Gia công CNC là phương pháp được ứng dụng phổ biến trong sản xuất công nghiệp kết hợp giữa công nghệ máy tính và các công cụ cắt để tạo ra sản phẩm. Tìm hiểu về gia công CNC, chắc hẳn bạn không thể bỏ qua phương thức gia công CNC 4 trục. Vậy gia công CNC 4 trục là gì và khi nào cần áp dụng gia công 4 trục? Hãy cùng Tiến Dũng tìm hiểu trong bài viết này.
1. Đôi nét về gia công CNC 4 trục
Gia công CNC 4 trục là gia công có 4 trục (bao gồm các trục X, Y, Z và một trục bổ sung) đồng thời di chuyển. Trục bổ sung chuyển động này quay dọc theo trục X và thường được gọi là trục A. Phương pháp này hữu ích khi các lỗ hoặc vết cắt cần được thực hiện nằm trên các mặt của phôi.
Tương tự như máy 3 trục, cơ chế hoạt động của máy CNC 4 trục cũng dựa trên các trục X, Y, Z. Trục A (trục bổ sung) sẽ xoay quanh trục X để hỗ trợ trong quá trình gia công. Cho phép thực hiện những lát cắt phức tạp và chính xác hơn so với máy gia công 3 trục. Hơn nữa, máy gia công CNC 4 trục tốn ít nguyên công hơn và người vận hành máy không cần phải khống chế nhiều bậc tự do như khi sử dụng máy CNC 3 trục.
Do có độ chính xác cao nên gia công 4 trục có lợi cho các ngành công nghiệp đòi hỏi quá trình sản xuất phức tạp với nhiều kích thước khác nhau. Gia công 4 trục hoạt động linh hoạt ở nhiều góc hơn, góp phần giảm thiểu sai số trong quá trình chế tạo và giảm bớt độ hao mòn của dụng cụ cắt. Ngoài ra, áp dụng gia công CNC 4 trục còn đóng vai trò thúc đẩy công nghệ CAD trong tự động hóa việc cắt và tạo hình sản phẩm.
2. Gia công CNC 5 trục và 4 trục khác nhau như thế nào?
Về hoạt động, gia công 4 trục và 5 trục cũng khá giống nhau vì được trang bị thêm 1 hoặc 2 trục hỗ trợ cho quá trình gia công vật liệu.
Đối với phương pháp gia công CNC 4 trục, chỉ hỗ trợ thêm 1 trục xoay (A, B hoặc C). Việc bổ sung trục thứ tư cho phép phôi được tự động lật, do đó máy có thể loại bỏ vật liệu từ nhiều phía.
Còn đối với gia công CNC 5 trục, các thao tác có thể được tự động ở cả 5 phía cùng lúc. Các trục hỗ trợ A, B, C xoay 180 độ quanh các trục X, Y, Z. So với gia công CNC 4 trục, phương pháp 5 trục yêu cầu nhiều thời gian ở khâu lập trình hơn để tính toán cho các chuyển động quay phức tạp. Nhờ đó các sản phẩm và chi tiết gia công CNC 5 trục có độ chính xác và phức tạp cao hơn.
3. Một số phần mềm hỗ trợ gia công CNC 4 trục
3.1 Mastercam
Mastercam là một trong các phần mềm chuyên dụng nhất hỗ trợ cho phương pháp gia công CNC nói chung và gia công CNC 4 trục nói riêng. Đây là phần mềm có lịch sử khá lâu đời và cho phép các đường chạy dao phức tạp như: Dynamic, OptiRough… có độ chuẩn xác cao giúp giảm thời gian chu kỳ từ 25% – 75%.
Mastercam cung cấp hai chức năng quan trọng là CAD và CAM hỗ trợ thiết kế các mô hình chính xác, nhanh chóng và điều khiển máy CNC 4 trục hoạt động với hiệu suất tối ưu. Phần mềm này tương thích với đa dạng các loại máy cũng như module (Mastercam Mill, Multiaxis, Mastercam Art, Mastercam Engraving,…) đáp ứng được phần lớn nhu cầu trong quy trình gia công.
Với việc chia nhỏ từng module này với những chức năng cụ thể, Mastercam giúp người dùng có nhiều lựa chọn hơn để phù hợp với lĩnh vực kinh doanh của mỗi doanh nghiệp. Sử dụng Mastercam trong gia công CNC 4 trục cho hiệu suất nhất quán và tuổi thọ công cụ dài hơn.
