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
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.
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)
Издавна дерево считалось одним из лучших материалов для изготовления бытовых предметов, а также декоративных элементов. Это неудивительно, ведь древесина является доступной, относительно недорогой и прочной. Кроме того, она безопасна для здоровья, поскольку это экологически чистый материал. И, при всех этих достоинствах, дерево довольно легко обрабатывать. При этом, узоры получаются настолько красивыми, что обычный предмет становится настоящим произведением искусства.
И одним из самых эффективных инструментов для обработки данного материала является гравировальный станок по дереву . Во-первых, он достаточно прост в использовании. Во-вторых, он позволяет выполнить интересный дизайн на изделии. И, в-третьих, готовая вещь получается настолько изящной, что выглядит даже красивее, чем при ручной работе. Станки позволяют сэкономить много времени и сил мастеров, а также увеличить качество изделий.
С каким материалом лучше всего работает станок ЧПУ по дереву ?
Для того чтобы работа получилась «чистой», а машина долгое время работала исправно, важно правильно выбрать древесину. Значение имеют сорт материала, его влажность, состояние поверхности и толщина. Конечно, при лазерной обработке эти параметры не так важны, как при работе фрезой, но лучше обратить на них внимание, чтобы результат работы вас порадовал.
В зависимости от сорта материала, его цвета и текстуры, станок ЧПУ по дереву позволяет создать неповторимые варианты гравировки. Лучших результатов можно добиться при работе со светлыми заготовками, в которых содержится много смолы. Узор будет практически «вечным», если его выполнить на твердых породах дерева, таких как ясень, орех, дуб, красное дерево или ольха. Но стоит учитывать, что дуб может скалываться при обработке. Удобнее всего работать с материалом, в котором меньше ворса. Мягких же пород лучше избегать, потому что с ними справляются только идеально новые фрезы, да и то с трудом.
Еще немного деталей для гравировки по дереву
Также следует учитывать, что если вам нужны мелкие узоры, то лучше всего их выполнит на ореховых заготовках. Важно, чтобы влажность была не больше 8 процентов.
Для крупных деталей подойдет ясень. Тяжелым в обработке будет клен, но результат работы получается очень красивым. Для картин и панно прекрасно подходит береза. Легко обрабатывается груша, а поверхность изделия получается идеально гладкой. Если правильно подобрать материал и рассчитать свои силы, то полученный узор вам обязательно понравится.
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.
Наша компания предлагает высококачественные материалы для выжигания на ЧПУ. На страницах нашего каталога вы сможете найти любой материал, с которым работают различные станки с числовым программным управлением, будто то пластик, алюминий, резина, кожа, древесина, латунированная сталь или анодированный алюминий.
Все материалы для фрезеровки на ЧПУ можно заказать, не покидая рабочего места, просто добавив изделие в корзину. Также вы можете оформить покупку в телефонном режиме или воспользоваться формой обратной связи - в этом случае в самые короткие сроки с вами свяжется наш менеджер и поможет оформить заказ.
Для удобства наших покупателей мы работаем с самыми разными системами оплаты и предлагаем безналичный расчет, электронный перевод, оплату банковской картой Visa или Mastercard, через платежные системы PayPal и Яндекс.Деньги, а также наличными при получении товара. Кроме того, вы можете воспользоваться услугой системы кредитования Kupivkredit. Заказы можно забирать самостоятельно или воспользоваться услугами курьерской доставки и транспортной компании. Мы можем отправлять товар не только по России, но и по странам СНГ.