Фігурне або художнє фрезерування є одним з популярних видів обробки дерев'яних і сталевих поверхонь. Ручне виконання цієї роботи може спричинити за собою велику кількість помилок, що відіб'ється на якості. Тому останнім часом найчастіше використовують 3д фрезерні верстати з ЧПУ.
Конструктивні особливості верстатів Даний тип обладнання може відрізнятися компонуванням, але має загальний принцип функціонування. Поверхня заготовки піддається обробці, в результаті чого формується об'ємний 3d рисунок. Для виконання цієї роботи конструкція повинна мати кілька основних компонентів - робочий стіл, ріжуча частина і блок управління. У зборі вони дозволять формувати складні за формою об'ємні малюнки з мінімальною участю оператора. Важливо правильно скласти програму дій для ЧПУ з урахуванням розмірів і матеріалу виготовлення заготовки - дерево або метал.
Перелік основних конструктивних особливостей фрезерних верстатів для художньої обробки: • робочий інструмент. Призначений для виконання операції фрезерування; • механізм кріплення заготовки. З його допомогою відбувається фіксація деталі. Залежно від конструкції вона може бути нерухомою або зміщуватися щодо фрези; • сервоприводи або крокові двигуни. Необхідні для зміщення елементів фрезерного верстата по дереву або металу з ЧПУ для формування 3d малюнка. Можуть відрізнятися точністю позиціонування і конструкцією; • блок ЧПУ призначений для коректної роботи двигунів, що відповідають за зміщення фрези або деталі. У професійних моделях він також може регулювати кількість обертів шпиндельної бабки або потужність роботи лазерної установки.
Як доповнення в обладнанні може бути присутнім функція видалення відходів фрезерування, а також кілька датчиків для більш точного позиціонування. Швидкість обробки багато в чому залежить від матеріалу виготовлення заготовки і глибини 3d малюнка. Це необхідно враховувати при складанні програми для ЧПУ фрезерного верстата.
Область застосування фрезеров по дереву На перший погляд фрезерні верстати по дереву з пристроєм ЧПУ, призначені для формування складних 3d зображень, не мають широкого застосування. Але при детальному вивченні потенційного ринку збуту цієї послуги думка може бути змінено.
Найбільш поширена сфера - це виготовлення сувенірної та художньої продукції. За допомогою фрезерних верстатів з ЧПУ з'являється можливість робити по-справжньому унікальні вироби. Все залежить від характеристик обладнання та вимог до складності 3d зображення. Тому при виборі моделі верстата необхідно детально вивчити його експлуатаційні та технічні характеристики. Таким чином можна підібрати оптимальний комплект обладнання для ведення малого бізнесу без великих первинних капіталовкладень.
Крім вищеописаної сфери застосування художня фрезерна обробка з функцією 3d може знадобитися в наступних випадках: • рекламні цілі. За допомогою цього обладнання можна робити не тільки оригінальні об'ємні орнаментні малюнки або наносити логотипи, а й виготовляти готові конструкції; • меблева промисловість. Різьблені композиції різної складності, об'ємна гравірування, виробництво криволінійних конструкцій - це лише невеликий перелік операцій, які виконуються фрезером 3d по дереву в меблевому виробництві; • виробництво складних компонентів, необхідних високої точності. Це забезпечується завдяки ЧПУ, який з максимальною точністю передасть створений малюнок на поверхні матеріалу. Якість обмежується похибкою двигунів приводу.
У домашніх умовах фрезер з ЧУ для створення об'ємних малюнків може стати прибутковим бізнесом. Але для цього буде потрібно якісне заводське обладнання, так як саморобні моделі мають велику похибку. На якість обробки впливає вибір фрез. Їх конфігурація повинна відповідати типу виконуваної операції - первинне формування малюнка або остаточна чистова робота.
Види 3-d фрезеров Незважаючи на загальні принципи функціонування обладнання цього типу може мати різну конструкцію. Це обумовлено спеціалізацією конкретної моделі. Тому при виборі слід провести детальний аналіз кожної з них. Визначальним фактором є тип оброблюваної деталі - плоска або об'ємна заготовка. Від цього залежить розташування робочої головки і можливість зміни її положення в різних площинах. Також необхідно звертати увагу на потужність силової установки, максимальні і мінімальні габарити деталі.
Крім цього є умовний поділ фрезеров з ЧПУ для створення 3d малюнка по дереву: • тип інструменту обробки. Це може бути лазерна установка або пальчикова фреза. У першому випадку підвищується якість виготовлення, але при цьому формується нагар. Для механічного фрезерування характерна велика кількість стружки і деревного пилу; • конструкція робочого столу - плоска основа або токарно-фрезерний аналог. Останній варіант використовується для обробки фігур. Деталь закріплюється між передньою і задньою бабками і за допомогою інструменту відбувається формування малюнка; • кількість обробних головок. Для аматорського та напівпрофесійного обладнання вона зазвичай одна. Але якщо планується масове виготовлення - слід придбати моделі з кількома голівками, бажано револьверного типу.
Це загальна класифікація, що не включає в себе спеціалізоване обладнання, що розробляється за індивідуальними замовленнями. Воно може мати вузьку спеціалізацію або навпаки - кілька додаткових функцій. Фрезерна обробка може бути лише однією з операцій, які можна виконувати на обладнанні. Додатково з його допомогою можна виконувати тонку гравіювання по дереву або металу. Технічні характеристики обладнання Наступним етапом є ознайомлення з технічними характеристиками обладнання. Слід пам'ятати, що вони впливають на обмеження за масою і габаритами заготовки. Тому спочатку складається загальна технологічна схема процесу. А потім згідно з розрахунковими параметрами підбирається оптимальна модель верстата.
Одним з головних параметрів вибору є тип обладнання по дереву - настільний або підлоговий. Консольні моделі найчастіше виготовляють першого типу. Це дозволяє зменшити робочий простір і при цьому з'являється можливість встановити додаткове обладнання. Підлогові моделі являють собою обробні центри, призначені для роботи з великими заготовками.
Серед безлічі технічних характеристик для верстатів з ЧПУ, за допомогою яких можна робити 3d обробку по металу, виділяють наступні: • максимальна і мінімальна довжина заготовки, її ширина і висота; • швидкість зсуву фрези без обробки; • параметри швидкості фрезерування для різних матеріалів; • число оборотів шпинделя. Залежить від наявності коробки передачі її параметрів; • похибка зміщення по осях координат x, y і z. Визначає точність позиціонування;
• тип кріплення обробного інструменту; • види електродвигунів - крокові або сервоприводи. Перші мають низьку вартість, але відрізняються відносно високими показниками похибки; • потужність електродвигуна головного приводу; • габарити і маса устаткування.
Знаючи ці параметри, можна підібрати оптимальну модель обладнання з урахуванням специфіки конкретної виробничої лінії.
