Obróbka metali jest procesem powszechnie stosowanym w wielu gałęziach przemysłu. Wykorzystywana jest przez sektory: budowlany, produkcyjny, motoryzacyjny, kolejowy, stoczniowy, zbrojeniowy i lotniczy. Do wytwarzania części z materiałów o wysokiej jakości i twardości stosuje się najczęściej technikę CNC (Computer Numerical Control). Jest to obróbka skrawaniem, która jest automatycznie realizowana przez tokarkę na podstawie projektów lub dokładnych odwzorowanych modeli. Tego rodzaju obróbka pozwala na produkowanie części oryginalnych lub zamiennych z ogromną dokładnością i praktycznie eliminuje ludzkie błędy. Co to jest obróbka metali, jakie ma zalety i gdzie jest stosowana? Wyjaśniamy w naszym artykule.

Co to jest obróbka metalu?

Obróbka metalu CNC daje szerokie możliwości wytwarzania części metalowych na potrzeby wielu dziedzin przemysłu. Obróbka metalu CNC to metoda skrawania, czyli usuwania nadmiaru materiału z odpowiedniego fragmentu stopu w celu osiągnięcia wymaganego kształtu. Zaletą tego procesu jest oszczędność materiału oraz precyzja, powtarzalność i niskie koszty przy większej skali produkcji. Mankamentem może być koszt maszyn oraz emitowane w czasie obróbki pyły i gazy. Dlatego warto korzystać z firm, które profesjonalnie zajmują się obróbką metali.

Obróbka metali CNC jest technologią bardzo dokładną, pozwalającą produkować komponenty do zaawansowanych technologicznie urządzeń. Do sterowania tokarkami używa się specjalistycznego oprogramowania, które pozwala skrawać z dokładnością do mikrometrów. Równie ważne jest zastosowanie wysokiej jakości narzędzi do skrawania, które muszą zachować swoje kształty i parametry w wysokich temperaturach.

Obróbka metali to nie tylko skrawanie, ale również wiele innych procesów mechanicznych, termicznych i fizycznych. Elementy stalowe dają ogromne możliwości zastosowania pod warunkiem użycia odpowiedniej technologii lub połączenia kilku różnych.

Rodzaje obróbki mechanicznej - podział i charakterystyka

Obróbka mechaniczna ma długą historię i towarzyszy człowiekowi od tysięcy lat w produkcji narzędzi i przedmiotów codziennego użytku. Mechaniczna obróbka metalu, jako materiału do produkcji przemysłowej, rozwinęła się gwałtownie w epoce industrializacji. W czasie obróbki, usuwana jest zbędna część materiału poprzez oddzielenie od większej całości np. bloku, w celu uzyskania pożądanego kształtu.

Obróbka metali może mieć wiele rodzajów. Oto kilka najważniejszych:

