ما هو الفرق بين CNC والصب بالقالب؟

يواجه المصنّعون خيارًا حاسمًا عند إنتاج القطع أو المكونات المعدنية. هل يجب تشغيل القطع من كتل صلبة أم صبّ المعدن المنصهر؟ يُعطي كلٌّ من التشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي والصب بالقالب نتائج دقيقة، إلا أنهما يعملان بشكل مختلف تمامًا.

تُقطع وتُثقب المواد باستخدام آلات CNC بطريقة مُحكمة لإزالتها. أما الصب بالقالب، فيُدخل المعدن السائل في قوالب قابلة للاستخدام مرارًا وتكرارًا تحت الضغط. يعتمد الاختيار على التطبيق المُراد والميزات.

STEP ننفذ كلا العمليتين داخليًا. لدينا 58 ماكينة CNC يمكنها العمل مع مجموعة متنوعة من المواد وتحقق دقة تصل إلى 0.005 مم. كما لدينا ثلاث ماكينات صب ألومنيوم بالقالب، يمكنها إنتاج 500,000 قطعة يوميًا . هذه الإمكانية المزدوجة تتيح لك الحصول على نصائح الخبراء حول أفضل طريقة لتوفير المال.

سيؤثر اختيارك على جدول إنتاجك، وتكاليف الوحدات، وخيارات التصميم. معرفة آلية عمل كل عملية تساعدك على اتخاذ خيارات ذكية. دعونا نلقي نظرة على كيفية مقارنة هاتين الطريقتين ببعضهما البعض في نقاط مهمة.

ما هي الآلات ذات التحكم الرقمي؟

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) هو نوع من التصنيع الطرحي، حيث يتم فصل المواد من الكتل الصلبة. تقوم أدوات يتم التحكم بها حاسوبيًا بقطع وحفر وتشكيل المعادن إلى أجزاء دقيقة . تستخدم هذه التقنية تعليمات رقمية لصنع أجزاء بدقة متناهية.

تبدأ العملية بتحميل ملف تصميم CAD. ثم، وبدون تدخل يدوي، تتحرك الآلات تلقائيًا على محاور متعددة وفقًا لبرمجتها. تُزيل أدوات القطع المواد غير المرغوب فيها طبقةً تلو الأخرى حتى اكتمال العمل.

يُعدّ التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) الحل الأمثل للأشكال المعقدة التي تتطلب تحمّلات وخصائص دقيقة. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا في الأجهزة الطبية، وقطع غيار الطائرات، والأجهزة الدقيقة. فهي تضمن أن تكون كل قطعة دائمًا بنفس الجودة العالية.

كيف تعمل عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

تحميل ملف التصميم

أولاً، تُدخل رسومات CAD الخاصة بك في برنامج CNC. يُحوّل البرنامج النماذج ثلاثية الأبعاد تلقائيًا إلى تعليمات G-code التي يمكن للآلات قراءتها. يُحدد هذا الكود مكان القطع الدقيق للآلة.

إعداد المواد الخام

يستخدم المشغلون ملزمة أو مثبتات على طاولة الآلة لتثبيت كتلة المعدن في مكانها. إذا ثبّتت الكتل المعدنية بشكل صحيح، فلن تتحرك أثناء القطع عالي السرعة الذي يليه. ولضمان دقة العملية، يجب أن تبقى قطعة العمل ثابتة تمامًا.

تُعيّن أدوات المحاذاة نقاط الصفر التي تتطابق تمامًا مع إحداثيات المرجع في تصميمك. تُحدد مرحلة الإعداد هذه مكان بدء القطع. يضمن الوضع الصحيح أن جميع الأبعاد مطابقة تمامًا للمطلوب.

تنفيذ عمليات القطع

تتحرك أدوات القطع على مسارات مُبرمجة بسرعة آلاف الدورات في الدقيقة. تُحرك الآلة عدة محاور في آنٍ واحد لإنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد مُعقدة. تُزال المادة على طبقات حتى ينفد مخزونك.

أثناء التشغيل، تنتقل مراكز التصنيع تلقائيًا بين المثاقب والمطاحن والصنابير. يمنع سائل التبريد تراكم الرقائق ويحافظ على درجة حرارة مناطق القطع ثابتة.

عملية التفتيش النهائية

بعد الانتهاء من التشغيل الآلي، يستخدم المشغلون أدوات دقيقة لقياس الأبعاد المهمة. تتحقق الفرجار والميكرومتر وآلات قياس الإحداثيات من مطابقة الخصائص للحدود المسموح بها. يُفحص كل جزء بدقة وفقًا للمواصفات الدقيقة التي قدمتها.

اليوم، تفحص أجهزة التصوير الآلي الأشكال المعقدة للتحقق من دقة أبعادها. قبل انتقال الأجزاء إلى المرحلة التالية، تكتشف أنظمة مراقبة الجودة أي عيوب.

