{tocify} $title={Daftar Isi}
Apa itu Computer numerical control (CNC)
Computer numerical control (CNC) adalah metode manufaktur yang mengotomatiskan kontrol, pergerakan, dan ketepatan peralatan mesin melalui penggunaan perangkat lunak komputer yang telah diprogram, yang tertanam di dalam peralatan tersebut.
CNC umumnya digunakan di bidang manufaktur untuk pemesinan komponen logam dan plastik. Pabrik, mesin bubut, router, bor, penggiling, jet air, dan laser adalah alat pemotong umum yang pengoperasiannya juga dapat diotomatisasi dengan CNC. Ini juga dapat digunakan untuk mengontrol peralatan bukan mesin, seperti pengelasan, perakitan elektronik, dan mesin penggulung filamen.
Cara kerja computer numerical control (CNC)
Dengan CNC, setiap objek yang akan diproduksi mendapatkan program komputer khusus, biasanya ditulis dalam bahasa standar internasional yang disebut G-code, disimpan dan dijalankan oleh unit kontrol mesin (MCU), sebuah mikrokomputer yang terpasang pada mesin. Bahasa kode-M juga digunakan bersama dengan kode-G dalam operasi CNC.
Sementara kode-G mengontrol pergerakan dan fungsi mesin, kode-M mengontrol pergerakan eksternal operasi. Program ini juga berisi instruksi dan parameter yang diikuti peralatan mesin, seperti laju pengumpanan material serta posisi dan kecepatan komponen perkakas.
Pada awal proses, para insinyur membuat gambar desain berbantuan komputer (CAD) dari bagian yang akan diproduksi dan kemudian menerjemahkan gambar tersebut ke dalam kode-G. Program ini dimuat ke MCU, dan operator mesin melakukan uji coba tanpa bahan mentah untuk memastikan posisi dan kinerja yang tepat. Langkah ini penting karena kecepatan atau posisi yang salah dapat merusak mesin dan komponennya.
Ketika semuanya sudah siap, mesin CNC menjalankan programnya dan menyelesaikan pekerjaan dengan presisi sesuai instruksi. Pekerjaan tersebut dapat melibatkan apa saja mulai dari membuat sesuatu dari awal hingga memotong benda kerja atau mencetak apa pun.
Mengapa computer numerical control (CNC) penting?
Kontrol numerik memungkinkan mesin memproduksi barang lebih cepat dan dengan penyelesaian permukaan yang lebih baik tanpa memerlukan pemesinan manual atau partisipasi manusia yang ekstensif.
Berikut ini adalah beberapa manfaat sistem CNC:
Pengurangan biaya. Mesin CNC hemat biaya dan menurunkan biaya produksi karena manufaktur presisi. Konsumsi energi berkurang karena peningkatan efisiensi produksi, skalabilitas, dan lebih sedikit limbah material, yang juga menurunkan biaya operasional. Beban potensi kewajiban finansial terkait keselamatan pekerja juga berkurang, sehingga membantu pengurangan biaya. Pengurangan limbah. Perangkat lunak yang digunakan untuk menjalankan berbagai jenis mesin CNC menghasilkan sedikit atau bahkan tidak ada pemborosan selama proses produksi karena simulasi dan optimalisasi yang berulang.
Meningkatkan keselamatan pekerja. Mesin CNC meminimalkan kemungkinan kecelakaan dan menjamin keselamatan pekerja karena interaksi manusia lebih sedikit. Sebagian besar mesin CNC modern bersifat mandiri dan dapat ditangani dari jarak jauh oleh manusia untuk peningkatan perangkat lunak, perubahan desain, atau pemeliharaan preventif lainnya. Pengurangan kesalahan manusia.
Karena kesalahan manusia dihilangkan dalam proses manufaktur dengan CNC, proses ini dianggap menawarkan presisi, kompleksitas, kecepatan, fleksibilitas, dan kemampuan pengulangan yang lebih baik. Hal ini pada akhirnya menghasilkan lebih sedikit cacat pada produk yang diproduksi. Pemesinan kontur. CNC menyediakan kemampuan seperti pemesinan kontur, yang memungkinkan penggilingan bentuk berkontur, termasuk yang diproduksi dalam pencetakan dan desain 3D. Pemrograman MCU yang lebih cepat. Beberapa sistem CNC terintegrasi dengan perangkat lunak CAD dan perangkat lunak manufaktur berbantuan komputer, yang dapat mempercepat proses pemrograman MCU.
Peningkatan kecerdasan operasional. Integrasi dengan perangkat lunak perencanaan sumber daya perusahaan dan aplikasi terkait, seperti perangkat lunak pengelolaan aset perusahaan, dapat memfasilitasi proses operasional dan intelijen bisnis serta membantu meningkatkan kinerja dan pemeliharaan pabrik.Tidak ada hambatan. Dengan tingkat otomatisasi yang lebih tinggi yang digunakan, sistem CNC mengurangi kemacetan produksi dan manufaktur serta meningkatkan hasilnya.
Selain manfaat luar biasa yang ditawarkan mesin CNC, harganya cenderung lebih mahal, memerlukan lebih banyak perawatan dibandingkan metode produksi lainnya, dan memaksa perusahaan untuk menyewa pemrogram CNC yang terampil.
Diagram yang menggambarkan industri umum yang menggunakan kontrol numerik komputer
Aplikasi penting computer numerical control (CNC)
CNC memainkan peran integral dalam industri dan sektor penting, seperti kedokteran, dirgantara, militer, dan pertahanan. Karena kegagalan suatu komponen dapat membahayakan nyawa, bisnis di industri ini menuntut tingkat presisi tertinggi pada komponennya, yang dapat ditawarkan oleh mesin CNC.
Berikut ini adalah beberapa industri yang memanfaatkan mesin CNC.
Luar angkasa
Keakuratan yang dibutuhkan untuk memproduksi setiap komponen pesawat ditingkatkan dengan CNC. Ini mencakup segala sesuatu mulai dari kulit terluar hingga bagian terdalam. Tingkat presisi dan akurasi tertinggi harus digunakan saat membuat komponen ruang angkasa yang dibuat dengan mesin CNC karena sering kali merupakan komponen yang sangat penting. Selain itu, sering kali terdapat persyaratan ketat untuk kerataan, kebulatan, dan silinder yang hanya dapat dipenuhi dengan pemesinan berbantuan komputer, dan toleransi sekecil 0,00004 inci bukanlah hal yang aneh.
Aluminium, baja tahan karat, kuningan, nikel, perunggu, keramik, plastik, magnesium, titanium, dan paduan performa tinggi, seperti Inconel dan Kovar, adalah beberapa material yang dapat digunakan dalam pemesinan CNC dirgantara.
Beberapa contoh komponen mesin CNC adalah sebagai berikut:
Komponen roda pendaratan. Selubung titanium. Airfoil. Busing. Rakitan stator. Manifold. Rumah kotak roda gigi magnesium. Konektor listrik.
Peralatan medis
Untuk memenuhi kebutuhan pasien, industri medis terutama bergantung pada produk khusus, akurat, dan berkualitas tinggi yang dihasilkan oleh mesin CNC. Selama pandemi COVID-19, ketika kebutuhan akan produk medis seperti masker dan respirator meningkat, ketergantungan pada mesin CNC meningkat. Peralatan medis sekali pakai juga sering digunakan untuk mencegah masyarakat tertular penyakit menular saat menerima perawatan medis. Oleh karena itu, penggunaan CNC untuk meningkatkan dan mempercepat produksi produk medis menjadi semakin penting bagi sektor medis.
Contoh umum produk yang dibuat melalui mesin CNC adalah sebagai berikut:
Mesin pencitraan resonansi magnetik.Implan.Perangkat ortotik.Penutup elektronik untuk perangkat pemantauan.Peralatan penelitian.Penutup terlindung.Bagian terbuat dari plastik suhu tinggi.Instrumen medis.Kemasan steril yang disesuaikan.Produk yang disetujui Badan Pengawas Obat dan Makanan.
Otomotif
Salah satu pasar utama permesinan CNC adalah industri otomotif. Setiap langkah dalam industri manufaktur mobil, mulai dari pembuatan prototipe dalam penelitian dan pengembangan hingga produksi suku cadang dalam jumlah besar, mendapatkan manfaat dari penggunaan permesinan CNC.