• Skrawanie CNC - to technologia obróbki ubytkowej, zbliżona do toczenia. Daje możliwość szybkiego i powtarzalnego obrabiania metalu, a wytwarzane elementy charakteryzują się dużą precyzją wykonania. Można w ten sposób wytwarzać narzędzia, elementy maszyn oraz oprzyrządowanie. Pozwala realizować zamówienia zarówno seryjne, jak i pojedyncze.
• Frezowanie - to technika wykorzystująca obracający się na wrzecionie frez, który może pracować w kilku płaszczyznach i usuwać elementy bloku materiału nadając mu oczekiwany kształt. Technologia pozwala otrzymać bardzo wysoką jakość wykroju np. dla przemysłu lotniczego.
• Cięcie - proces ten opiera się na rozrywaniu struktury metalu wzdłuż określonej linii. W ostatnich latach szeroko stosowane jest cięcie laserowe, które pozwala osiągnąć nieporównywalną precyzję, szybkość i niższe koszty.
• Gięcie - to jedna z technologii mechanicznej obróbki metalu polegająca na zmianie krzywizn obrabianego przedmiotu. Gięcie może się odbywać na zimno i na gorąco.
• Tłoczenie - polega na odkształcaniu fragmentu metalu na specjalnej matrycy, przy użyciu prasy mechanicznej. Tłoczenie jest stosowane szeroko w przemyśle motoryzacyjnym np. do produkcji elementów karoserii samochodowej.
• Walcowanie - to proces wykorzystujący właściwości plastyczne metalu. Materiał wyjściowy jest umieszczony pomiędzy rolkami walcującymi, przechodząc przez nie, zmienia swoją grubość. Najczęściej stosowane w produkcji blach, płyt stalowych.
• Prasowanie - polega na zmianie geometrii, grubości i kształtu modelowanego materiału za pomocą nacisku wywieranego na metal.
• Szlifowanie - jest powszechnie stosowane w obróbce metali. Najczęściej stosowane jest w celu wygładzania powierzchni, usuwania zadziorów, wygładzania spoin i tworzenia ostrych krawędzi. Szlifowanie metalu polega na usuwaniu nadmiaru materiału za pomocą okładzin ściernych.
• Spawanie - polega na łączeniu metalu poprzez ich nagrzanie i stopienie w wybranym miejscu. Może się odbywać z użyciem spoiwa lub bez niego. Najczęściej wykorzystywane jest spawanie łukiem spawalniczym. Dostępne są również inne techniki: acetylenowo-tlenowe, spawanie łukowe MMA, spawanie MIG/MAG oraz TIG
• Toczenie - to inaczej obróbka skrawaniem, która polega na usunięciu nadmiaru materiału przy użyciu noży tokarskich. W ten sposób mogą powstawać dowolne części i podzespoły maszyn na podstawie dokumentacji lub ustalenia parametrów przedmiotu.
• Lutowanie - polega na trwałym łączeniu elementów metalowych przy użyciu spoiwa. W czasie lutowania, lut topi się, a po zastygnięciu tworzy sztywne, stałe połączenie. Jest to proces wymagający dokładności, aby nie powstały słabe łącza, które mogą ulec uszkodzeniu w trakcie eksploatacji przedmiotów. Lutowane może być aluminium, miedź, mosiądz lub stal nierdzewna.
• Zgrzewanie - to metoda polegająca na rozgrzaniu stykających się powierzchni tak, aby przeszły one w stan plastyczny i dociśnięciu ich. Uplastycznieniu ulega tylko niewielka objętość na granicy styku. Zgrzewane mogą być części urządzeń lub konstrukcji wykonanych z metalu i z tworzyw sztucznych.

To tylko kilka najważniejszych rodzajów mechanicznej obróbki metalu, które są wykonywane przez profesjonalne firmy z tej branży. Kto najczęściej wykorzystuje takie sposoby produkcji elementów metalowych?

Zastosowanie obróbki metalu - w jakim przemyśle i branżach?

Obróbki metali stosowane są w wielu branżach przemysłowych, a jedną z największych jest branża motoryzacyjna. Tokarki numeryczne CNC mogą służyć do produkcji takich elementów samochodów, jak: bloki silników, głowice cylindrów, elementy przekładni, zawory czy osie. Producenci samochodów i części czerpią korzyści z dokładności i powtarzalności obróbki CNC. Ponadto jest ona szybsza i bardziej wydajna niż tradycyjna obróbka skrawaniem. Obróbka metalu CNC pozwala również na zautomatyzowanie produkcji i sprawne usuwanie pozostałości po procesie. Dzięki tej technologii można produkować również części niestandardowe, co zwiększa możliwości produkcyjne i innowacyjne w tej branży. Przykładowo obróbka metali CNC jest pozwala na szybkie tworzenie rozwiązań prototypowych, które potem mogą być testowane zanim trafią do seryjnej produkcji.

Znaczącym beneficjentem nowoczesnych technologii obróbki metali jest przemysł stoczniowy. Skrawanie CNC jest stosowane do formowania elementów statków. Metalowe części są obrabiane technikami skrawania, cięcia, spawania i szlifowania. Przyczynia się to do zwiększenia bezpieczeństwa żeglugi oraz do minimalizowania wpływu na środowisko poprzez oszczędność materiałów i energii.

Także przemysł lotniczy korzysta z procesów obróbki metali CNC do produkcji takich elementów, jak śruby, części kadłuba, elementy silników, podwozia oraz skrzydeł. Maszynowa obróbka metalu CNC minimalizuje ryzyko błędu ludzkiego w czasie produkcji krytycznych elementów samolotu, jak silniki i kadłub. Lotnictwo korzysta również z takich technik obróbki metalu jak formowanie wtryskowe, kształtowanie blach oraz skrawanie CNC.

Obróbka metali, szczególnie wykorzystująca skrawanie CNC jest technologią bardzo precyzyjną. Dzięki niej, można wytwarzać złożone geometrycznie części z przeznaczeniem do wielu sektorów gospodarki. Obróbka CNC cięcie, frezowanie, toczenie, wiercenie, polerowanie zaprogramowane gwarantują wysoką jakość wykonania , szybkość i powtarzalność. To technologia, która przynosi realne korzyści finansowe dla wielu branży i pozwala na większą konkurencyjność i innowacyjność.