5 Axis CNC คืออะไร และทำไมจึงลดเวลา Setup ได้ถึง 65%
เครื่อง CNC 5 แกนหรือ 5-Axis CNC Machining Center คือเครื่องจักรกลที่สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องมือตัดได้พร้อมกัน 5 แกน ได้แก่ แกน X, Y, Z (การเคลื่อนที่เชิงเส้นตรง) และแกน A, B หรือ C (การหัน-หมุน) ทำให้สามารถกัดชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อนได้ในครั้งเดียว โดยไม่ต้องถอดชิ้นงานออกมา Setup ใหม่หลายรอบ
ความสามารถนี้ไม่ได้เป็นเพียงแค่การเพิ่มแกนเข้าไปอีก 2 แกนเท่านั้น แต่คือการปฏิวัติวิธีคิดในการผลิตชิ้นงานที่ต้องการความแม่นยำระดับ 0.005 มิลลิเมตร ซึ่งเป็นมาตรฐานที่อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ, การแพทย์, และแม่พิมพ์ชั้นสูงต้องการ
ในระบบการผลิตแบบดั้งเดิมที่ใช้เครื่องกัด CNC 3 แกน การผลิตชิ้นงานที่มีหลายมุมหรือรูปทรงซับซ้อนจำเป็นต้องถอดชิ้นงานออกมาเปลี่ยนตำแหน่งจับยึดหลายครั้ง การ Setup ใหม่แต่ละครั้งใช้เวลาโดยเฉลี่ย 30-45 นาที และที่สำคัญคือทุกครั้งที่ถอดชิ้นงาน ความเสี่ยงต่อความคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้น
เครื่อง CNC 5 แกนแก้ปัญหานี้ด้วยการให้หัวตัดหรือโต๊ะงานหมุนได้รอบแกนเพิ่มเติม ทำให้เครื่องมือตัดสามารถเข้าถึงชิ้นงานได้ทุกมุม ในหนึ่งครั้ง Setup เดียว งานที่เคยต้อง Setup 4-5 ครั้ง ตอนนี้ทำได้ใน 1-2 ครั้ง ประหยัดเวลาได้มากถึง 65% และลดโอกาสเกิดข้อผิดพลาดจากการ re-clamp ชิ้นงาน
ความแม่นยำระดับ 0.005 มม. บอกอะไรกับเรา ?
ความแม่นยำ 0.005 มิลลิเมตรหรือ 5 ไมครอน เป็นค่าที่สูงกว่าเส้นผมมนุษย์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 70-100 ไมครอน ถึง 14-20 เท่า ระดับความแม่นยำนี้เกิดขึ้นได้จากการที่เครื่อง CNC 5 แกนสามารถรักษาระยะห่างระหว่างเครื่องมือตัดกับชิ้นงานให้คงที่ตลอดกระบวนการ เพราะลดการเคลื่อนย้ายชิ้นงาน
ระบบควบคุมของ 5-Axis Machining สมัยใหม่ใช้เทคโนโลยี feedback แบบ real-time ที่ตรวจวัดตำแหน่งของแกนทั้งหมดพร้อมกันและปรับแก้ทันที สิ่งนี้ทำให้สามารถรักษามาตรฐาน tolerance ที่เข้มงวดได้ตลอดกระบวนการผลิต แม้เป็นชิ้นงานที่มีรูปทรงซับซ้อนมาก
เครื่องกัด CNC 5 แกน มีกี่แบบและใช้งานอย่างไร
5-Axis CNC แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก คือ Full 5-Axis (หรือ Continuous 5-Axis) ที่สามารถเคลื่อนที่ทั้ง 5 แกนพร้อมกันได้ และ 3+2 Axis (หรือ Positional 5-Axis) ที่หมุนชิ้นงานไปยังตำแหน่งที่ต้องการก่อน แล้วจึงกัดด้วย 3 แกนเชิงเส้น
Full 5-Axis เหมาะสำหรับงานที่ต้องการพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนและต่อเนื่อง เช่น ใบพัดกังหัน, ชิ้นส่วนเครื่องยนต์เครื่องบิน และแม่พิมพ์ที่มีรายละเอียดสูง ส่วน 3+2 Axis เหมาะกับงานที่ต้องการเข้าถึงหลายด้านของชิ้นงานแต่ไม่จำเป็นต้องมีพื้นผิวโค้งต่อเนื่อง เช่น กล่องเกียร์, ฐานยึดอุปกรณ์ หรือชิ้นส่วนโครงสร้าง
การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นงาน, ปริมาณการผลิต และงบประมาณ โดย Full 5-Axis จะมีราคาและความซับซ้อนในการเขียนโปรแกรมสูงกว่า
ประเทศไทยกำลังเห็นการเติบโตของการใช้งานเครื่อง CNC 5 แกนในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในนิคมอุตสาหกรรมระเบียงเศรษฐกิจภาคตะวันออก (EEC) ที่มีโรงงานผลิตชิ้นส่วนยานยนต์, อิเล็กทรอนิกส์, และการแพทย์เพิ่มขึ้น
ผู้ผลิตชิ้นส่วนเครื่องบินในไทยหลายรายได้รับการรับรองมาตรฐาน AS9100 และต้องใช้เครื่อง CNC 5 แกนเพื่อผลิตชิ้นงานที่ตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิตเครื่องบินชั้นนำระดับโลก นอกจากนี้ อุตสาหกรรมแม่พิมพ์ในไทยที่เคยพึ่งพา 3-axis เป็นหลัก กำลังเปลี่ยนมาใช้ 5-axis เพื่อผลิตแม่พิมพ์ที่มีรายละเอียดซับซ้อนและลดเวลาการผลิต
ศูนย์บริการ Machine Tool Thailand หลายแห่งขยายบริการด้านการฝึกอบรมและซ่อมบำรุงเครื่อง CNC 5 แกนเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้น
การลงทุน CNC 5 แกน และ ROI
ราคาเครื่อง CNC 5 แกนในตลาดไทยเริ่มต้นตั้งแต่ประมาณ 8-12 ล้านบาทสำหรับรุ่น entry-level ไปจนถึง 50-100 ล้านบาทหรือมากกว่าสำหรับรุ่น high-end ที่มีความแม่นยำสูงและขนาดโต๊ะงานใหญ่ ความแตกต่างของราคาขึ้นอยู่กับแบรนด์, ความสามารถในการควบคุม, ความเร็วสูงสุด และระบบซอฟต์แวร์ที่มากับเครื่อง
แม้ราคาเริ่มต้นจะสูง แต่ผลตอบแทนจากการลงทุนมักชัดเจน การลดเวลา Setup 65% แปลว่าเครื่องสามารถผลิตชิ้นงานได้เร็วขึ้น ลดต้นทุนแรงงาน และเพิ่ม throughput การลดจำนวนครั้งของการ re-clamp ลดความเสี่ยงของชิ้นงานเสีย ซึ่งในงานที่ต้องการความแม่นยำสูง ชิ้นงานเสียหนึ่งชิ้นอาจมีค่าใช้จ่ายหลักแสนถึงหลายล้านบาท
สำหรับโรงงานที่ผลิตชิ้นงานซับซ้อนในปริมาณปานกลางถึงมาก ระยะเวลาคืนทุนของเครื่อง CNC 5 แกนมักอยู่ที่ 2-4 ปี ขึ้นอยู่กับประเภทงานและการใช้ประโยชน์จากเครื่อง
การเลือกซื้อและการบำรุงรักษา
การเลือกซื้อเครื่อง CNC 5 แกนต้องพิจารณาหลายปัจจัย ประการแรกคือขนาดและน้ำหนักของชิ้นงานที่จะผลิตบ่อยที่สุด ต่อมาคือระดับความแม่นยำที่ต้องการ ซึ่งต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดของลูกค้าและมาตรฐานอุตสาหกรรม ประการสุดท้ายคือความสามารถของทีมในการเขียนโปรแกรม CAM สำหรับ 5-axis ซึ่งซับซ้อนกว่า 3-axis มาก
การบำรุงรักษาเครื่อง CNC 5 แกนต้องทำอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาความแม่นยำ ซึ่งรวมถึงการสอบเทียบเครื่องมือ (calibration) อย่างน้อยปีละ 2 ครั้ง การตรวจสอบระบบหล่อเย็นและหล่อลื่น และการเปลี่ยนชิ้นส่วนสึกหรอตามกำหนด ผู้จำหน่ายและศูนย์บริการในไทยส่วนใหญ่เสนอแพ็กเกจบำรุงรักษาและสัญญาบริการหลังการขายที่ครอบคลุม
การฝึกอบรมพนักงานเป็นส่วนสำคัญของการลงทุน เพราะเครื่อง CNC 5 แกนจะทำงานได้เต็มศักยภาพก็ต่อเมื่อผู้ใช้เข้าใจวิธีเขียนโปรแกรมและใช้งานอย่างถูกต้อง หลายศูนย์ Machine Tool Thailand จัดหาคอร์สฝึกอบรมเฉพาะทาง ทั้งเบื้องต้นและขั้นสูง
