คู่มือการใช้งานเครื่อง CNC ในการผลิตแม่พิมพ์และชิ้นส่วนยานยนต์

เครื่องจักร CNC สามารถสร้างอะไรได้บ้างสำหรับการประกอบรถยนต์แบบ Kit Car?

เครื่องจักร CNC ครอบคลุมงานประกอบรถยนต์ 4 อย่าง ได้แก่: เครื่องตัดพลาสม่า CNC สำหรับตัดโครงตัวถัง แผ่นยึด และแผ่นเสริมแรงจากเหล็ก; เครื่องแกะสลักโฟม CNC สำหรับแกะสลักแบบจำลองตัวถังและแม่พิมพ์ขนาดเท่าของจริง; เครื่องแกะสลัก CNC สำหรับตัดแผงหน้าปัด พื้นรถ และชิ้นส่วนภายใน; และเครื่องกัด CNC สำหรับขึ้นรูปชิ้นส่วนช่วงล่างและเครื่องยนต์จากโลหะแท่ง โดยทั่วไปผู้สร้างมักเริ่มต้นด้วยเครื่องตัดพลาสม่า

การประกอบรถยนต์แบบคิทนั้นแท้จริงแล้วคือ 4 ขั้นตอนการผลิตที่รวมอยู่ในที่เดียว ได้แก่ งานโครงเหล็ก งานตัวถังคอมโพสิต การประกอบแผงตัวถัง และชิ้นส่วนกลไกที่มีความแม่นยำสูง แต่ละขั้นตอนสามารถใช้เครื่อง CNC ประเภทต่างๆ ได้อย่างลงตัว และไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรม ทุกอย่างที่กล่าวมาข้างต้นสามารถประกอบได้ในโรงจอดรถขนาด 2 คัน

หลักฐานจากชุมชนมีอยู่ทั่วไป สมาชิกในฟอรัม LocostUSA ใช้เครื่องตัดพลาสม่า CNC ที่สร้างหรือซื้อมาโดยเฉพาะสำหรับโครงการรถยนต์ของพวกเขาในการตัดแผ่นตัวถังและโครงยึด โดยมีผู้สร้างรายหนึ่งกล่าวว่าการตัดโครงยึดและแท็บบนเครื่องนั้นง่ายและเร็วกว่าการใช้เครื่องเจียรและเลื่อยจิ๊กซอว์มาก คนอื่นๆ ก็สร้างโครงสร้างตัวถังจากใยแก้ว-โฟม-ใยแก้วโดยใช้แม่พิมพ์ที่ขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC เครื่องจักรเหล่านี้ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของงานอดิเรกมากกว่าที่จะเป็นทางลัด

โครงสร้างตัวถัง: การตัดด้วยเครื่องตัดพลาสม่า CNC สำหรับขายึด แถบ และแผ่นต่างๆ

เครื่องจักรที่ 1: โต๊ะตัดพลาสม่า CNC

ส่วนประกอบสำคัญของโครงรถที่สร้างขึ้นเองทั้งหมด คือ โครงเฟรมแบบ Locost ซึ่งต้องการเหล็กยึดหลายสิบชิ้น แผ่นยึดระบบกันสะเทือน แผ่นยึดเครื่องยนต์ และแผ่นเสริมแรง และทุกชิ้นล้วนเป็นแผ่นเหล็กแบนๆ สองมิติ ที่เครื่องตัดพลาสมาตัดจากเหล็กอ่อนหนา 3 ถึง 6 มม. ได้ในเวลาไม่กี่วินาที แม้แต่ขาสำหรับยึดโครงเหล็กกันกระแทกก็แสดงให้เห็นถึงความแม่นยำ: กฎของมอเตอร์สปอร์ตมักกำหนดให้แผ่นเสริมแรงต้องมีความหนาอย่างน้อย 3 มม. และมีพื้นที่ขั้นต่ำ เชื่อมติดกับตัวถังด้วยรูปแบบการยึดน็อตเฉพาะ การตัดชิ้นส่วนเหล่านั้นตามแบบบนเครื่อง CNC ย่อมดีกว่าการเจียรด้วยมือทุกครั้ง

ขั้นตอนการทำงานคล้ายคลึงกับร้านทำป้ายและงานโลหะ: วาดโครงยึดใน CAD (หรือดาวน์โหลดไฟล์ DXF จากชุมชน ซึ่งชาว Locost แชร์ให้ฟรีสำหรับแผ่นฐานวางหนังสือ) จัดเรียงชิ้นส่วนบนแผ่นโลหะ และตัด หนึ่งในสมาชิก LocostUSA ที่มีเครื่องเลเซอร์และ CNC ได้นำเสนอสิ่งนี้ให้กับชุมชน: ส่งแบบร่าง รับแผ่นฐานวางหนังสือสำเร็จรูป ไม่มีขั้นต่ำในการสั่งซื้อ ด้วยเครื่องตัดของคุณเอง บริการนี้ก็สามารถทำได้ในโรงรถของคุณ

A 4x4 เครื่องตัดพลาสม่า CNC สำหรับงานอดิเรก ครอบคลุมขั้นตอนการติดตั้งโครงตัวถังรถยนต์แบบเต็มรูปแบบ รวมถึงการติดตั้งตัวยึดและแท็บต่างๆ โต๊ะตัดพลาสม่า CNC ขนาดใหญ่ เพิ่มกำลังการผลิตสำหรับแผ่นพื้นรถ แผ่นปิดช่องห้องเครื่อง และแผ่นปิดอุโมงค์เกียร์ที่ตัดจากแผ่นโลหะขนาดเต็ม ผู้สร้างรถที่ตกแต่งรถเสร็จแล้วมักจะเก็บโต๊ะทำงานนี้ไว้เป็นธุรกิจเสริม ซึ่งเป็นเส้นทางที่กล่าวถึงในคู่มือธุรกิจศิลปะโลหะพลาสมาอย่างละเอียด

หากธุรกิจของคุณต้องการความแม่นยำในการตัดที่สูงขึ้นสำหรับชิ้นส่วนโลหะยานยนต์ เครื่องตัดเลเซอร์ใย เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

ส่วนประกอบตัวถัง: แม่พิมพ์โฟม CNC และปลั๊กแม่พิมพ์

เครื่องจักรที่ 2: เครื่องเราเตอร์โฟม CNC (3 แกน ถึง 5 แกน)

การอัพเกรดครั้งใหญ่ที่สุดสำหรับการสร้างรถคิทคาร์ด้วยเครื่อง CNC คือ การใช้เครื่อง CNC ในการผลิตตัวถังรถยนต์ การผลิตตัวถังไฟเบอร์กลาสแบบดั้งเดิมเริ่มต้นด้วยการขึ้นรูปด้วยมือ: ใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการขึ้นรูป ขัด และกะความสมมาตรด้วยสายตา แต่เครื่องตัดโฟม CNC สามารถแกะสลักแบบจำลองเดียวกันจากบล็อกโฟม EPS หรือโพลียูรีเทนได้โดยตรงจากวัสดุ 3D สร้างแบบจำลองที่สมมาตรอย่างสมบูรณ์แบบได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง วางไฟเบอร์กลาสลงบนแบบจำลอง ดึงขึ้นรูป และตัวถังก็จะตรงกับแบบ CAD ช่างผู้สร้าง LocostUSA อธิบายวิธีการมาตรฐานอย่างแม่นยำว่า โฟมทำหน้าที่เป็นเพียงแบบจำลองชั่วคราวเพื่อวางไฟเบอร์กลาสทับ จากนั้นก็เอาไฟเบอร์กลาสออก และหน้าที่ของโฟมก็สิ้นสุดลง

