Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает 3D станок для резьбы по дереву

Как работает 3D станок для резьбы по дереву?

Прогресс не стоит на месте, и сегодня, благодаря новым технологиям, многие изделия, которые раньше можно было сделать исключительно вручную, уже умеют делать машины. Это касается и таких процессов, как ковка металла, резьба по камню или дереву.

Работа 3D станка по дереву

В данной публикации мы рассмотрим более подробно 3Д автоматические станки с ЧПУ для резьбы по дереву.

Главное — желание

Разработчики первого в мире станка с ЧПУ вряд ли подозревали, что уже через 50-60 лет оборудование, предназначенное для оборонных предприятий, будет работать в частных мастерских и даже в обычных городских квартирах. Благодаря революции в IT сфере технологии числового программного управления стали доступны большинству людей, мало-мальски знакомых с техникой.

В те годы, когда все фрезерные станки работали исключительно на ручном управлении, для освоения простейших операций нужно было получить профильное образование, а для выхода на профессиональный уровень требовались годы практики на производстве. Сейчас от знакомства с небольшим фрезерным станком для дома до получения первой детали проходит всего несколько часов. Главное — желание.

Чаще всего это выглядит следующим образом. Человек знакомится с возможностями домашнего оборудования с ЧПУ и решает, что ему это нужно. Он может ставить перед собой совершенно разные задачи: заработать денег на производстве сувениров, заняться резьбой по дереву или выжиганием. Мини-станки с ЧПУ для дома могут и это, и многое другое. Кстати, знакомство с «бытовыми» технологиями ЧПУ можно начать заочно. Многое становится понятно уже после изучения рекламных материалов производителей оборудования.

Дальше — изучение тематических форумов. В разделах типа «Выбираем первый станок» можно найти всю необходимую информацию о самых распространенных моделях, их производственных возможностях, особенностях эксплуатации, доступности апгрейда. Здесь же более опытные пользователи поделятся ссылками на софт. Существует масса условно бесплатных программ с дизайнерским уклоном, профессиональных пакетов с пробным периодом, с которых можно начинать освоение «проектной части». Позже, вместе со станком, пользователь получит программную среду для создания моделей будущих изделий и их перевода в G-коды — команды, которые понимает станок, и из которых состоит управляющая программа (УП).

Здесь мы говорим об одном из главных преимуществ современных технологий ЧПУ: для составления управляющей программы необязательно прописывать каждый «шаг» вручную. Пользователю придется работать с изображениями, понятным интерфейсом, а цифры и индексы можно доверить компьютеру. Еще одно важное достоинство сред для создания УП — возможность посмотреть полный цикл обработки в реальном времени. Зная геометрические параметры станка, заготовки и готовой детали, программа вычислит траектории перемещения режущего инструмента, последовательное снятие материала и нарисует полноценное 3D видео.

Еще несколько лет назад это было невозможно из-за недостатка вычислительных ресурсов домашних компьютеров. Многие параметры станка и режущего инструмента нужно было задавать вручную, и начинающие программисты ЧПУ часто допускали ошибки. Проверить работу программы можно было только на станке. Результат — поломка режущего инструмента и бракованное изделие.

Программирование в современной среде и моделирование обработки позволяет исключить такие серьезные ошибки как столкновение режущего инструмента с рабочим столом и поверхностями детали на рабочем и холостом ходу.

Обучающие видео, снятые производителями станков и разработчиками ПО, хорошо помогают в освоении технологий. Есть материалы для начинающих пользователей, где весь процесс разбирается пошагово, и «продвинутые» ролики с примерами решения нестандартных задач при помощи станка ЧПУ для дома. Иногда в целях экономии времени оператору все же приходится прописывать команды вручную со стойки. Но после разбора «уроков для чайников» это уже не будет доставлять особых трудностей.

Оборудование бытового класса можно заказать в интернет-магазине или на сайте производителя. Пока пользователь ожидает доставки, он успевает освоить азы программирования, а после получения и установки станка может сразу же загрузить готовую УП и изготовить первую деталь.

Фрезерный станок с ЧПУ по дереву

Времена, когда резьбой по дереву занимались только ремесленники, удивляя народ диковинными поделками, на которые уходила масса времени и труда, давно прошли. Теперь даже самую сложную и кропотливую ручную работу могут выполнять деревообрабатывающие станки.

Фрезерный станок с ЧПУ по дереву легко справится с любым видом резьбы и гравировки, станок для резьбы по дереву способен делать резные детали мебели и элементы декора, ажурные элементы фасадов, красивейшие резные наличники и фронтоны, балясины, перила, статуэтки из дерева, резные рамы для зеркал и часов, резные панно и картины.

Все что можно нарисовать от руки или смоделировать в компьютерной программе с помощью деревообрабатывающего фрезерного станка легко и быстро перенести на деревянную поверхность в 3D или 2D формате. Это значительно удешевило деревянные изделия с резьбой, позволило поставить производство на поток, делать совершенно одинаковые детали в любом количестве, к примеру, для оформления деревянных домов, заборов, беседок, колодцев и других малых архитектурных форм.

Читать еще:  Газовые обогреватели: как работают, какие бывают + рейтинг лучших

Актуальная информация от производителя фрезерных станков с ЧПУ по дереву

Фрезерные станки для дерева предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное движение. Управление осуществляться с помощью системы ЧПУ.

Виды фрезерных станков с ЧПУ по дереву

На рынке представлен широкий выбор фрезерных станков с ЧПУ по дереву разной ценовой категории. Это могут быть бытовые и промышленные станки, маленькие модели для обработки небольших деталей и большие станки для изготовления дверей и мебельных фасадов. Фрезерные деревообрабатывающие станки с ЧПУ для обработки плоских заготовок и круглых деревянных элементов, таких как ножки мебели, балясины, стойки перил, высокоскоростные станки, многошпиндельные станки.

Фрезерные станки, выполняющие поверхностную неглубокую резьбу, и станки для глубокой обработки древесины, криволинейного раскроя заготовок, резки прорезной резьбы. Фрезерные станки под управлением компьютера и станки, оснащенные собственным пультом. Чтобы выбрать необходимую модель фрезерного станка с ЧПУ необходимо определиться, для каких целей вам необходимо оборудование, какой объем работы токарно фрезерный станок с чпу по дереву должен выполнять в сутки, какой размер заготовок планируется обрабатывать, какой тип управления вы будете использовать, какое программное обеспечение.

ЧПУ – числовое программное управление компьютеризованная система управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ по дереву

Фрезерный станок с ЧПУ по дереву из России – это станок для выполнения резьбы по дереву, криволинейному раскрою деталей и гравировки с числовым программным управлением. Станок имеет систему позиционирования по трем осям Х, У, Z. Они определяют перемещение режущего механизма по горизонтали, вертикали и на глубину. Это позволяет делать рисунок в двумерном и трехмерном формате, обеспечивать высокую производительность и точность и выполнять сложнейшие операции в автоматическом режиме с большой скоростью.

Станки с программным управлением прекрасно подходят для серийного производства любых видов продукции. Система числового программного управления задает направление перемещения по осям, управляет приводом станка и сменой инструмента. ЧПУ включает в себя пульт управления оператора, дисплей, на который выводится изображение, контроллер, который отвечает за выполнение программы, постоянное запоминающее устройство для хранения постоянных данных и оперативное запоминающее устройство для хранения временных данных.

В роли контроллера выступает промышленный контроллер, как то: микропроцессор, на котором построена встраиваемая система; программируемый логический контроллер либо более сложное устройство управления — промышленный компьютер.

Двигатели для фрезерных станков с ЧПУ по дереву

Перемещение по осям Х, У, Z осуществляется за счет шаговых двигателей или серводвигателей. Шаговые двигатели работают дискретно, не требуют датчика обратной связи, используются в недорогих моделях, обеспечивают высокую точность работы. Серводвигатели работают за счет импульсов переменной частоты, длительность импульса определяет направление вращения двигателя. Такой двигатель может поворачиваться только на 90 градусов в любом направлении. Серводвигатели есть двух типов – постоянного и переменного тока. Серводвигатели постоянного тока используются на промышленном оборудовании, могут выдерживать высокие скачки напряжения. Серводвигатели переменного тока стоят дороже, созданы для обеспечения постоянного вращения. Серводвигатели имеют компактные размеры и низкое потребление энергии, экономичны, при этом они обладают высокой производительностью и мощностью.

После того как составлена управляющая программа, оператор при помощи программатора вводит её в контроллер. Управляющая система считывает инструкции специализированного языка программирования (например, G-код) программы, который затем интерпретатором системы ЧПУ переводится из входного языка в команды управления главным приводом, приводами подач, контроллерами управления узлов станка.

Управляющая программа для фрезерных станков с ЧПУ по дереву

Для создания и введения программ для управления фрезерным станком с ЧПУ по дереву существует специальное программное обеспечение. Модель будущего изделия можно создать в программе для 3D или 2D моделирования или взять готовую. Разрабатывают модели изделий и рисунки профессиональные дизайнеры инженеры. Далее модель импортируют в другую программу, которая поможет создать исполняемый код управляющей программы для станка с учетом размеров изделия, типа фрезы, глубины реза, скорости движения и других параметров. Код управляющей программы представляет собой набор координат, по которым будет осуществляться движение рабочих механизмов станка. Когда код программы будет загружен в ЧПУ станка, он будет передан на рабочие механизмы и станок начнет работу. Так работают 3д фрезерные станки с чпу по дереву.

Фрезеровка других материалов (фанеры, мдф):

Наряду с деревом очень большим спросом на сегодняшний день пользуется такой материал как фанера. Его сферы применения — это быт, строительство, промышленность и т. д. Изделия из фанеры обладают удобством использования, практичностью, простотой в обработке и производстве. Им присущи хорошие технические показатели и невысокая стоимость по сравнению с другими материалами.

Читать еще:  Виды операций, выполняемых на фрезерных станках

Очень часто элементы из фанеры встречаются в составе объектов, которые служат для оформления разнообразных деталей интерьера, бытовых изделий, элементов судостроительного и машиностроительного производства, упаковочных материалов, элементов торгового оборудования, складского и многих других.

Резка фанеры на чпу станке — наиболее распространенный способ обработки данного материала в современном производстве. На фрезерных станках фанеру можно резать по любой желаемой и заданной траектории, а не как у форматно-раскроечных станков — только по прямой. То есть фрезеровке доступно создание любых отверстий, углублений, пазов и создание объемного рельефного изображения.

Использующиеся в современном производстве фрезерные станки с числовым программным управлением работают по созданным специалистами точным программам. Фрезерование фанеры проходит в строгом соответствии с макетом, который был создан заранее. Именно поэтому изготовленные изделия полностью соответствуют требуемому макету.

Фанера — это составной материал, состоящий из шпона, который склеен слоями, поэтому для его фрезеровки пользуются специальными твердосплавными фрезами (они медленнее изнашиваются и обеспечивают большую точность инструмента). С правильно подобранной фрезой и режимом обработки материала в результате резки фанеры получаются ровные и гладкие срезы, на которых отсутствуют сколы и шероховатости. А разнообразные геометрические формы дают возможность получить по вертикали прямой угол или же закругление.

Цена: от 35 до 70 руб. за погонный метр (в зависимости от толщины материала).

Как правильно использовать 3d станок с ЧПУ по дереву?

Чтобы работать со станком, нужны компьютерные знания, а не фрезеровочные, как было указано выше. Человек создает модель нужной детали, прорисовывая путь фрезы, ее скорость, тип резки, толщу стружки и т.д.

Требуется 2 программы. Одна создает модель в объеме, а во второй уже прорисовывается путь фрезы, задается ее скорость, глубина резки и прочие нюансы. Когда все параметрические нюансы заданы, можно на компьютере визуализировать работу фрезы для ЧПУ 3d по дереву, чтобы убедиться в правильности заданных данных.

Если все нормально, то данные сохраняются, программа дает код, который и загружается в станок. Когда оператор убедится в готовности станка к работе, и закрепит материал, можно пускать работу и просто смотреть за всем процессом.

После осуществления работы, останется лишь рассмотреть деталь и, при надобности, отшлифовать и доработать ее руками. По желанию изделие покрывается краской и лаком.

Можно сказать, что 3d фрезерный станок с ЧПУ по дереву способен превратить обычное хобби в достаточно прибыльный бизнес!

Какой инструмент еще можно использовать

Помимо основных рассмотренных устройств при проведении работ применяются дополнительные инструменты, позволяющие осуществлять специфические работы.

Обычно применяется такой дополнительный инструмент для резьбы по дереву:

  1. Ложечники или ложечные ножи: обычно представляют собой заостренное кольцо, приваренное к стальному прутку, который вставляется в рукоятку — находят применение для удаления скопившихся опилок в углублениях, а также для шлифовки внутренних стенок больших выемок, например, при резке посуды.
  2. Чеканы и пуансоны: прочные металлические стержни с определенным рисунком на торце. Наиболее распространены при создании основного фона.


При резьбе по дереву на значительных площадях используется также различный вспомогательный инструмент:

  1. Для сверлильных работ: буравчики, коловороты, ручные дрели.
  2. При пилении: ножовка, ножовка по металлу, лобзик, двуручная пила.
  3. Вспомогательные приспособления: киянка, скобель, стусло, струбцины, тиски, различные зажимы, молоток.

Для проведения измерений и разметки находит применение следующий инструмент: линейка, угольник, транспортир, ярунок, малка, отвес, юстир, уровень, кронциркуль, штангенциркуль, нутромер, рейсмус, циркуль, рулетка.

Самодельный режущий инструмент

Для изготовления станка в домашних условиях потребуются определённые детали, рассмотрим их по списку.

  • Станина – может быть собрана из металлических профилей, можно использовать деревянные бруски. Главное — обеспечение жёсткого крепления опорных элементов сборного станка.
  • Передняя бабка используется для крепления вала мотора, а также ведущего центра, является неподвижной. Служит базой для размещения основного узла вращения. Таким образом, двигатель и план-шайба являются ведущим центром и передней бабкой. Через ведущий центр вращательное движение передаётся заготовке, задняя бабка должна свободно менять положение.
  • Ведущий и ведомый центры должны располагаться на одном уровне. Обязательны три условия – центровка, фиксация и вращение. Ведомый центр крепления изготавливается с конусовидным наконечником и должен легко перемещаться по раме, учитывая размеры заготовки.
  • Электропривод должен быть с регулятором скорость оси вращения. Ведущий центр, необходимый для крепления материала для обработки, содержит болванку. Есть 3 способа для ведущего центра — план-шайба, патрон и трезубец.
  • Упор для резца-подручника, который должен быть изготовлен из толстостенного железа и очень хорошо фиксироваться, то есть, после установки нужного положения, должен также обеспечивать жёсткую фиксацию всех опорных элементов.

Можно изготовить мини-станок по дереву. Самый простой состоит из трёх деталей: двигателя, задней бабки и подручника. Двигатель подойдёт от старой стиральной машины, мощность двигателя 180 Вт (W) и 1500 оборотов в минуту будет достаточной для бытовых нужд. Ведущий центр станка можно изготовить из части металлической водопроводной трубы, нужно только подобрать диаметр, подходящий к валу двигателя. Подручник крепится к столу крепёжным винтом снизу, для устранения выступающих частей.

Читать еще:  Распиловочные циркулярные станки Makita. Обзор модельного ряда

Нужно проверить лёгкость перемещения во всех плоскостях, подручник должен быть подвижен и закреплён на необходимом уровне и положении. Для этого используются сменные направляющие различной ширины. Итак, крепите слева двигатель, справа — заднюю балку, посередине — подручник, закрепляете деталь для обработки, и у вас уже целая мастерская, сделанная своими руками! В работе на станках по дереву важно соблюдать меры безопасности – пользоваться наушниками, защитными очками, включать вентиляцию и пылесборник. Из одежды обязателен защитный жилет, перчатки и фартук.

Работа фрезерного станка с ЧПУ по обработке древесины показана в следующем видео.

Преимущества использования 3D станков

3Д станок по дереву в большинстве случаев оборудуется ЧПУ (численно-программным управлением). Подобные устройства появились сравнительно недавно и могут использоваться как на гигантских заводах, так и для любительской резьбы по дереву (конечно, масштабы и стоимость таких устройств несопоставимы).

Использование таких механизмов позволяет:

  • увеличить скорость обработки заготовки по сравнению с ручными аналогами (выигрыш по времени может составить 50-100%);
  • при серийном производстве ЧПУ станки просто незаменимы, ведь вручную практически невозможно добиться выпуска однотипных изделий. А учитывая большой диапазон моделей станков, подобрать можно вариант как для крупного предприятия, так и для небольшой мастерской на заднем дворе;

На производстве 3Д станки просто незаменимы

  • помимо дерева даже сравнительно маломощные устройства могут обрабатывать пластик и даже мягкие металлы (медь, алюминий).

Обратите внимание! При обработке металла на станке, предназначенном для дерева, нужно задавать минимальную скорость передвижения сверла и толщина стружки также должна быть минимальной. Лучше потратить больше времени на обработку, чем сломать фрезу.

Что касается недостатков, то их очень мало, отметить можно разве что:

  • достаточно высокую стоимость. Конечно, можно приобрести и совсем дешевый станочек со станиной из фанеры, но кроме обработки мелких деталей из мягкого дерева ни на что большее он не сгодится.

На фото – пример фанерного станка

  • необходимость вручную доводить изделие, поверхность после обработки фрезой остается шероховатой, шлифовать лучше вручную, чтобы не затереть элементы узора;
  • простые 3-осевые станки оставляют «глухие» места при обработке наклонных элементов, их придется дорезать вручную. Конечно, можно приобрести и 4,5-осевые устройства, но их цена достаточно велика.

3) Выбор шпинделя

При выборе шпинделя для фрезерного станка чпу, вам необходимо сосредоточить внимание на таких параметрах: количество оборотов, мощность электромотора и система охлаждения. