. Một máy nghiền sơ cấp có ba trục có giá dao động từ 50.000 USD đến 100.000 USD, trong khi các máy nghiền cao cấp có năm trục có thể từ hàng trăm nghìn đến một triệu USD. Điều này không bằng chi phí để có được phần mềm CAD/CAM, đào tạo và thiết lập toàn bộ hệ thống.
Do đó, máy thủ công có giá thành rẻ hơn đáng kể so với máy tự động. Bạn có thể mua máy nghiền hoặc máy tiện thủ công công suất nhỏ với mức giá từ 5.000 USD đến 25.000 USD. Điều này làm cho việc gia công thủ công trở nên rẻ hơn đối với các cửa hàng nhỏ hoặc bất kỳ ai mới bắt đầu kinh doanh.
So với máy thủ công, máy CNC có giá thành cao hơn; tuy nhiên, máy CNC tiết kiệm hơn cho sản xuất, đòi hỏi nhiều chi tiết. Được tích hợp, chúng có thể hoạt động độc lập, ít có sự can thiệp từ người vận hành, cắt giảm chi phí do có nhiều công nhân. Họ cũng sử dụng vật liệu tốt hơn và tạo ra ít chất thải hơn so với các phương pháp truyền thống.
Trong khi chi phí ban đầu của canh tác thủ công thấp hơn, chi phí lao động cao hơn trong sản xuất quy mô lớn và chất thải vật liệu cũng có thể cao hơn. Tuy nhiên, đối với việc sản xuất một bộ phận hoặc hàng loạt nhỏ của một số bộ phận, gia công thủ công sẽ tiết kiệm hơn vì việc chuẩn bị chương trình cho CNC tốn nhiều thời gian.
Việc so sánh giữa gia công CNC và gia công thủ công không thể chỉ ra ai là người giành chức vô địch trong trận chiến này. Mỗi cái đều có ưu điểm của nó và được sử dụng khi cái kia không hiệu quả. Do đó, gia công CNC là vua của sản xuất cao và hình dạng phức tạp, mang lại độ chính xác, khả năng lặp lại và năng suất cao. Do đó, gia công thủ công, do chi phí thấp và xử lý toàn diện, vẫn linh hoạt nhất, đặc biệt đối với các hoạt động nhỏ và tạo mẫu.
Điều này đưa chúng ta đến kết luận rằng quyết định giữa gia công CNC và gia công thủ công phụ thuộc vào người dùng. Một số vấn đề cần được xem xét khi lựa chọn một phương pháp cụ thể bao gồm số lượng đơn vị được sản xuất, chi tiết liên quan đến một bộ phận cụ thể, nguồn vốn sẵn có và khả năng của nhân viên trong tổ chức của bạn. Ngày nay, đối với nhiều xưởng máy được quản lý tốt, máy thông thường và máy CNC có thể cùng tồn tại trong một xưởng, trong đó máy CNC tập trung vào các hoạt động mà máy CNC không phù hợp.
Xem xét tất cả các điểm trên, có thể kết luận rằng CNC và gia công thủ công là những công nghệ linh hoạt với sự phát triển hơn nữa và các ứng dụng cụ thể trong lĩnh vực sản xuất. Ý tưởng là tìm hiểu mức độ mạnh mẽ và hạn chế của một phương pháp cụ thể để người ta có thể giao nó cho đúng nhiệm vụ.
Từ việc tạo ra bộ phận này sang bộ phận khác hoặc tạo ra hàng nghìn bộ phận trông giống nhau, gia công là một thế giới riêng. Điều này nhằm nhận ra rằng gia công CNC và gia công thủ công đều có điểm mạnh và điểm yếu, do đó, việc nắm bắt được sự khác biệt giữa các phương pháp sẽ giúp bạn chuẩn bị tốt nhất cho các dự án sản xuất của mình. Vì vậy, bạn sẽ sử dụng loại nào trong lần viết dự án tiếp theo? Độ chính xác từng điểm của Điều khiển số máy tính hay khả năng thích ứng của công việc thủ công, bàn tay khéo léo trên một cơ chế có thể cung cấp hầu hết mọi thứ? Như đã nói một cách khôn ngoan, sự lựa chọn là của bạn.