Какое дерево лучше всего подходит для гравировки на станках с ЧПУ? Фрезы для ЧПУ: разновидности и классификация, области применения Шаги для создания изделия на станке ЧПУ

Автоматизация процесса с помощью фрезерных станков с числовым программным управлением (чпу) позволяет повысить производительность, качество, уменьшить количество брака и обеспечивает наиболее точную обработку материала. Современные станки с чпу доступны обычному пользователю, как по стоимости, так и по обслуживанию и управлению.

Фрезерные станки с чпу используются для обработки дерева (массива, ДСП, ДВП, фанеры), пластика, ПВХ, оргстекла, акрила, композитных материалов, текстолита, искусственного и натурального камня, графита, электронных печатных плат, модельного воска (создание литьевых форм) и др.

Одним из недорогих и распространенных материалов является фанера – многослойный строительный материал, изготавливаемый путем склеивания шпона. Применяется фанера в мебельном производстве, в качестве изоляционных изделий в электротехнике, строительстве и дизайне интерьеров и пр. Из-за слоистой структуры она подвержена образованию сколов в местах распиловки. Для фрезерной обработки подходит шлифованная и нешлифованная, ламинированная и шпонированная фанера.

Очень просто обрабатывать ПВХ и другие виды пластика. Пластик легко фрезеровать, раскраивать и гравировать. Современную жизнь невозможно представить без пластика. Его используют во многих сферах человеческой жизни. Пластик отличается дешевизной, прочностью, пластичностью, устойчивостью к влаге, низкой тепло и электропроводимостью.

Композит – сплошной неоднородный материал, искусственно созданный из нескольких компонентов с разными химическими и физическими свойствами. Композиционный материал широко используется во многих промышленных отраслях. Самый распространенный пример композита – текстолит, металлокерамика.

Камень используется человеком испокон веков в качестве строительного и отделочного материала. Основным и наиболее ценным свойством камня является его твердость и долговечность, а также его эстетическая привлекательность. Однако твердость камня является также проблемой при его обработке. Процесс фрезеровки усложняется тем, что при резке материал дает мелкую крошку и пыль. Поэтому станок должен быть оснащен мощным шпинделем и дополнительным базовым оборудованием.

С помощью фрезерного станка легко воссоздать объемный рельеф, изображение на различных материалах– 3 D фрезеровка.

Когда вы разрабатываете и строите ЧПУ станок, первое, что должно быть спроектировано - это основание станка(станина). Основание связывает все остальные части воедино, несет на себе львиную долю возникающих нагрузок и определяет взаиморасположение двигателей и передач осей и т.п. Возможно, дизайн станины будет зависеть от того, какими материалами и средствами обработки Вы располагаете, приводов, укладывающиеся в бюджет и так далее. Такое часто происходит, если проектируется единичное изделия для собственного пользования. По этой причине в самодельных ЧПУ роутерах сложно встретить две абсолютно одинаковые детали. Однако, необходимо представлять себе возможные виды структуры станины, чтобы иметь возможность выбрать наилучший вариант и докупить недостающие комплектующие.

СТРУКТУРА ОСИ X

Ось Х является основанием для всего станка, так как Х - ближайшая к земле ось. Рама оси Х выполняет 3 основные задачи:

Служит основанием для остальных частей станка
Является опорой для системы линейного перемещения по оси Х
Несет на себе рабочий стол

Основные виды дизайна рамы оси Х таковы:

Рама с полной опорой

Рама с полной опорой - один из наилучших вариантов и используется в большинстве профессиональных станков. "Полная опора" означает, что конструкция опирается на пол или другую несущую поверхность по всей своей длине и ширине. Такой конструктив означает, что не получится сделать портал, охватывающий рабочий стол "кольцом". Такая конструкция весьма жесткая, а главное - не прогибается под вертикальными нагрузками, своим весом и весом шпинделя. Это существенный момент, так как прогиб на большой длине может свести на нет все усилия - прогиб в 0.1 мм допустим только если вы рассчитываете получить от станка точность 0.5 мм. У этого варианта есть и минусы, прежде всего это необходимость установки двух передач на одну ось - двух винтов, двух гаек, двух двигателей и двух драйверов. Синхронизацию осей можно делать программно, а можно воспользоваться ременной передачей с раздаточного шкива на две оси. В этом случае необходимо убедиться, что мощность мотора достаточно для вращения двух осей. Используя конструктив с полной опорой, вы можете не задумываться о весе материала, из которого будет станина и его влиянии на прогиб - он целиком будет передаваться на опорную плоскость.