นี่คือจุดที่เทคโนโลยีการผลิตแบบดิจิทัลให้ผลตอบแทนสูงสุด ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น จมูกรถ บังโคลน ช่องระบายอากาศ และตัวถังรถ สามารถสร้างแบบจำลองได้เพียงครั้งเดียว จากนั้นสะท้อนภาพเพื่อให้ได้ความสมมาตรซ้ายขวาที่สมบูรณ์แบบ และตัดเป็นชิ้นส่วนที่นำมาติดกาวเข้ากับแบบจำลองขนาดจริง การเปลี่ยนแปลงการออกแบบจะเสียค่าใช้จ่ายเพียงแค่การตัดใหม่ ไม่ใช่การเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด สำหรับชิ้นส่วนตัวถังที่ทำขึ้นเพียงชิ้นเดียว ช่างจะทำการขึ้นรูปด้วยไฟเบอร์กลาสโดยตรงบนแบบจำลอง สำหรับชิ้นส่วนที่ผลิตซ้ำได้ แบบจำลองจะกลายเป็นแบบจำลองสำหรับแม่พิมพ์ไฟเบอร์กลาสที่เหมาะสม

การขอ STYLECNC แกลเลอรีแสดงตัวอย่างการใช้งานเครื่องจักรขึ้นรูปโฟม แสดงให้เห็นถึงงานประเภทนี้ และ เครื่องตัดโฟม CNC 4 แกน ใช้สำหรับแกะสลักแบบหมุนในส่วนซุ้มล้อและส่วนโค้งต่างๆ และในส่วนบนสุด กระบวนการเดียวกันนี้สามารถขยายขนาดไปสู่การผลิตเต็มรูปแบบได้: STYLECNC เครื่องเราเตอร์ 5 แกนแกะสลัก แบบจำลองตัวถังรถยนต์แบบครบชุดสำหรับงานสร้างต้นแบบยานยนต์และ 3D วิดีโอสาธิตการตัดโฟมสำหรับทำแม่พิมพ์รถยนต์ ภาพนี้แสดงให้เห็นแม่พิมพ์ขนาดเต็มรูปแบบที่กำลังถูกกลึง ซึ่งเป็นขั้นตอนการผลิตในระดับอุตสาหกรรมที่เหมือนกับสิ่งที่ช่างประกอบโมเดลในโรงรถทำในระดับชุดประกอบ

แผ่นไม้และแท่งไม้: เครื่องเราเตอร์และเครื่องกัด

เครื่องจักรที่ 3: เครื่องเราเตอร์ CNC (สำหรับใช้งานกับอลูมิเนียม)

แผนกผลิตแผงตัวถังรถยนต์ แผ่นพื้นอลูมิเนียม ฝาครอบอุโมงค์เกียร์ แผงหน้าปัดพร้อมช่องสำหรับมาตรวัด แผ่นยึดเบาะ และชิ้นส่วนตกแต่งภายในทั้งหมด ผลิตจากเครื่องตัดแผ่นอลูมิเนียมและแผงคอมโพสิตแบบโครงสร้างคานยื่น ตามธรรมเนียมของ Locost การตอกหมุดแผ่นอลูมิเนียมเข้ากับโครงรถทุกๆ ประมาณหนึ่งนิ้ว และเครื่องเราเตอร์จะตัดแผ่นอลูมิเนียมทุกแผ่น เจาะรูลดน้ำหนักทุกรู และทำเครื่องหมายอ้างอิงแนวหมุดย้ำทุกจุดตามแบบ แค่แผงหน้าปัดอย่างเดียวก็คุ้มค่ากับการลงทุนสำหรับผู้ผลิตหลายรายแล้ว เพราะสามารถเจาะรูมาตรวัด ช่องสำหรับสวิตช์ และสลักฉลากได้ในขั้นตอนเดียว

เครื่องจักรที่ 4: เครื่องกัด CNC (สำหรับงานอดิเรกจนถึงขนาดใหญ่)

แผนกชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น เสาช่วงล่าง ตัวยึดคาลิเปอร์เบรก ตัวเว้นระยะแร็คพวงมาลัย ชุดแป้นเหยียบ ส่วนเชื่อมต่อแท่นยึดเครื่องยนต์ และชิ้นส่วนคันเกียร์ ล้วนเป็นชิ้นส่วนอลูมิเนียมขึ้นรูป: ชิ้นส่วนที่รับน้ำหนัก ต้องการค่าความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำ และยึดติดกับพื้นผิวที่ผ่านการกลึง เครื่องกัดโลหะขนาดเล็กสำหรับงานอดิเรกจัดการชิ้นส่วนส่วนใหญ่ด้วยอลูมิเนียม 6061-T6 โดยใช้อลูมิเนียม 7075-T6 สำหรับชิ้นส่วนที่รับแรงเค้นสูงจริงๆ ผู้สร้างในฟอรัมของ Locost สร้างแบบจำลองระบบช่วงล่างทั้งหมดใน CAD ก่อนที่จะตัดชิ้นส่วนใดๆ ซึ่งหมายความว่าตัวยึดทุกชิ้นมีอยู่แล้วในรูปแบบไฟล์ที่สามารถนำไปกลึงได้

สำหรับงานขึ้นรูปแท่งโลหะ เครื่องกัด CNC สำหรับงานอดิเรก สำหรับงานโลหะ ครอบคลุมชิ้นส่วนประเภทตัวยึดและตัวเว้นระยะ และพื้นฐานของวัสดุ (แท่งโลหะเทียบกับการหล่อ, 6061 เทียบกับ 7075, อัตราป้อนและความเร็ว) จะกล่าวถึงในคู่มือการกลึงแท่งอลูมิเนียม สำหรับงานแผ่นโลหะ... คู่มือการตั้งค่าเครื่องเราเตอร์ CNC สำหรับงานอลูมิเนียม รายละเอียดเกี่ยวกับแกนหมุน อุปกรณ์ และข้อกำหนดในการยึดชิ้นงาน

เริ่มใช้เครื่องไหนก่อน? ตารางขั้นตอนการสร้าง

มีผู้สร้างบ้านเพียงไม่กี่รายที่ซื้อเครื่องจักรครบทั้ง 4 ประเภท เครื่องจักรเครื่องแรกที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับว่าขั้นตอนใดของการสร้างบ้านใช้เวลาของคุณมากที่สุด และคุณได้จ้างคนอื่นทำส่วนใดไปแล้วบ้าง ตารางนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างเครื่องจักรกับขั้นตอนการสร้างบ้าน จำนวนชิ้นส่วนโดยทั่วไป และต้นทุนเริ่มต้น

สำหรับนักสร้างโมเดลส่วนใหญ่ เครื่องตัดพลาสม่ามักเป็นตัวเลือกแรกในการตัดสินใจซื้อ เนื่องจากโครงตัวถังมีชิ้นส่วนมากที่สุด ชิ้นส่วนเป็นรูปทรง 2 มิติที่เรียบง่าย และมีตัวอย่างการใช้งานจากชุมชนมากที่สุด ส่วนนักสร้างโมเดลที่เริ่มต้นจากชุดโครงสำเร็จรูป มักจะข้ามไปใช้เครื่องเราเตอร์หรือเครื่องกัดโฟม ขึ้นอยู่กับว่าเป้าหมายหลักคือการปรับแต่งตัวถังหรือกลไก

3 ข้อแนะนำที่เป็นประโยชน์จากชุมชนผู้สร้าง:

✓ ออกแบบในรูปแบบดิจิทัลก่อน: ผู้ผลิต Locost นิยมสร้างแบบจำลองโครงรถและระบบกันสะเทือนทั้งหมดในโปรแกรม CAD ก่อนที่จะตัดชิ้นส่วนใดๆ ชิ้นส่วนยึดทุกชิ้นที่คุณสร้างแบบจำลองไว้ก็คือไฟล์สำหรับตัดที่คุณมีอยู่แล้ว และแบบจำลองที่แบ่งปันกันในชุมชนจะช่วยให้คุณเริ่มต้นได้เร็วขึ้น

✓ จัดเรียงชิ้นเหล็กของคุณ: ตัวยึดสำหรับโครงตัวถังรถสามารถจัดเรียงลงบนแผ่นเหล็กเพียงไม่กี่แผ่น การตัดชิ้นส่วนทั้งหมดในครั้งเดียวดีกว่าการผลิตชิ้นส่วนทีละชิ้นเป็นเวลาหลายเดือน และวิธีการจัดเรียงนี้สามารถนำไปใช้ได้โดยตรงจากขั้นตอนการทำงานของเครื่องตัดพลาสม่าและ ACP

✓ ปฏิบัติตามกฎ: หากรถคันนี้จะเข้าร่วมการแข่งขัน ต้องตัดแผ่นโครงสร้างความปลอดภัยให้ตรงตามข้อกำหนดของหน่วยงานที่กำกับดูแลตั้งแต่เริ่มต้น ความหนา พื้นที่ และจำนวนสลักเกลียวของแผ่นเสริมแรงนั้นระบุไว้ในคู่มือการแข่งขันมอเตอร์สปอร์ต และชิ้นส่วนที่ตัดด้วยเครื่อง CNC นั้นแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดได้ดีกว่าชิ้นส่วนที่ทำด้วยมือ

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

คุณสามารถใช้เครื่อง CNC ตัดโครงตัวถังรถคิทได้จริงหรือ?

ชิ้นส่วนยึด แผ่น และเหล็กค้ำยันต่างๆ ใช่แล้ว แต่โครงท่อเองยังคงถูกตัด เจาะ และเชื่อมด้วยมือ สมาชิกของ LocostUSA ใช้เครื่องตัดพลาสมา CNC สำหรับงานแผ่นโครงโดยเฉพาะ และสมาชิกในชุมชนที่มีเครื่อง CNC ก็ได้เสนอบริการตัดแผ่นโครงตามแบบโดยไม่มีขั้นต่ำ การเชื่อมท่อยังคงเป็นงานที่สนุกที่สุดอยู่แล้ว

ผู้ผลิตรถยนต์ใช้เครื่อง CNC ในการสร้างแม่พิมพ์ตัวถังรถยนต์แบบประกอบเองได้อย่างไร?

วิธีการมาตรฐานคือการแกะสลักแบบจำลองจากโฟม EPS หรือโพลียูรีเทนโดยใช้เครื่องตัด CNC โดยตรงจากวัสดุ 3D แบบจำลองตัวถัง ไฟเบอร์กลาสถูกวางทับบนแบบจำลอง อบให้แข็งตัว แล้วดึงขึ้น และตามที่ผู้สร้าง LocostUSA อธิบายไว้ โฟมทำหน้าที่เป็นเพียงรูปทรงชั่วคราวเพื่อใช้เป็นฐานในการขึ้นรูปไฟเบอร์กลาส สำหรับชิ้นส่วนที่ผลิตซ้ำได้ การดึงขึ้นครั้งแรกนั้นจะกลายเป็นแบบจำลองสำหรับแม่พิมพ์การผลิต การตัดด้วยเครื่อง CNC ทำให้แบบจำลองมีความสมมาตรอย่างสมบูรณ์ ซึ่งการขึ้นรูปด้วยมือไม่สามารถทำได้เช่นนั้น

ไฟล์ DXF และแบบแปลนรถประกอบเองมาจากไหน?

โลกของ Locost สร้างขึ้นจากแบบแผนที่แบ่งปันกัน: โครงตัวถังหนังสือต้นฉบับของ Ron Champion ที่ได้รับการปรับปรุงแก้ไขโดยชุมชน 3D โมเดลต่างๆ บนฟอรัมอย่าง LocostUSA และไลบรารีไฟล์ DXF ของชิ้นส่วนยึดที่ผู้สร้างแบ่งปันกัน ผู้สร้างหลายรายสร้างแบบจำลองระบบกันสะเทือนของตนเองใน CAD (Inventor, Fusion 360, AutoCAD เป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปในบันทึกการสร้าง) และสร้างไฟล์สำหรับตัดจากแบบจำลองเหล่านั้น ภาพวาดชิ้นส่วนยึด 2 มิติใดๆ ก็สามารถกลายเป็นไฟล์สำหรับตัดด้วยพลาสมาหรือเครื่องเราเตอร์ได้ภายในไม่กี่นาที

ผู้สร้างชุดประกอบรถยนต์ควรซื้อเครื่อง CNC รุ่นใดเป็นอันดับแรก?

สำหรับงานสร้างโมเดลเองทั้งหมด เครื่องตัดพลาสม่าเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด เพราะโครงรถต้องการชิ้นส่วนที่ตัดด้วยเครื่อง CNC มากที่สุด (60 ถึง 120 ชิ้นส่วนยึดและแผ่นโลหะ) เครื่องตัดพลาสม่าระดับเริ่มต้นมีราคาประมาณ 3,000 ดอลลาร์สหรัฐ และเครื่องยังสามารถสร้างรายได้ต่อได้หลังจากการสร้างโมเดลเสร็จสิ้น โดยการตัดชิ้นส่วนสำหรับงานศิลปะ ป้าย และชิ้นส่วนอื่นๆ ให้กับผู้สร้างโมเดลรายอื่นๆ ส่วนสำหรับงานสร้างโมเดลจากชุดประกอบสำเร็จรูป โดยที่ตัวถังเป็นส่วนสำคัญของโปรเจ็กต์ เครื่องเราเตอร์ที่สามารถตัดโฟมได้จะเป็นตัวเลือกอันดับแรกแทน

เครื่องกัด CNC สำหรับงานอดิเรก สามารถผลิตชิ้นส่วนช่วงล่างได้หรือไม่?

ชิ้นส่วนรับน้ำหนัก เช่น ขายึด ตัวเว้นระยะ อะแดปเตอร์คาลิเปอร์ และส่วนประกอบแป้นเหยียบ ผลิตจากเหล็กแท่ง 6061-T6 ได้อย่างเหมาะสม โดยอยู่ภายในขีดจำกัดความแข็งแรงของเครื่องจักรและมีระยะเผื่อทางวิศวกรรมที่สมเหตุสมผล รูปทรงที่สำคัญต่อความปลอดภัยสมควรได้รับการวิเคราะห์อย่างถูกต้อง ไม่ว่าใครจะเป็นผู้ผลิตก็ตาม มาตรฐานของชุมชน Locost คือการจำลองระบบกันสะเทือนทั้งหมดใน CAD ซึ่งทำให้ทุกชิ้นส่วนอยู่ห่างจากขั้นตอนการกัดขึ้นรูปเพียงขั้นตอนเดียว ควรสงวนเหล็กแท่ง 7075-T6 ไว้สำหรับชิ้นส่วนที่มีความเค้นสูงจริงๆ

บรรทัดด้านล่าง

การประกอบรถคิทคาร์นั้นประกอบด้วยขั้นตอนการผลิต 4 ขั้นตอน และปัจจุบันเครื่อง CNC มีเครื่องจักรสำหรับแต่ละขั้นตอนแล้ว ได้แก่ เครื่องตัดพลาสม่าสำหรับโครงเหล็ก เครื่องแกะสลักโฟมสำหรับแบบจำลองตัวถัง เครื่องกัดอลูมิเนียมสำหรับแผงตัวถัง และเครื่องกัดสำหรับชิ้นส่วนโลหะขึ้นรูป ทั้งหมดนี้ไม่ได้ลดทอนงานฝีมือ แต่ช่วยลดขั้นตอนการขัด การทำตัวถังที่ไม่สมมาตร และการผลิตชิ้นส่วนทีละชิ้นเป็นเวลาหลายเดือน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้โครงการส่วนใหญ่หยุดชะงักก่อนการทำสี

STYLECNC สร้างแบบจำลองขนาดเล็กของเครื่องจักรทุกเครื่องในคู่มือนี้ ตั้งแต่... โต๊ะพลาสม่าสำหรับงานอดิเรก ตลอด เราเตอร์ตัดโฟม และ โรงงานที่สามารถผลิตโลหะได้จนถึง ระบบ 5 แกนที่ใช้แกะสลักตัวถังรถยนต์ทั้งคัน สำหรับการสร้างต้นแบบยานยนต์ ติดต่อ STYLECNC ส่งแผนการสร้างและรายการชิ้นส่วนให้ทีมงานของคุณ หากคุณต้องการหยุดการจ้างงานภายนอก