Selain itu, berbagai macam komponen, termasuk bagian blok mesin yang besar serta roda gigi dan panel kecil, diproduksi oleh mesin penggilingan CNC dan peralatan bubut. Untuk sebuah mesin pembakaran saja dibutuhkan beberapa mesin CNC. Ini dapat digunakan untuk mengubah balok logam besar menjadi panel bodi mesin dan memproduksi silinder, piston, dan komponen lain yang digunakan untuk membuat rakitan silinder di blok mesin.
Beberapa komponen yang dibuat melalui pemesinan CNC adalah sebagai berikut:
Gearbox, Suku cadang mesin, Gandar, Katup, Panel dasbor, Blok silinder, Pengukur gas.
Elektronik
Pemesinan CNC adalah metode manufaktur yang berguna untuk sektor elektronik karena keakuratan dan kemampuan beradaptasinya. Logam konduktif dan nonkonduktif, serta berbagai polimer, dapat diproses dengan mesin CNC. Dengan teknologi CNC, tidak diperlukan tahap perkakas praproduksi, sehingga mempercepat produksi komponen elektronik. Desain juga dapat dengan mudah dimodifikasi dan diulang dengan pengawasan minimal. Apple dilaporkan memiliki 10.000 mesin CNC dan memproduksi laptop bermesin CNC dalam skala besar.
Beberapa contoh barang yang dihasilkan oleh mesin CNC adalah sebagai berikut:
Elektronik konsumen.Semikonduktor.Peredam panas.Papan sirkuit tercetak.Isolasi listrik.Rumah penguat.Pelindung interferensi frekuensi radio.
Minyak dan gas
Mesin besar yang digunakan di rig pengeboran dan kilang dirancang dengan mesin CNC untuk memastikan kesesuaian yang sempurna. Kesesuaian yang tidak sempurna dapat menyebabkan silinder tidak terisi, piston tidak memberikan tekanan yang cukup, dan katup bocor. Oleh karena itu, untuk memastikan suku cadangnya sesuai dengan kebutuhan, bisnis petrokimia menggunakan suku cadang yang telah dikerjakan dengan mesin CNC.
Beberapa contoh suku cadang yang dibuat melalui mesin CNC adalah sebagai berikut:
Mata bor.Batang.Piston.Katup.Komponen hidrolik.Sistem katup.
Laut
Karena suku cadang yang sangat presisi diperlukan untuk menjaga kapal tetap berjalan dan mengapung, industri kelautan sangat bergantung pada mesin CNC. Perahu membutuhkan banyak peralatan, termasuk sensor bawah air dan peralatan komunikasi. Akibatnya, industri kelautan harus menggunakan presisi CNC saat memproduksi kapal dan peralatan kelautan lainnya.
Beberapa suku cadang umum yang diproduksi melalui mesin CNC adalah sebagai berikut:
Baling-baling.Kotak isolasi.Komponen untuk mesin.Cetakan prototipe.Tulang rusuk.Stinger.
Sejarah kontrol numerik komputer
Selama beberapa dekade terakhir, teknologi CNC telah berkembang dari perangkat yang dikontrol pita pelubang (punch tape) menjadi mesin yang menerima masukan pemrograman CNC dan menghasilkan suku cadang mesin 3D dengan presisi ekstrem.
Teknologi kontrol numerik komputer telah berkembang menjadi mesin yang menerima input pemrograman CNC dan memproduksi/mencetak komponen mesin 3D dengan presisi ekstrem.
Asal usul mesin CNC dapat ditelusuri kembali ke John Parsons. Dia dikreditkan dengan menciptakan mesin kontrol numerik pertama pada tahun 1949, yang dirancang untuk dijalankan langsung dari satu set kartu berlubang yang memberi tahu mesin ke mana harus bergerak. Cincinnati Milacron Hydrotel, mesin CNC pertama yang tersedia secara komersial, kemudian diperkenalkan pada tahun 1952 oleh tim peneliti Institut Teknologi Massachusetts.
Mesin CNC pertama kali dipatenkan pada tahun 1958.
Proses manufaktur aditif dan subtraktif berbeda namun saling berhubungan pada saat yang bersamaan. Temukan perbedaan utama antara kedua pendekatan manufaktur ini.
Tags:
Computer