3.2 Creo Parametric
Đây là phần mềm 3D CAD/CAM chuyên nghiệp, được ứng dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực thiết kế, gia công khuôn mẫu trong đó có gia công CNC 4 trục. Với Creo Parametric, khâu lập trình gia công trở nên nhanh chóng và linh hoạt hơn. Người dùng dễ dàng lập các bản vẽ cũng như thay đổi các kích thước và hình dáng của sản phẩm hiệu quả hơn do các chi tiết thiết kế bởi phần mềm này đều tồn tại dưới dạng tham số.
Bên cạnh đó, Creo Parametric còn có khả năng giao tiếp với các phần mềm thiết kế 3D khác như Auto CAD, Visi, Moldflow,… Nhờ chức năng mô phỏng quá trình da công một cách chi tiết trên máy CNC, người dùng hoàn toàn có thể quan sát cũng như ngăn ngừa các sự số xảy ra.
3.3 Cimatron
Cũng như hai phần mềm kể trên, Cimatron là giải pháp CAD/CAM thông dụng trong ngành chế tạo khuôn dập, khuôn nhựa và gia công cơ khí. Với 1 trong 3 module chính là NC, phần mềm này cho phép người dùng lập trình gia công CNC chuyên nghiệp.
Do có các ưu điểm như: dễ chuyển đổi dữ liệu (solic – surface), tính tùy biến cao, chiến lược chạy dao tốt và tiết kiệm thời gian gia công, Cimatron hiện đang là phần mềm được nhiều doanh nghiệp tin dùng khi có nhu cầu gia công 4 trục. Tuy nhiên so với Auto CAD và Creo Parametric, quá trình thiết kế còn thiếu linh hoạt và sản phẩm gia công từ phần mềm Cimatron chưa có độ hoàn thiện cao.
4. Một số lưu ý khi gia công CNC 4 trục
Người dùng nên ứng dụng máy gia công 4 trục trong trường hợp có yêu cầu cao về độ chi tiết của sản phẩm. Do cấu tạo đặc thù 4 trục, máy này thường được sử dụng trong các trường hợp cần gia công từ nhiều phía, hoặc những rãnh xoắn phức tạp chẳng hạn như các thiết bị y tế, khẩu trang y tế…
Khi gia công CNC 4 trục người dùng cần chú ý:
- Cần kiểm tra dụng cụ thật kỹ, đảm bảo chúng được lắp đặt chặt với trục chính thì mới vận hành.
- Trường hợp phôi bị dung dịch cắt làm bẩn thì bạn nên làm sạch bằng bàn chải hoặc dùng máy hút bụi chuyên dụng.
- Đảm bảo sử dụng đầy đủ đồ bảo hộ an toàn trước khi tiến hành gia công.
- Không nên thực hiện cắt với tốc độ quá cao vì như vậy dao có thể sẽ bị vỡ.
- Không thực hiện kiểm tra hay đo đạc khi đang gia công mà chỉ làm khi máy đã dừng lại hoàn toàn. Đặc biệt, phải luôn theo dõi máy khi gia công để đảm bảo sự an toàn cũng như sự chính xác cho sản phẩm sau khi hoàn thiện.
Có thể nói, gia công 4 trục hiện nay được ứng dụng khá rộng rãi trong các lĩnh vực đa dạng như:
- Chế tạo cơ khí
- Nghiên cứu công nghệ
- Sáng tạo nghệ thuật
- Sản xuất thiết bị y tế
5. Tổng kết
Như các thông tin đề cập bên trên, không thể phủ nhận tầm quan trọng của gia công CNC 4 trục trong các lĩnh vực chế tạo và sản xuất yêu cầu độ chi tiết và phức tạp cao. Nhờ có gia công 4 trục, các doanh nghiệp có thể sản xuất được nhiều sản phẩm tinh xảo và hoàn thiện hơn để phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng từ thị trường.
Đối diện với yêu cầu về lập trình gia công từ phía doanh nghiệp, phần mềm Mastercam hoàn toàn đáp ứng được điều này. Mastercam mang lại một giải pháp hoàn chỉnh từ thiết kế đến gia công và hoàn thiện kết quả một cách tốt nhất. Phần mềm này được sử dụng khá lâu đời và mang lại kết quả gia công với độ chính xác cao. Hơn nữa, giao diện trực quan cũng dễ sử dụng và thao tác, ngay cả đối với những người có ít kinh nghiệm sử dụng cũng có thể thao tác với phần mềm này.
