哪些行业使用数控机械？

计算机数控 (CNC) 加工创建了许多不同行业所需的复杂零件。虽然批量生产适用于某些应用，但许多行业需要定制零件。许多公司为他们的操作寻求数控加工，这样他们就可以完成精确的设计并使用计算机软件制作精确的零件。从医疗领域到交通运输等多个行业都依赖机加工零件。由于计算机和机器的进步，CNC 加工过程可以实现比其他生产方法更复杂的定制设计。

CNC 加工的工作原理

CNC 加工是使用计算机软件引导机器，采用虚拟设计并将其转化为有形的三维产品的过程。这个过程是减材制造的一种形式，这意味着项目从一块材料开始，机器切割下来以创建预期的设计。计算机编程辅助整个过程，帮助专家制作具有极高设计精度的产品。

CNC 项目从使用计算机辅助设计 (CAD) 软件创建设计开始。设计师几乎可以使用 3D 软件创建任何对象，但他们必须牢记任何材料规格或 CNC 机器限制，否则他们将面临创建与其设计不匹配的部件的风险。例如，机器无法复制曲线切割，坚硬的材料可能无法产生预期的外观。

程序员使用 CAM 软件将设计数字化处理成 CNC 机器的计算机可以理解的格式。机械师确保 CNC 机床具有适合工作的工具，并将选定的材料放入机床中。最后，CNC 程序告诉机器根据设计创建产品。

虽然计算机自行完成大部分制造工作，但机械师通常仍会在此过程中发挥作用。特别复杂的设计或不同类型的机器可能需要机械师不时停止操作并旋转某些零件。机械加工也可能只是必须手工完成的最后一步。

整个 CNC 加工过程可以快速完成，因为机械师可以在几天内创建 CAD 图纸。如果需要，CAD 设计很容易更改，因此制作、测试和调整 3D 模型或原型相对快速且简单。此外，切割现有材料块是一个快速的过程。此外，CNC 机器可以成为装配线的一部分，因此多台机器可以协同工作，高效地同时生产多个产品或一个产品的所有零件。

CNC 机械能力

机械师可以使用 CNC 机器生产许多产品设计，从标准形状到具有锥形和复合轮廓的物体。 CNC 加工行业可以处理您最大或最小的工作，从制造大型零件到雕刻精密零件并通过二次精加工操作完成它们。自动化流程可确保质量一致性，确保所有产品都相同，即使在大批量生产时也是如此。

CNC 加工还具有创建产品原型的独特能力。通过快速原型制作，您可以快速高效地加工样品产品，然后在开始批量生产之前对其进行检查和测试以确保可用性。使用精确的软件快速加工零件，让您有时间在生产过程中在测试和制造期间实施准确的设计，并且可以减少公司造成的浪费。

CNC 加工还允许进行多功能制造，因为您可以使用各种材料来制造具有您需要的确切规格的零件。许多项目都可以从这种精度水平中受益，包括创建定制组件或稀有替换零件。

尽管许多人将机械加工与金属联系在一起，但机械师成功地使用其他材料制造零件，例如酚醛树脂、塑料、硬质泡沫和雕刻泡沫。这些替代材料增加了加工的多功能性，包括防水、持久、不导电或具有金属中没有的其他特性的选项。

CNC加工使用几种类型的设备。铣削、螺纹加工和机床车削以各种方法操作，车削工具或材料。工人们根据产品要求的精度和使用的内容来选择加工方法。他们的选择是：

• 车床： 类似于车床，数控铣床在计算机控制下转动材料。机器车削方法使定制零件的批量生产成为可能。
• 螺丝加工： 螺丝加工需要专业的设置。尽管需要额外的时间，但螺钉加工可生产出小至 0.005 英寸的精密零件。
• 机加工： 机器铣削围绕工件转动工具，铣床使用大量工具加工高度精细的零件。

使用 CNC 机械的行业

精度在生死攸关的情况下最为重要，例如在国防、航空航天、石化和国防工业中遇到的情况。这些行业的公司要求其零件具有最高精度，因为组件故障可能危及生命。 CNC 加工可以达到挽救生命所需的精度水平。

一些制造商可能拥有自己的机器来制造他们需要的产品。根据每个部门对其零件的需求，不同的机器使用不同的技术来处理不同的材料。其他公司决定与专业的 CNC 加工企业合作制造他们的零件。

通过使用正确的机器和材料来完成工作，CNC 机械师可以服务于广泛的行业。这些行业中的每一个都有自己的需求，这意味着并非所有 CNC 加工的用途都适用于每家企业。即使是同一行业的公司，也可能会在各自的利基市场中找到不同的 CNC 加工应用。

1。医疗行业

医疗领域依靠定制的优质产品来满足患者的各种需求。但是，该行业还使用许多一次性设备来保护患者在接受医疗护理时免受感染或疾病。医疗企业需要大量的精密零件来满足患者的需求，并为他们的设施储备必需品。有时，公司可能会在开始全面生产之前要求原型，尤其是在测试新想法时。原型在医疗领域至关重要，因为专业人员需要在将产品用于患者之前确保产品运行良好。

各类数控机床很好地适应了医疗领域的需求。由于可用的材料和设备种类繁多，医务人员可以通过 CNC 加工制造各种零件，包括：

• 植入物
• MRI 机器
• 矫形器
• 电气零件
• 用于监控设备的电子外壳
• 研究设备
• 屏蔽外壳
• 定制无菌包装
• 由高温塑料制成的部件
• 医疗器械
• FDA 批准的产品

CNC 机器在医疗领域的优势包括快速创建定制零件的能力。然而，该行业的那些人也需要在 FDA 批准的环境中制造这些部件。在制作个人设计时，CNC 软件允许工程师在加工之前从三个维度查看工件的所有方面。此过程可确保每个组件都具有正确运行所需的确切尺寸。装配在一起的零件必须具有尽可能小的误差范围，因为问题可能导致机器故障和医疗误诊。

2。航天工业

航空航天工业中的设备会遇到各种条件，包括高速、快速气流和极端气压。为避免飞机损坏，工程师必须使用最精确的工具和零件来构建每个组件。即使是一个小错误也可能会影响气流，从而产生阻力或增加零件磨损。

航空航天 CNC 加工必须满足极其精确的要求，例如 0.00004 英寸的公差。机械师必须使用超耐用的行业标准材料（例如钛、铝、镍和一些塑料）来遵守此类公差。确切的材料取决于正在创建的零件以及该 CNC 组件所需的属性。

航空航天工业使用各种飞机零件和飞机服务装置，包括：

• 歧管
• 翼型
• 衬套
• 电气连接器
• 起落架零件
• 天线
• 射频抑制材料

通过采用 CNC 加工来制造组件，航空航天业获得了所需的定制零件，并具有极其严格的公差。如果无法设计和制造精密部件，航空航天工业可能无法达到目前的技术水平。拥有创建实验件的简单方法对于未来的安全和成功至关重要。

CNC加工也是制造航空航天零件原型的理想方法。在计算机上查看 3D 图像可以让工程师测试零件的功能并在必要时进行快速更改。一旦完成，工程师就可以开始 CNC 加工过程以进行快速零件生产。通过在整个过程中使用 CNC 机床，航空或航天工业零件从个体生产到批量生产的过渡变得简单。

3。交通运输业

许多航空工业部件，例如发动机，也可用于运输工业。产品研究和测试对交通运输业和航空航天业一样重要，因为它影响人们的安全和出行能力。车辆设计师需要测试物理零件原型，以便他们知道如何更改其原始设计和模型以获得更好的结果。 CNC 加工使工程师能够创建原型、测试其实用性并最终根据他们需要的确切规格进行设计。

虽然航空航天工业需要速度快于声音的飞行器，但运输部门需要长寿。运输车辆需要足够坚固的坚固部件来远距离运输重型货物。运输行业可能需要 CNC 机床来制造各种车辆中使用的零件，例如：

• 船舶
• 货运列车
• 客运铁路
• 18 轮运输卡车
• 乘用车

在高速列车的使用过程中，高速列车给车辆带来了额外的压力，对列车车厢和发动机所用部件的装配精度要求更高。

因为 CNC 机器可以用多种材料制造零件，所以它们可以制造从制动器到发动机零件甚至工具的所有东西。正如乘用车正朝着更高效的方向发展一样，运输行业的货运车辆也面临着类似的变化。为了实现一系列测试所需的快速变化，工程师可以使用 CNC 加工设计来加快研发过程，并更快地制造出必要的车辆和零件。

4。石油和天然气行业

石化行业将大型机器用于炼油厂和钻机。这条工作线依赖于加工良好、精密装配的零件。如果没有完美的配合，可能会出现阀门泄漏、活塞故障或气缸故障等问题。为了实现高效的设施，石化公司需要由最精密的 CNC 机床制成的组件。

钻机是零件必须具有高公差的另一个地方。与其他设施不同，钻井平台在偏远地区作业。如果 CNC 部件无法正常工作，更换或维修可能需要几天的时间才能生产。为钻机使用而生产的零件必须在第一次运行良好并在未来继续运行，即使存在来自海洋的盐雾、来自沙漠的灰尘或来自北部平原的雪。

CNC加工可以生产的石油和天然气行业使用的部件包括管道、炼油厂和钻井平台的零件，包括：

• 别针
• 杆
• 阀门
• 活塞
• 气缸
• 钻头

石油和天然气行业的发展速度需要快速周转和偶尔的大批量零件加工。该行业的数控机床行业优势包括为工作现场创造特殊产品的能力。此外，CNC 操作可以为行业生产大件或小件，以及在石油和天然气领域越来越受欢迎的电子齿轮所需的组件。

5。军事和国防工业

与石油和天然气行业类似，国防部门需要能够承受最恶劣环境的耐用部件。政府对军事活动制定了严格的规定。正如医疗用品的生产必须符合 FDA 制定的规则一样，军用产品也需要遵守政府法规。

军队作为一个整体包括许多部门。为国防制造的产品和零件可能与其他行业的产品和零件相似，例如航空、电子、海洋、运输和医疗行业。但是，这些其他行业不需要跟上最新技术，同时可以在最偏远的地方获得可靠的零件。国防部门需要精密零件，例如：

• 通讯组件
• 运输组件
• 电子产品
• 平面零件

高度安全的措施需要对用于制造军事装备的确切程序和产品保密。然而，该行业可以从使用 CNC 加工中获益，例如高效升级、由坚韧材料制成的耐用部件以及需要精确公差的批准部件的大规模制造。军队是拥有可能需要定期设备升级的 CNC 机械的行业之一。精确的加工和原型能力使国防部门能够使用最新技术并提供最好的国土保护。

6。电子行业

虽然机械加工可以制造大型零件，但它也可以作为设计小型组件的一种选择，例如电子行业使用的那些。现代技术进步依赖于激光精确比例小于 10 微米的小型轻质零件和设备，而 CNC 加工可以提供所有这些。

除了常见的电气设备组件，电子行业还需要制造通信组件的能力。通讯部件可以保护通讯设备免受其他电子设备的干扰。它们还提供部件之间的电气连接，包括：

• 散热器
• 电气绝缘
• 放大器外壳
• 射频干扰屏蔽

较小的零件需要更严格的公差。电子和其他电气元件需要无差错的微加工。人类无法靠自己达到这样的准确度水平。使用计算机切割和控制加工工具可提高创建微小部件时的可能精度。电子行业的成功归功于CNC加工所产生的卓越精度。

7。海洋工业

海洋工业的成功归功于其使用的各种 CNC 加工部件。许多船舶元件需要不寻常的材料或形状，而机加工是轻松满足这些需求的完美方法。

与其他行业不同，海洋工业需要其产品具有高度的防水性，因为大多数组件要么直接接触水，要么暴露在海洋、湖泊和河流周围的湿气中，这会磨损部件。大多数电子设备在潮湿或潮湿的环境中都无法正常运行。然而，船用产品依赖于防水电气元件。船上的电子设备需要特殊考虑，例如防止水干扰电气过程的外壳。此外，在海洋中或海洋附近使用的部件必须是耐腐蚀的，因为盐水很容易腐蚀错误的材料。

海洋应用还需要高度的便携性和耐用性。组件需要能够长期使用并抵抗磨损和损坏，因为出海的船只可能需要等待很长时间才能返回陆地进行维修。 CNC 加工可以通过使零件符合精确的设计规格来帮助生产经久耐用的零件，因此它们可以紧密配合并且可以很好地协同工作。其中一些组件包括：

• 绝缘外壳
• 电子零件
• 引擎组件
• 螺旋桨
• 原型模具
• 其他船只零件

CNC 通过制造定制零件的能力使海洋工业受益。无论是小船还是工业船舶，船部件可能需要定制规格来满足用户的需求。 With CNC machining’s versatility, engineers can make both large and small pieces, depending on the available machinery. Marine foams have a range of types, including rigid polyurethane and thermoplastic polyurethane, that engineers can use to create water-resistant, lightweight and durable parts for boats.

CNC Material Selection

CNC machining benefits several industries, and each application requires specific materials for best results. Narrowing down all the options helps machinists arrive at the most useful and long-lasting solutions for their products.

Some popular materials used in the above industries to make products and prototypes include:

Plastics

Plastics represent a wide range of materials, versatile in many industries. The medical field uses plastic for custom packaging to ensure product safety. Many healthcare supplies must also withstand high working temperatures, which certain plastics can accommodate.

The defense industry also uses plastics to make lightweight, temperature-stable parts for antennas, microwave lenses and more. Epoxy resins are strong enough for homeland security applications and can often meet specific temperature requirements.

Polyester film, another polymer resin, is a flexible and stable insulating material for electrical products and also has medical uses. Some plastics are friction and corrosion-resistant, ideal for products like bushings and bearings that may experience harsh environments. Other plastics are transparent, perfect for products that need to be stronger than glass but still see-through, like bullet-proof glass.

Carving Foam

Foam is lightweight and soft but also dense enough to withstand various applications. Moisture and rust-resistant, rigid foam will maintain its structural integrity even when exposed to water and rough conditions, making it useful in the marine industry. Its flexibility allows it to take almost any shape through CNC machining, and it’s a great material for creating intricate, detailed shapes.

Carving foam is ideal for fabricating seals, gaskets and electrical components. The defense industry also uses flexible, water-resistant foams for weatherproof radiofrequency products, as well as heat-resistant foams for custom homeland security projects.

Phenolics

Phenolics are fabric-reinforced laminates that have high tensile and flexural strength and work well for electrical applications. Thermosetting glass-reinforced laminates, like G10/FR4, are flame-retardant, heat-stable materials often used for electrical insulation, protecting people from strong electrical currents. G10/FR4 can also be used in printed circuit boards for telecommunications devices, as well as electrical controls like timers and transformers.

Other phenolic laminates have properties such as stability at higher temperatures, hardness and dimensional stability under different conditions. GPO3, in particular, is an electrical-grade material that achieves arc-resistant insulation in high-voltage parts such as switchgears, transformer components and TV parts. Some phenolics are even friction, abrasion and chemical-resistant, for use in various specialized industries.

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