Станина с полной опорой и направляющие с полной опорой

Полная опора - это когда примыкание объекта к опоре идет по всей длине. В качестве объекта причем может выступать не только станина, но и направляющие оси. Роль вида крепления направляющих обсуждается в отдельных статьях: Линейные направляющие в станках с ЧПУ и Выбор направляющих для станка с ЧПУ, но это будет позже, здесь только обратим внимание на опору станины, и на то, что возможно сделать станок с полной опорой направляющих, но точечной опорой станины: такой дизайн не избавляет станок от прогиба под вертикальными нагрузками.

Станина с полной опорой по оси Y и частичной опорой по X

Наиболее распространенный вариант дизайна, его вы можете видеть на картинке. Рама оси Х ставится на плоскость ножками, оставляя свободное пространство снизу, поперек кладутся балки, несущие рабочий стол. В результате стол получает большую жесткость при сгибе по Y, и малую - при воздействии по X. Портал в этом случае имеет замкнутый контур и две балки, соединяющие стойки портала сверху и снизу. Нижняя балка соединена с гайкой передачи, перемещаясь в свободном пространстве под рамой. Этот конструктив подразумевает установку направляющих как с фиксацией по всей длине(профильные рельсы), так и по концам(валы). В любом случае прогиба не избежать, но первый случай позволит вам несколько снизить погрешность, т.к. портал будет повторять изгибы оси X. Дизайн с частичной опорой по X подходит в тех случаях, когда длина оси X не слишком велика и не ставится высоких требований точности по оси Z. В противном случае рассмотрите другие варианты.

Станина с полной опорой по оси X и частичной опорой по Y

Если у нас есть только один двигатель и один приводной винт для оси X, но требуется получить высокую точность позиционирования, можно использовать этот вид. В нем рама оси Х расположена целиком на опорной плоскости, и отстуствуют балки вдоль оси Y. Освободившееся место использовано для хода портала - рама портала расположена внутри рамы оси X. Теперь, как бы не был нагружен портал, ось Х не прогнется(упругие деформации материала станины не учитываем из-за их малой величины). Зато может прогнуться ось Y и - рабочий стол. Рабочий стол в данном случае наиболее проблемное место - он должен быть сооружен таким образом, чтобы не мешать перемещениям нижней балки: это означает, что закрепить его удастся лишь по краям, и стол будет подвержен прогибам. Перед использованием такого конструктива примите решение, что важней - отсутствие деформаций в собственно станке или чтобы станок и стол все же могли изгибаться как единое целое.

Прочие варианты

Существуют и другие компоновки, а также - разнообразные вариации уже изложенных. Например, чтобы получить преимущества станины с полной опорой, можно отказаться от нижней балки портала, и приводить в движение П-образный портал винтом, расположенным сверху - прикрепив гайку ШВП к верхней балке (правда, это довольно громоздко и затрудняет доступ к рабочей области). Можно обратиться к классическому решению - расположить 2 привода по бокам оси X.

Подвижный рабочий стол

В нем перемещение портала по оси X заменяется перемещением рабочего стола. Это позволяет решить сразу несколько проблем, в том числе получить станину и направляющие с фиксацией по всей длине(на рисунке показан вариант без фиксации), но сокращает рабочее поле. А также преимущество в том, что требуется только один привод по оси X.

Во время разработки станины, на выбор конструктива существенное влияние оказывает материал - разные материалы по-разному деформируются. Наиболее популярны следующие материалы:

Алюминиевые станочные профили
Стальной прокат
Фрезерованные детали из алюминиевых сплавов типа Д16Т
Чугун
Полимерные материалы -полимербетон, полимергранит
Прочие бюджетные материалы - фанера, МДФ, оргстекло

Обязательно учитывайте свойства материала при создании вашего станка.

Если вы хоть раз задавались вопросом «что можно сделать на ЧПУ фрезерного станка», тогда эта статья для вас. На сегодняшний день интересные товары ручной работы очень высоко ценятся и пользуются большим спросом.

