1. Melhorando a eficiência do uso de materiais: passando de muito processamento para quase-formação de rede
Ao preparar peças de carro-à moda antiga, é comum desperdiçar materiais. Por exemplo, a usinagem de blocos de cilindros de motores necessita de diversas etapas de fixação, como fresamento de desbaste, fresamento de precisão, furação e outros. A taxa de remoção de material é superior a 60% e erros cometidos pelos trabalhadores podem gerar desperdícios. Três mudanças importantes levaram a um grande aumento no uso de materiais na tecnologia de usinagem com controle numérico:
O planejamento inteligente do caminho é uma abordagem de otimização do caminho da ferramenta que usa software CAM para descobrir a melhor rota de usinagem com a menor quantidade de remoção de material. Por exemplo, quando uma determinada empresa automobilística mudou para máquinas-ferramentas CNC com articulação de cinco eixos para processamento de virabrequins, a taxa de utilização de material aumentou de 72% para 85%, e cada item economizou 0,8 kg de aço.
Tecnologia de conformação quase líquida: usando usinagem CNC e fundição de precisão para aproximar a peça de seu formato final. Por exemplo, a bandeja da bateria do Tesla Model 3 usa fundição de alta-pressão e usinagem CNC de precisão. Isto reduz a perda de material em 30% em comparação com a estampagem e soldadura tradicionais, e também reduz o ciclo de produção em 40%.
Combinando processamento de compósito: Composto de torneamento e fresamento e composto de retificação e fresamento são dois tipos de equipamentos que podem fazer mais de uma coisa ao mesmo tempo. A instalação de um centro de usinagem de compósitos em uma determinada linha de produção de carcaças de transmissão reduziu o número de vezes que as peças tiveram que ser fixadas de 5 para 1 e a quantidade de resíduos produzidos em 25%.
2, Otimizando o uso de energia: passando do acionamento mecânico à regulação inteligente
Três coisas mostram como a usinagem CNC é mais eficiente em termos energéticos:
Atualização para o sistema de acionamento: As máquinas-ferramentas tradicionais utilizam sistemas hidráulicos, que podem perder até 35% da energia que transferem. As máquinas-ferramentas CNC, por outro lado, utilizam tecnologia de acionamento direto de servo motor, o que torna a transmissão mais eficiente em 92%. Por exemplo, um centro de usinagem de pórtico CNC utiliza 28% menos energia para cada unidade de produção do que as máquinas tradicionais.
Gerenciamento dinâmico de energia: Os novos sistemas CNC possuem módulos de monitoramento de energia que podem alterar a velocidade do fuso em tempo real com base nas demandas de usinagem. Depois que um certo fabricante de peças automotivas usou essa tecnologia, o consumo de energia em espera da máquina-ferramenta caiu de 1,2 kW para 0,4 kW, o que economizou mais de 500.000 yuans por ano em despesas de eletricidade.
Melhorando os parâmetros de usinagem: Use ferramentas de simulação para simular o processo de corte e encontrar a melhor taxa de avanço e velocidade de corte. Dados experimentais indicam que o processamento ideal de ligas de alumínio diminui o uso de energia em 19% e prolonga a longevidade da ferramenta em 30%.
3. Controlar a libertação de poluentes: passar da dependência química para processos verdes
O uso de fluido de corte é a principal causa de poluição ambiental na produção tradicional de metal. A tecnologia de controle numérico ajuda a fazer grandes mudanças de três maneiras importantes para beneficiar o meio ambiente:
Tecnologia de corte a seco: no processamento de ferro fundido e ligas de alumínio, ferramentas de corte com revestimento de diamante-e sistemas de resfriamento-de baixa temperatura são usados para que nenhum fluido de corte seja necessário. Depois de mudar para o corte a seco em uma determinada linha de produção de cabeçote de motor, a quantidade de fluido de corte usado cai para zero e o custo anual de eliminação de resíduos perigosos cai em 800.000 yuans.
Microlubrificação (MQL): Mantenha a quantidade de lubrificante usada em menos de 1% da usada na usinagem úmida tradicional. O sistema MQL reduziu a quantidade de COV na oficina de 12 mg/m³ para 0,5 mg/m³, o que está abaixo dos regulamentos ambientais da UE.
Tecnologia de corte-a baixa temperatura: emprega ar frio ou nitrogênio líquido em vez de fluido de corte. Isso não apenas evita que produtos químicos entrem no meio ambiente, mas também faz com que as ferramentas durem mais. Depois de usar esse método, uma empresa que processa peças de liga de titânio reduziu os custos da ferramenta em 45% e melhorou a rugosidade da superfície para Ra0,4 μm.
4. Novas ideias para a gestão de resíduos: passando do consumo linear para uma economia circular
A usinagem CNC cria um sistema de produção-de circuito fechado usando métodos inteligentes.
Gerenciamento inteligente de ferramentas: monitorar em tempo real o desgaste das ferramentas e aproveitar ao máximo os ciclos de substituição. O sistema inteligente de biblioteca de ferramentas que acompanha uma determinada máquina-ferramenta CNC reduziu o número de ferramentas de corte descartadas em 22% e a quantidade de resíduos de metal em 12 toneladas por ano.
Ajuda na remanufatura: com máquinas CNC de alta-precisão, é possível consertar peças quebradas. Uma empresa de remanufatura utilizou uma mandriladora CNC para consertar o bloco de cilindros do motor. Isto economizou 60% da energia e 75% dos materiais necessários para fabricar um novo produto, e o bloco do motor funcionou 95% tão bem quanto quando era novo.
O sistema de purificação de névoa de óleo possui um coletor eletrostático de névoa de óleo que coleta partículas oleosas produzidas durante o processamento. Tem uma eficácia de purificação de 98%. Após a instalação do equipamento em um local de produção de peças automotivas, o nível de PM2,5 na oficina caiu de 35 ug/m³ para 8 ug/m³, e o número de funcionários com problemas respiratórios caiu 60%.
5. Um exemplo da indústria: mostrando os benefícios ambientais em números
Fabricação de baterias de lâmina BYD: A tecnologia de soldagem a laser CNC melhora a vedação da bateria em 30% e reduz a quantidade de materiais de soldagem utilizados em 40%. A quantidade de resíduos perigosos produzidos anualmente numa linha de produção diminui em 200 toneladas.
Fábrica da BMW em Shenyang: Ao combinar máquinas-ferramentas CNC com tecnologia digital twin, os parâmetros de processamento podem ser otimizados dinamicamente, reduzindo as emissões de carbono por unidade de produto de 2,1 kg para 1,5 kg e atingindo as metas de neutralidade de carbono três anos antes do previsto.
Fazendo estações de troca de baterias da NIO: Usando uma dobradeira CNC e um sistema de colaboração robótica, a precisão do processamento de peças estruturais de aço é de ± 0,1 mm, a taxa de utilização de material é de 91% e as emissões de carbono do transporte de resíduos são 1.200 toneladas menores por ano do que com métodos tradicionais.
