Cắt CNC Là Gì? Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Cắt CNC Leave a comment

Công nghệ cắt CNC (Cắt điều khiển bằng máy tính) đang ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất hiện đại. Nó cho phép gia công các sản phẩm với độ chính xác, tốc độ và độ hoàn thiện cao hơn so với các phương pháp gia công truyền thống.

Máy cắt CNC hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng một công cụ cắt (như tia laser, plasma, nước áp lực cao…) được điều khiển bởi một hệ thống máy tính để thực hiện các thao tác cắt, khắc, đột lỗ trên các vật liệu như kim loại, gỗ, nhựa, thủy tinh… Quy trình này được lập trình trước và cho phép tạo ra các sản phẩm với hình dạng phức tạp một cách tự động. Hiểu rõ về công nghệ cắt CNC và nguyên lý hoạt động của máy cắt CNC là rất cần thiết để vận hành và bảo trì hiệu quả hệ thống này trong sản xuất hiện đại.

Cắt CNC là gì?

Thuật ngữ CNC trong tiếng Anh là Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) được hiểu là “điều khiển bằng máy tính”. Thuật ngữ này được sử dụng trong hệ thống máy tiện cơ khí được điều khiển và chế tạo hoàn toàn tự động. Hệ thống này được phát triển từ cuối những năm 1940 đầu những năm 1950 bởi một nhóm thuộc phòng thí nghiệm Servomechanism của học viện MIT.

Như vậy cắt CNC chính là ứng dụng công nghệ CNC để cắt kim loại theo đường cong bất kỳ dựa trên sự điều khiển của phần mềm máy tính. Máy CNC có thể làm việc trong không gian 2D, 3D,…Trong khi đó, các máy cắt kim loại truyền thống chỉ giải quyết được các đường cắt có hình thù nhất định. Máy CNC có thể hoạt động tốt cả trong không gian 3 chiều và dễ dàng thực hiện bởi phần mềm được thiết kế chuyên dụng.

Một số loại máy cắt cnc phổ biến trên thị trường:

• Máy cắt xốp cnc
• Máy cắt gỗ cnc
• Máy cắt kim loại cnc
• Máy cắt dây cnc
• Máy cắt kính cnc
• Máy cắt đá Granite cnc

Cấu tạo cơ bản của máy cắt CNC

Máy CNC sẽ gồm các thành phần chính như:

• Bộ phận điều khiển
• Các động cơ cho từng trục
• Bàn máy
• Dao cụ, đầu dao
• Hệ thống làm mát
• Hệ thống thủy lực (nếu là máy đời cũ) 

Và cấu tạo chi tiết của máy CNC sẽ tương đối nhiều. Gồm các thành phần cấu thành như:

• Khung máy, hệ thống che chắn bảo vệ
• Hệ thống bàn máy, mâm cặp, gá đặt.
• Hệ thống mâm dao, thay dao tự động
• Đầu gắn dao, các loại dao
• Hệ thống làm mát bằng nước hoặc bằng khí, gá kẹp bằng khí.
• Hệ thống điều khiển, kết nối với máy tính. 

Nguyên lý hoạt động của máy cắt plasma CNC

Máy cắt CNC hoạt động dựa trên chương trình đã được lập trình sẵn và dựa trên sự điều khiển của phần mềm máy tính. Chính vì thế, độ chính xác của nó gần như tuyệt đối. Khi hoạt động, trục chính của máy sẽ di chuyển dần theo chiều Z từ trên xuống, trục X và Y của sản phẩm sẽ được giữ trên bàn máy, đồng thời lưỡi cắt sẽ cắt từ trên xuống dưới lên bề mặt của sản phẩm.

Để hiểu kỹ hơn về nguyên lý này, chúng tôi xin trình bày cụ thể theo từng bước như sau:

• Bước 1: Sau khi khởi động máy, nguồn điện sẽ nhận được tín hiệu khởi động và kích hoạt điện áp khiến cho khí được vận chuyển lên đầu cắt. Qua đó luồng khí chạy qua vòi phun và đi ra ngoài. Tại thời điểm này thì tia hồ quang và dòng điện vẫn chưa được hình thành.
• Bước 2: Sau khi ổn định dòng điện thì mạch hồ quang bắt đầu làm việc ở tần số cao có thể phóng ra tia lửa điện, khiến cho dòng khí bên trong máy cắt nhận được nguồn năng lượng lớn để ion hóa và trở nên có khả năng dẫn điện. Những dòng khí ion được hình thành trong quá trình này trở thành đường dẫn điện giữa điện cực và vòi phun tạo thành hồ quang plasma. Qua đó tia hồ quang được phóng ra ngoài và tạo thành dòng hồ quang mồi.
• Bước 3: Khi vòi phun được di chuyển đến bề mặt cắt thì dòng hồ quang mồi mới được tạo thành sẽ đánh vào vật liệu. Bộ nguồn nhận biết dòng điện chạy qua vật liệu và khi đó bộ khởi động hồ quang sẽ ngưng làm việc và dòng khí ion hóa tiếp tục được duy trì bằng năng lượng của dòng 1 chiều.
• Bước 4: Tia hồ quang plasma có nhiệt độ cao sẽ làm chảy vật liệu kim loại. Bằng các dòng khí nóng chảy với tóc độ cao sẽ thổi vật liệu nóng chảy xuống phía dưới của đường cắt. Lúc này đầu cắt bắt đầu di chuyển và thực hiện cắt bề mặt theo định hướng từ ban đầu.
• Bước 5: Trong bộ điều khiển máy cắt plasma cnc có bộ điều khiến cảm ứng và khi khởi động bộ điều khiển này thì máy cắt cnc sẽ di chuyển theo đúng định hướng đã được lập trình sẵn đảm bảo sản phẩm cắt theo đúng bản vẽ.

Ưu Nhược Điểm Cắt CNC

1. Ưu điểm

• Tạo ra thành phẩm có tính chính xác và thẩm mỹ cao thay thế cho gia công truyền thống.
• Khai thác tối đa nguyên vật liệu, tránh lãng phí.
• Tiết kiệm nguồn nhân lực nhờ việc tự động hóa và khả năng hỗ trợ nhiều bộ phận khác nhau của máy cắt CNC.
• Quá trình sản xuất diễn ra nhanh hơn, các đơn hàng dễ dàng hoàn thành đúng tiến độ.
• Gia công hàng loạt với tính chính xác cao ở mọi chi tiết: đường thẳng và đường cong với độ dày mỏng khác nhau.
• Có nhiều tính năng tích hợp trên máy cắt CNC: điều chỉnh kích thước, tạm dừng, tăng tốc…
• An toàn cho sức khỏe và tạo ra môi trường làm việc sạch sẽ nhờ hệ thống hút bụi tự động.
• Hệ thống tản nhiệt giúp giảm năng lượng tiêu thụ và tăng tuổi thọ máy.

2. Nhược điểm

• Giá máy cắt CNC cao hơn so với mặt bằng chung các loại máy khác.
• Tốn nhiều chi phí bảo trì và bảo dưỡng.
• Nhân công vận hành máy cần có kiến thức chuyên môn bởi nhiều quy trình phức tạp.
• Cần không gian lớn để có thể sử dụng máy.

Phân loại công nghệ cắt CNC

1. Công nghệ laser

• Cắt laser CNC là công nghệ ứng dụng tia laser để cắt vật liệu hợp kim, phi kim và kim loại tự động dựa vào chương trình lập trình sẵn trong máy. Hiện tại, công nghệ này được đánh giá là công nghệ gia công kim loại tiên tiến nhất.
• Cắt laser CNC thường sử dụng phổ biến cắt nhôm, đồng, inox, thép, sắt…

2. Công nghệ cắt plasma

• Cắt plasma CNC là quá trình cắt xuyên qua các vật liệu dẫn điện bằng hồ quang plasma nhờ vòi phun trên máy CNC. Khi vận hành, máy phát tín hiệu từ bộ nguồn plasma và tiến hành cắt theo bản vẽ.
• Cắt CNC bằng công nghệ plasma cho rãnh cắt hẹp, tốc độ cắt nhanh, biến dạng ít và giá thành rẻ.

3. Công nghệ cắt tia nước

• Công nghệ cắt tia nước CNC là quá trình sử dụng hỗn hợp (nước, hạt mài) để cắt tự động các vật liệu cứng.
• Công nghệ này có khả năng cắt nhiều vật liệu khác nhau: phi kim (thủy tinh, gốm, đá, sứ…), hợp kim (nhôm, đồng, thép…), kim loại. Người ta thường ứng dụng công nghệ cắt tia nước CNC vào việc chế tạo các chi tiết máy có kích thước đa dạng và độ dày lớn.

4. Công nghệ cắt dây tia lửa điện EDM

• Công nghệ cắt EDM CNC là phương pháp sử dụng dây cắt chạy theo chương trình CAD/CAM tạo ra đường cắt bằng tia lửa điện có độ chính xác 0.001 mm. Công nghệ cắt này có khả năng gia công 2D và 3D từ đơn giản cho tới phức tạp.
• Hiện tại, công nghệ cắt EDM CNC dùng để cắt vật liệu siêu cứng (CBN, kim cương đa thể, vật liệu composite), kim loại tấm dày trong ngành, hạt nhân, hàng không, y tế…

Ứng dụng máy cắt CNC

Đi kèm với sự đòi hỏi ngày càng cao về độ tính xảo và tính thẩm mỹ, nhu cầu sử dụng máy cắt CNC cũng trở nên nhiều hơn. Thông thường, máy cắt CNC sẻ được ứng dụng để:

• Cắt khắc lên kiếng đá, thủy tinh, pha lê.
• Cắt lên vật liệu bằng mica, mô hình, gỗ.
• Cắt hoa văn – họa tiết – hình ảnh quảng cáo và bảng biển.
• Sử dụng trong công nghiệp đóng tàu nhờ khả năng gia công vật liệu dày (tấm kim loại), hoa văn trang trí đòi hỏi tính chính xác và công phu (vách ngăn, cửa cổng, lan can).
• Cắt gỗ, kim loại nên thường dùng trong cơ khí và cơ khí chế tạo.
• Sản xuất đồ gia dụng: tạo khuôn cho điện lạnh, điện máy, đồ gia dụng…

Ở đâu bán máy cắt CNC chất lượng, giá tốt?

Nếu bạn đang có ý định mua máy cắt CNC thì có thể liên hệ với chúng tôi – Vegatec. Hiện nay, Vegatec bày bán đa dạng các dòng máy cắt CNC (máy cắt plasma, máy cắt Oxy Gas) của nhiều thương hiệu nổi tiếng từ Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc… Hoạt động nhiều năm trong lĩnh vực cung cấp các sản phẩm gia công cơ khí, Vegatec tự tin mang đến cho khách hàng những dòng máy CNC chính hãng – chất lượng – giá cạnh tranh.

Ngoài ra khi mua sản phẩm tại Vegatec, khách hàng còn được trải nghiệm:

• Miễn phí tư vấn chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu cắt, khả năng tài chính.
• Bảo hành chuyên nghiệp theo chính sách hãng và chính sách của công ty.
• Máy được cam kết cao về chất lượng với chính sách test thử trước khi mua, đổi trả miễn phí nếu lỗi xuất phát từ đơn vị sản xuất.
• Giao hàng trên toàn quốc trách nhiệm – nhanh chóng – tận tâm.

Liên hệ với Vegatec để được tư vấn cụ thể hơn. 

Để biết thêm thông tin về máy cắt này, các bạn có thể tham khảo những bài viết về cách vận hành cũng như các bài viết liên quan khác của chúng tôi. Các bạn có thể liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ…để được tư vấn và hỗ trợ mua máy. Chúc các bạn chọn được máy cắt CNC như ý.

Những câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Máy cắt CNC có thể đạt độ chính xác tới mức nào?

Máy cắt CNC hiện đại có thể đạt độ chính xác cực kỳ cao, trong khoảng 0.001mm đến 0.01mm tùy thuộc vào loại máy và công nghệ sử dụng. Ví dụ, máy cắt dây tia lửa điện EDM CNC có thể đạt độ chính xác tới 0.001mm.

2. Tốc độ cắt của máy CNC so với phương pháp cắt thủ công như thế nào?

Máy cắt CNC có thể hoạt động với tốc độ nhanh hơn 5-10 lần so với cắt thủ công, tùy thuộc vào vật liệu và độ phức tạp của chi tiết. Một số máy cắt laser CNC hiện đại có thể đạt tốc độ cắt lên đến 40m/phút đối với thép mỏng.

