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CNC車床、銑床加工的基本認識

CNC是什麼

CNC電腦數值控制(Computer Numerical Control;CNC)工具機,它是利用數位信號操作系統來控制生產系統內的製程設備,現今數值控制工具機大多利用電腦來運算控制。

CNC最大的特性,就是將很多不同系列的切削加工動作存入控制器內,因此不須人力介入就能依程序執行多種不同步驟。因此,操作員只要鍵入程式編號,即可啟動指定的程序,對一系列不同的工件進行加工。
CNC加工機器的基本機型為:車床(lathe)及切削加工中心機(machining center)兩種。

CNC加工

CNC加工為電腦數值控制加工機械,即一般傳統機具的高科技版本。
CNC主要是靠電腦CAM的軟體,以及程式撰寫的的能力。
剩下的還是要仰賴人工的CNC操作調整機台的經驗、加工參數及刀具補正等等。

CNC加工程式

CNC程式可分為主程序及副程序(子程序),凡是重覆加工的部份,可用副程序編寫,以簡化主程序的設計。
字元(數值資料)→字語→單節→加工程序。
寫好的CNC程式則可用模擬軟體來模擬刀具路徑的正確性。

CNC的相關產品

精密機械零件、手機、筆電外殼….等

Via 機械小天地-何謂CNC加工

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3C產品洗鍊外型的製造者-CNC加工

我們都知道CNC加工是透過數位訊號驅動車床銑床進行加工
CNC銑床的應用有相當多,包括最基本的螺絲、零件
但是你可知道,其實現在很多3C產品的外殼工藝
包括智慧型手機的外殼,也有應用到這樣的技術!

iphone5的外殼就使用了CNC銑床加工

iphone5的外殼就使用了CNC銑床加工

智慧型手機的造型現在也是除了功能與硬體條件之外的兵家必爭之地

各家廠商開始在手機的外型工藝上大作文章
以iPhone5的機殼而言,其是採用金屬外殼
在外殼設計採用可成的鋁擠型方式製造,再以CNC銑床加工
另外一些金屬的iPhone手機殼也是採用CNC銑床的方式
iPad的鋁合金外殼也必須使用CNC銑床進行加工
下面的影片則是富士康製造iPhone5的手機所使用的CNC銑床技術
造就出iPhone5洗鍊精緻的外型

另一方面,Samsung和Nokia等廠商也在外型使用了這種技術
不過它們的金屬殼製造上是以壓鑄為主,再以CNC銑床修飾毛邊

當然CNC銑床的產品相當多,在3C產品的應用上也不僅有手機外殼
因此或許下次你看到帶有精緻的金屬外表
你就可以聯想到或許它是用了CNC銑床加工的囉

CNC技術與3C產品應用

htc one系列手機也採用金屬外殼  

HTC one系列手機也使用金屬邊框外殼(圖為one mini, 取自HTC.com)

CNC加工技術應用於科技產品

CNC是透過程式去運作,故也有較佳的精準度,加工品質穩定
而因為手機外殼的加工需要相當高的精度,故要使用的刀具會比較多,作業時也會根據狀況更換不同刀具
(參照銑床加工原理簡介)

CNC的缺點是每次只能加工一項產品,量產的速度不如塑膠殼
不過CNC的快速加工的技術也正快速發展中
在航空、汽車、光電與模具製造類等已經獲得廣泛應用
能稱為高速加工中心的,除了其切削速度和進給速度是一般的10倍左右外
對於多軸聯動的加工中心而言,在最短的時間內實現自動換刀,最大限度地縮短切削-切削的時間,回轉工作臺和叉形主軸的運動速度高出傳統傳動方式5~6倍
為了滿足上述要求,就需要主機在具有高動、靜剛度的同時,還要配備高性能的功能部件,如高速電主軸、直線電機、轉矩電機、高速自動換刀機構和控制系統等。

Ultrabook與CNC技術

除了手機外殼之外,以輕薄為主打的Ultrabook也是採用金屬外殼的商品之一
在11~12年開始進入市場時也連帶的使相關產業熱了起來
然而使用CNC作工成本高昂,1個CNC機殼料件超過100美元
以目前1部CNC機器1天可以產出8片,若1年要量產2,400萬部Ultrabook,其中3片料件用上CNC機台
不單現有的CNC機台不敷使用,更可能使Ultrabook的價格居高不下。
因此廠商也開始在ultrabook上使用價格便宜且同樣輕薄的高玻纖機殼

Acer-S3-Ultrabook-Rear-420-90  

Ultrabook大量使用金屬機殼(圖取自科技報橘)

即便CNC加工價格較高昂但在3C產品逐漸追求質感,大量採用金屬外殼的趨勢之下
CNC業者普遍也都保持樂觀,且機械產業也不斷研發新的技術
或許,CNC產業還可以因為漂亮的金屬外衣,蓬勃發展一陣子吧

 Via 機械小天地 從手機及筆電外殼談CNC