أين يتم استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟

مكونات الفضاء والطيران

للاستخدامات الحرجة للسلامة، يجب أن تكون أجزاء الطائرات عالية الدقة والموثوقية. تُصنع أجزاء المحركات، ومعدات الهبوط، والدعائم الهيكلية باستخدام آلات CNC. الألومنيوم والتيتانيوم مادتان خفيفتا الوزن، وهما مثاليتان لاحتياجات الطيران.

الأجهزة الطبية

لضمان سلامة المرضى، يجب أن تُصنع الأدوات الجراحية من مواد آمنة على الجسم وذات أبعاد دقيقة. تُصنع أجزاء الغرسات والأطراف الصناعية وأجهزة التشخيص باستخدام آلات التحكم الرقمي (CNC) . كما تُصنع أدوات طبية من الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك التيتانيوم تُسهم في إنقاذ الأرواح.

صناعة السيارات

تُستخدم الآلات الدقيقة باستخدام الحاسب الآلي (CNC) لتصنيع أجزاء المحرك، وناقل الحركة، والشاسيه . تُصنع حوامل وأغلفة وأدوات تثبيت مخصصة بمواصفات مختلفة. تستفيد المركبات عالية الأداء بشكل خاص من إمكانيات تحمل دقيقة تضمن عملها بكفاءة.

الإلكترونيات والمنتجات الاستهلاكية

تُستخدم آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) في تصنيع أغلفة الأجهزة الإلكترونية، ومشتتات الحرارة، والموصلات بتفاصيل دقيقة. يجب أن تكون أغلفة الألومنيوم للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية بنفس الحجم دائمًا. تحمي مواصفات مكونات الحماية الأجهزة الإلكترونية الحساسة من التداخل الكهرومغناطيسي.

متى تختار التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

يُعدّ التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) خيارًا مثاليًا للمشاريع التي تتطلب أقل من 10,000 وحدة ، نظرًا لكفاءته وفعاليته. لن تحتاج إلى إنفاق مبالغ طائلة على الأدوات التي تحتاجها العمليات واسعة النطاق فورًا. كما أن تكلفة البرمجة منخفضة، ما يتيح لك إنتاج دفعات صغيرة ونماذج أولية دون تكلفة باهظة. مهما كان عدد القطع المصنعة، فإن تكلفة كل قطعة متساوية تقريبًا. يُسهّل هذا التسعير المُتوقع تخطيط ميزانيتك للقطع المُخصصة.

إذا كان تصميمك يحتوي على خيوط داخلية أو ثقوب عميقة أو تجاويف ، فاختر آلات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC). فهي قادرة على الوصول إلى أماكن يصعب على عمليات الصب أو التشكيل الوصول إليها. تُنتج الآلات متعددة المحاور أشكالًا معقدة من كتل المواد الصلبة بدقة عالية. كما أن التفاوتات الداخلية الضيقة والتحديد الدقيق للمواضع يُحسّنان من إمكانيات آلات التحكم الرقمي بالحاسوب بشكل كبير. يمكنك الحصول على قياسات دقيقة لأشياء مثل الثقوب المثقوبة والخيوط الملولبة.

ما هو الصب بالقالب؟

صبّ المعادن في قوالب فولاذية تحت ضغط عالٍ. يملأ السائل جميع تفاصيل التجاويف، مانحًا القطعة شكلها. يتصلب المعدن بسرعة، لذا تكون القطع النهائية جاهزة دائمًا في ثوانٍ أو دقائق.

تُنتج هذه الطريقة أشكالًا خارجية معقدة في خطوة واحدة. فبدون تركيب أي شيء، تتجمع التفاصيل الدقيقة والجدران الرقيقة والأشكال المعقدة في آنٍ واحد. تستطيع قوالب الفولاذ إنتاج نفس القطع مرارًا وتكرارًا لآلاف الدورات.

يُعدّ الصب بالقالب الخيار الأمثل للسبائك المكونة من الألومنيوم والزنك والمغنيسيوم. فعند صهر هذه المعادن، تتدفق بسهولة وتتصلب بدقة عالية. وتُستخدم هذه العملية لإنتاج قطع متينة وخفيفة الوزن، تناسب مختلف الصناعات.

يُعدّ الصب بالقالب الخيار الأمثل لإنتاج العديد من المنتجات دفعةً واحدة، حيث تُوزّع تكلفة الأدوات على عدة وحدات. التكلفة الأولية للقالب مرتفعة، لكن تكلفة القطعة الواحدة تنخفض بشكل كبير عند شراء المزيد. تُعد هذه الطريقة اقتصاديةً لعمليات الإنتاج التي تزيد عن 10,000 قطعة.

كيف تعمل عملية الصب بالقالب

إذابة المعدن

في الفرن، يُسخّن المُصنّعون سبائك المعادن حتى تصبح سائلة تمامًا. ليُستخدم الألومنيوم، عادةً ما يذوب عند حوالي 660 درجة مئوية. وللحصول على أفضل خصائص تدفق، يجب أن يكون المعدن المنصهر عند درجة الحرارة المناسبة.

الحقن في القالب

يدفع نظام هيدروليكي المعدن المنصهر إلى قالب الفولاذ بضغط عالٍ. تصل سرعة الحقن إلى عدة أمتار في الثانية، مما يملأ التجاويف بشكل شبه فوري. يضمن الضغط العالي وصول المادة إلى الأجزاء الرقيقة والتفاصيل الدقيقة حتى النهاية.

التبريد والتصلب

بمجرد وصول المعدن إلى أسطح قالب الفولاذ الأكثر برودة، يبدأ بالتصلب. تعمل قنوات التبريد في القالب على سحب الحرارة، مما يُسرّع عملية التصلب. وتتراوح مدة الدورة، حسب حجم القطعة، بين بضع ثوانٍ وبضع دقائق.

إذا برّدتَ شيئًا ما بشكل صحيح، فلن يتشوّه أو يُصبح مساميًا أو يُصاب بإجهادات داخلية. تحتاج الأجزاء السميكة إلى وقت أطول لتبرد مقارنةً بالأجزاء الرقيقة.

إخراج الجزء النهائي

عندما يتصلب المعدن تمامًا من الداخل، ينفتح القالب تلقائيًا. تدفع دبابيس القذف الجزء النهائي خارج تجويف القالب. يخرج الجزء نظيفًا، مما يسمح بقصه أو استخدامه لأغراض أخرى عند الحاجة.

أين يتم استخدام الصب بالقالب

مكونات صناعة السيارات

يُستخدم الصب بالقالب في صناعة كتل المحركات، وهياكل ناقل الحركة، والدعائم الهيكلية للسيارات والشاحنات. تُعزز سبائك الألومنيوم قوة السيارات وتجعلها أخف وزنًا. ويُستخدم الصب بالقالب بكثرة في أجزاء من نظام الوقود، ونظام التوجيه، ومحاور العجلات.

إسكان الإلكترونيات الاستهلاكية

يُستخدم الألومنيوم المصبوب في صناعة هياكل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية . تُنتج هذه العملية بشكل طبيعي هياكل رقيقة الجدران، تُتيح عزلًا ممتازًا للحرارة. في خطوة واحدة، تُصنع تفاصيل دقيقة، مثل نتوءات التركيب وفتحات الموصلات.

الأجهزة المنزلية

يُستخدم الصب بالقالب في صناعة قطع غيار الغسالات والثلاجات ومكيفات الهواء. كما أن طرق تصنيع الألومنيوم، خفيفة الوزن ومتينة، مناسبة لهياكل أجهزة المطبخ. ويُستخدم الصب بالقالب في صناعة هياكل الأجهزة الصغيرة، مثل ماكينات صنع القهوة والخلاطات.

أدوات ومعدات للصناعة

تُستخدم القطع المصبوبة في هياكل الأدوات الكهربائية للمثاقب والمناشير والمطاحن. تتميز هذه المادة بخفة وزنها وقوتها الكافية لمقاومة الاهتزاز والصدمات. تحافظ هياكل المحركات وعلب التروس على سلامة القطع الداخلية في الظروف القاسية.

متى يجب اختيار الصب بالقالب؟

يناسب الصب بالقالب عمليات الإنتاج الضخمة التي تتجاوز ١٠,٠٠٠ وحدة سنويًا. الاستثمار الكبير في القالب لا يُجدي نفعًا إلا مع الكميات الكبيرة. تنخفض تكلفة الوحدة بشكل كبير مع زيادة حجم الإنتاج عبر آلاف القطع.

اختر الصب بالقالب عندما يتميز تصميمك بأشكال وخطوط خارجية معقدة. تُفضّل هذه الطريقة في التصنيع الجدران الرقيقة والتفاصيل الدقيقة والبنية خفيفة الوزن. تُنتج هذه العملية قطعًا شبه شبكية الشكل تتطلب الحد الأدنى من عمليات التشغيل الثانوية.

تستفيد المشاريع التي تتطلب دورات إنتاج سريعة من إمكانيات الإنتاج السريع للصب بالقالب. تتشكل المكونات في ثوانٍ إلى دقائق، مما يسمح بتشكيل مئات الآلاف من القطع. يضمن التكرار المستمر مطابقة كل قطعة للمواصفات في جميع مراحل الإنتاج.

احصل على كلتا القدرات تحت سقف واحد

لا حاجة للعمل مع موردين متعددين. يوفر لك مرفق STEP المتكامل إمكانية الوصول إلى آلات CNC الدقيقة وصب القوالب بكميات كبيرة، مما يضمن جداول زمنية أسرع وإنتاجًا سلسًا من النموذج الأولي إلى التصنيع بكميات كبيرة.