Изделия на продажу, или для собственного пользования могут быть качественно и быстро изготовлены с помощью .

На выходе можно получить разнообразную продукцию из дерева:

предметы декора;
мебель;
сувениры и другие изделия.

Также на сайте у нас выложена статья о , которая может быть полезна при производстве такого вида изделий. Для данного производства необходимо лишь определенное оборудование и некоторый опыт работы на нем.
И, кстати, это довольно хороший способ заработка. Ведь такие изделия всегда пользуются спросом и имеют высокую цену.

Подготовка сырья для продукции

В качестве сырья можно использовать почти все твердые материалы:

древесину (включая фанеру, ДВП, ДСП, МДФ);
различные виды пластика (акрил, ПВХ);
металлы;
поликарбонаты;
пенопласт;
полистирол и другие материалы, поддающиеся механической обработке.

Очень популярна сейчас , так как с ее помощью делают модные детали интерьера, предметы быта и многие другие изделия для дома.

Древесина – это наиболее распространенное сырье для обработки на станках с числовым программным управлением.

Оптимальным вариантом будет использование таких пород:

Ясень: имеет много общего с дубом. Однако степень сопротивления к деформации, вязкость, ударная стойкость выше у данного вида древесины. Ясеневая порода высоко ценится в производстве мебели, там ее приравнивают к красному дереву.
Сосна : отличается смолистостью, прочностью и твердостью, стойкостью к гниению и поражению грибком, отлично подходит для обработки. Высоко ценится из-за малого количества сучков и небольшого изменения диаметра по длине ствола.
Лиственница: для нее характерна высокая прочность, стойкость к внешним воздействиям, приятный цвет и структура.

Выбор породы зависит от изделий. Особое внимание следует обратить на такие характеристики дерева, как влажность и прочность. Поскольку они сильно влияют на качество готового продукта.

Преимущества работы с фрезерным станком ЧПУ

У фрезеров достаточно большое количество плюсов, среди которых:

возможность изготавливать самые разнообразные изделия из совершенно непохожих между собой материалов (которые невозможно обработать другим путем);
точность и ровность реза, благодаря чему изделие получается аккуратным и красивым;
возможность делать нужную форму, глубину и даже фасонные резы;
работа может проводится как на вертикальной, горизонтальной, так и наклонной поверхности;
высокая скорость работы;
большое разнообразие деталей: плоские, объемные, и даже 3D;
повторяемость большего количества изделий, что практически невозможно при других методах обработки;
возможность резать, делать черновую калибровку, фрезеровать пазы и другие виды соединений, используемых при сборке изделия.

Основные изделия

На сегодняшний день существует огромное количество предметов, которые можно сделать с помощью станка ЧПУ, таких как:

Уникальная мебель из различных материалов, включая ценные породы дерева.
Сувениры: различные шкатулочки, рамочки для фото, статуэтки и прочее.
Рекламная продукция: красивые массивные буквы, таблички и т.д.

Давайте более детально разберем каждый из предложенных вариантов.

Дизайнерская мебель. Она окружает нас повсюду: спальные комнаты, кухня, детская. Современное мебельное производство очень продумано и имеет высокую точность.

Шаги для создания изделия на станке ЧПУ:

Разработка эскиза. Для данного пункта существует большое количество программ, которые помогают виртуально моделировать обстановку. Для того, чтобы создать 3х мерный макет рисунка используйте вычислительные программы, такие как САПР. Подготовленные компьютерные файлы дадут возможность получить мебельное изделие на фрезерном станке ЧПУ.
Подготовка модели для станка. Готовый эскиз в 3D – базисе для изготовления любого комплекта деталей. К данному эскизу необходимо добавить функцию луча (вектор, который будет отвечать за направление фрезы относительно заготовочной детали). Существует также автоматическая формировка модели, которая является достаточно удобной и поможет сэкономить ваше время. Современное оборудование упрощает процесс изготовления, и передает даже самые маленькие и трудные линии.
Подборка типа режущих инструментов, настройка мощности и режима обработки.
Загрузка файлов в память машины, установка инструмента для резки, закрепление заготовки и запуск производства. Дальнейшую работу фрезерный станок ЧПУ делает самостоятельно по уже заданной программе.
Окончательная сборка. Займет незначительное количество времени, нет надобности подгонки деталей.

Сувенирная продукция. Это могут быть следующие сувениры: Ее создание – это актуальный на сегодняшний день вид деятельности, в котором большую популярность имеет применение фрезерных станков с числовым программным управлением. Такие машины отлично справляются с такими задачами, как производство световых коробов, стендов, панна, фигурных надписей и наружных рекламных вывесок, а также с приготовлением конструкций для выставок.

ЧПУ станок помогает выполнять следующие операции, которые связаны с рекламной продукцией:

раскрой дерева, акрила и прочих материалов;
гравировка/вырезка массивных надписей;
создание логотипа, эмблемы;
изготовление табличек, подставок и др.

Подводя итоги, можно сказать, что количество изделий, который можно сделать на фрезерном ЧПУ станке огромное количество. От вас лишь требуется оборудование, желание работать и небольшой опыт.

Числовое программное управление является главным элементом, который автоматизирует процесс обработки материалов на станках с ЧПУ. Для того чтобы обработать (изготовить) определенную деталь, оператор создает программу, которую выполняет станок. Раньше, когда не было автоматизированных станков, для обработки сложных контуров использовался ручной инструмент. Также для фрезерования по шаблону могла использоваться ручная фреза. Фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают наиболее точную обработку материала.

Первоначально фрезерные станки были предназначены для фрезеровки металлических изделий из черных и цветных металлов. Позже фрезерные станки стали широко применяться для обработки деревянных изделий – массива дерева, фанеры, ДВП, ДСП. Для деревообработки, в отличие от обработки металлов, можно использовать станки более простые, со слабыми шпинделями.

Материал, получивший массовое распространение - фанера . Фанера достаточно универсальный и недорогой материал, что позволяет использовать ее в различных сферах производства. Основными из них можно выделить мебельное производство, строительство и дизайн интерьеров, упаковку, изоляционные изделия, а так же различные детали, не подвергаемые высоким нагрузкам и трению.
В обработке фанера не так уж и проста, как казалось бы на первый взгляд. Имея слоистую структуру, она подвержена образованию сколов в местах распиловки. Кроме того, клей, который использовался для склеивания слоев, способствует быстрому износу режущего инструмента. Фрезерной обработке поддается ламинированная, шпонированная, шлифованная и не шлифованная фанера.

Сосна. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Виталий Ф. (г. Орел)

Фанера. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь petr c

Ламинат. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Сергей К. (г. Гагарин)

А вот ПВХ и другие виды пластика обрабатываются еще проще, так как эти материалы менее плотные и более однородные. Пластик очень легко раскраивается, фрезеруется и гравируется. В зависимости от типа обрабатываемого материала устанавливается соответствующая подача и скорость.

Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Сергей К. (г. Гагарин)

Оргстекло. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Алексей Р. (г. Краснодар)

Пластик. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Никита Т. (г. Пермь)

Среди различных материалов, которые активно обрабатываются способом фрезеровки, большую долю объема работ занимают композитные материалы. Композиты (композитные материалы) как правило состоят из пластичной основы, которая с одной или двух сторон усиливается (армируется) более прочными материалами. Сегодня стандартная композитная панель представляет собой многослойный листовой материал. В нем полимерный наполнитель находится внутри двух слоев тонкого алюминиевого листа. Толщина алюминия в этой «сэндвиче» составляет от 0,1 до 0,5 мм.

Композитный пластик. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Сергей К. (г. Гагарин)

Текстолит. Фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Константин К. (г. Краснодар)

Фрезерный станок осуществляет не только прямолинейный рез, но и криволинейный раскрой. Поэтому на таком оборудовании можно воссоздать и объемный рельеф. Создание объемных изображений на фанере, а так же и на любом другом материале называется 3d фрезеровкой . 3D фрезеровка дает возможность получения объемного изображения в виде рельефного узора или изображения на любом материале.Применение структурированных естественных материалов, каким является дерево, обеспечивает возможность взаимодействия объемного изображения с натуральными узорами структуры. Здесь появляется возможность получения неповторимых по своей красоте эффектов.

3d фрезеровка выполнена на станке . Пользователь Михаил П. (г. Смоленск)