3. Chi phí đầu tư ban đầu cho một hệ thống cắt CNC là bao nhiêu?

Chi phí đầu tư cho một hệ thống cắt CNC có thể dao động từ 500 triệu đến 5 tỷ đồng, tùy thuộc vào quy mô, công suất và công nghệ sử dụng. Máy cắt laser fiber công suất cao có thể có giá lên đến 10 tỷ đồng. Xem bài viết: Máy cắt CNC loại nào tốt & cách chọn mua hiệu quả nhất.

4. Máy cắt CNC tiêu thụ bao nhiêu điện năng?

Mức tiêu thụ điện năng của máy cắt CNC phụ thuộc vào công suất và loại máy. Trung bình, một máy cắt plasma CNC công suất 100A tiêu thụ khoảng 15-20 kWh, trong khi máy cắt laser công suất cao có thể tiêu thụ tới 50-70 kWh.

5. Các loại vật liệu nào không phù hợp để cắt bằng máy CNC?

Mặc dù máy cắt CNC có thể xử lý nhiều loại vật liệu, nhưng một số vật liệu không phù hợp bao gồm:

• Vật liệu dễ cháy hoặc độc hại
• Vật liệu quá mềm hoặc đàn hồi
• Vật liệu có cấu trúc không đồng nhất
• Một số loại gốm và composit đặc biệt

6. Làm thế nào để tối ưu hóa tuổi thọ của đầu cắt trong máy CNC?

Để tối ưu hóa tuổi thọ đầu cắt:

• Bảo trì định kỳ theo lịch của nhà sản xuất
• Sử dụng các thông số cắt phù hợp với từng loại vật liệu
• Làm sạch và bôi trơn thường xuyên
• Thay thế phụ tùng đúng thời điểm
• Kiểm tra và điều chỉnh độ căng của dây cắt (đối với máy cắt dây)

7. Có thể tích hợp máy cắt CNC vào quy trình sản xuất tự động hóa không?

Có, máy cắt CNC có thể dễ dàng tích hợp vào các hệ thống sản xuất tự động. Nhiều máy cắt CNC hiện đại hỗ trợ giao thức truyền thông công nghiệp như Modbus, Profinet, hoặc EtherCAT, cho phép kết nối và điều khiển từ xa thông qua hệ thống SCADA hoặc MES.

8. Máy cắt CNC có thể xử lý vật liệu có độ dày tối đa là bao nhiêu?

Khả năng xử lý độ dày vật liệu phụ thuộc vào loại máy và công nghệ:

• Máy cắt laser fiber: lên đến 30mm đối với thép carbon
• Máy cắt plasma: có thể cắt thép dày tới 80mm
• Máy cắt oxy-gas: xử lý được thép dày đến 300mm
• Máy cắt tia nước: có thể cắt vật liệu dày tới 200mm

9. Làm thế nào để giảm thiểu sai số trong quá trình cắt CNC?

Để giảm thiểu sai số:

• Hiệu chuẩn máy thường xuyên
• Sử dụng phần mềm bù trừ sai số
• Kiểm soát nhiệt độ môi trường làm việc
• Sử dụng hệ thống đo lường laser để kiểm tra kích thước
• Tối ưu hóa thông số cắt cho từng loại vật liệu
• Đảm bảo độ cứng vững của khung máy và bàn cắt

Đọc ngay bài viết: Hướng dẫn cách dùng máy cắt CNC đúng kỹ thuật được chia sẻ trên website.

10. Các biện pháp an toàn cần thiết khi vận hành máy cắt CNC?

Các biện pháp an toàn quan trọng bao gồm:

• Sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (kính, găng tay, giày an toàn)
• Lắp đặt hệ thống hút và lọc khí thải
• Đảm bảo khu vực làm việc được che chắn an toàn
• Đào tạo nhân viên về quy trình vận hành an toàn
• Lắp đặt nút dừng khẩn cấp và cảm biến an toàn
• Thực hiện bảo trì định kỳ theo hướng dẫn của nhà sản xuất

11. Xu hướng phát triển của công nghệ cắt CNC trong tương lai là gì?

Một số xu hướng phát triển dự kiến:

• Tích hợp trí tuệ nhân tạo và học máy để tự động tối ưu hóa quá trình cắt
• Phát triển công nghệ cắt siêu âm và cắt lạnh cho vật liệu đặc biệt
• Tăng cường khả năng kết nối và tích hợp với Công nghiệp 4.0
• Phát triển các giải pháp cắt thân thiện với môi trường hơn
• Cải thiện giao diện người dùng và khả năng lập trình trực quan