3д фрезерный станок с ЧПУ, его виды и характеристики

Фигурное или художественное фрезерование является одним из популярных видов обработки деревянных и стальных поверхностей. Ручное выполнение этой работы может повлечь за собой большое количество ошибок, что отразится на качестве. Поэтому в последнее время чаще всего используют 3д фрезерные станки с ЧПУ.

Конструктивные особенности станков

Данный тип оборудования может отличаться компоновкой, но имеет общий принцип функционирования. Поверхность заготовки подвергается обработке, в результате чего формируется объемный 3d рисунок.

Для выполнения этой работы конструкция должна иметь несколько основных компонентов – рабочий стол, режущая часть и блок управления. В сборе они позволят формировать сложные по форме объемные рисунки с минимальным участием оператора. Важно правильно составить программу действий для ЧПУ с учетом размеров и материала изготовления заготовки – дерево или металл.

Перечень основных конструктивных особенностей фрезерных станков для художественной обработки:

• рабочий инструмент. Предназначен для выполнения операции фрезерования;
• механизм крепления заготовки. С его помощью происходит фиксация детали. В зависимости от конструкции она может быть неподвижной или смещаться относительно фрезы;
• сервоприводы или шаговые двигатели. Необходимы для смещения элементов фрезерного станка по дереву или металлу с ЧПУ для формирования 3d рисунка. Могут отличаться точностью позиционирования и конструкцией;
• блок ЧПУ предназначен для корректной работы двигателей, отвечающих за смещение фрезы или детали. В профессиональных моделях он также может регулировать количество оборотов шпиндельной бабки или мощность работы лазерной установки.

В качестве дополнения в оборудовании может присутствовать функция удаления отходов фрезеровки, а также несколько датчиков для более точного позиционирования.

Скорость обработки во многом зависит от материала изготовления заготовки и глубины 3d рисунка. Это необходимо учитывать при составлении программы для ЧПУ фрезерного станка.

Область применения фрезеров по дереву

На первый взгляд фрезерные станки по дереву с устройством ЧПУ, предназначенные для формирования сложных 3d изображений, не имеют широкого применения. Но при детальном изучении потенциального рынка сбыта этой услуги мнение может быть изменено.

Наиболее распространенная сфера — это изготовление сувенирной и художественной продукции. С помощью фрезерных станков с ЧПУ появляется возможность делать по-настоящему уникальные изделия. Все зависит от характеристик оборудования и требований к сложности 3d изображения. Потому при выборе модели станка необходимо детально изучить его эксплуатационные и технические характеристики. Таким образом можно подобрать оптимальный комплект оборудования для ведения малого бизнеса без больших первичных капиталовложений.

Кроме вышеописанной сферы применения художественная фрезерная обработка с функцией 3d может понадобиться в следующих случаях:

• рекламные цели. С помощью этого оборудования можно делать не только оригинальные объемные орнаментные рисунки или наносить логотипы, но и изготавливать готовые конструкции;
• мебельная промышленность. Резные композиции различной сложности, объемная гравировка, производство криволинейных конструкций – это лишь небольшой перечень операций, выполняемых фрезером 3d по дереву в мебельном производстве;
• производство сложных компонентов, требуемых высокой точности. Это обеспечивается благодаря ЧПУ, который с максимальной точностью передаст созданный рисунок на поверхности материала. Качество ограничивается погрешностью двигателей привода.

В домашних условиях фрезер с ЧУ для создания объемных рисунков может стать прибыльным бизнесом. Но для этого потребуется качественное заводское оборудование, так как самодельные модели имеют большую погрешность.

На качество обработки влияет выбор фрез. Их конфигурация должна соответствовать типу выполняемой операции – первичное формирование рисунка или окончательная чистовая работа.

Виды 3-d фрезеров

Несмотря на общие принципы функционирования оборудование этого типа может иметь различную конструкцию. Это обусловлено специализацией конкретной модели. Поэтому при выборе следует провести детальный анализ каждой из них.

Определяющим фактором является тип обрабатываемой детали — плоская или объемная заготовка. От этого зависит расположение рабочей головки и возможность изменения ее положения в различных плоскостях. Также необходимо обращать внимание на мощность силовой установки, максимальные и минимальные габариты детали.

Кроме этого есть условное разделение фрезеров с ЧПУ для создания 3d рисунка по дереву:

• тип инструмента обработки. Это может быть лазерная установка или пальчиковая фреза. В первом случае повышается качество изготовления, но при этом формируется нагар. Для механического фрезерования характерно большое количество стружки и древесной пыли;
• конструкция рабочего стола – плоская основа или токарно-фрезерный аналог. Последний вариант используется для обработки фигур. Деталь закрепляется между передней и задней бабками и с помощью инструмента происходит формирование рисунка;
• количество обрабатывающих головок. Для любительского и полупрофессионального оборудования она обычно одна. Но если планируется массовое изготовление — следует приобрести модели с несколькими головками, желательно револьверного типа.

Это общая классификация, не включающая в себя специализированное оборудование, разрабатываемое по индивидуальным заказам. Оно может иметь узкую специализацию или наоборот – несколько дополнительных функций.

Фрезерная обработка может быть лишь одной из операций, которые можно выполнять на оборудовании. Дополнительно с его помощью можно выполнять тонкую гравировку по дереву или металлу.

Технические характеристики оборудования

Следующим этапом является ознакомление с техническими характеристиками оборудования. Следует помнить, что они влияют на ограничения по массе и габаритам заготовки. Поэтому сначала составляется общая технологическая схема процесса. А затем согласно расчетным параметрам подбирается оптимальная модель станка.

Одним из главных параметров выбора является тип оборудования по дереву – настольный или напольный. Консольные модели чаще всего изготавливают первого типа. Это позволяет уменьшить рабочее пространство и при этом появляется возможность установить дополнительное оборудование. Напольные модели представляют собой обрабатывающие центры, предназначенные для работы с большими заготовками.

Среди множества технических характеристик для станков с ЧПУ, с помощью которых можно делать 3d обработку по металлу, выделяют следующие:

• максимальная и минимальная длина заготовки, ее ширина и высота;
• скорость смещения фрезы без обработки;
• параметры скорости фрезерования для различных материалов;
• число оборотов шпинделя. Зависит от наличия коробки передачи ее параметров;
• погрешность смещения по осям координат x, y и z. Определяет точность позиционирования;
• тип крепления обрабатывающего инструмента;
• виды электродвигателей – шаговые или сервоприводы. Первые имеют низкую стоимость, но отличаются относительно высокими показателями погрешности;
• мощность электродвигателя главного привода;
• габариты и масса оборудования.

Зная эти параметры, можно подобрать оптимальную модель оборудования с учетом специфики конкретной производственной линии.

В видеоматериале показан пример работы четырехосной модели станка с 3d функцией по дереву: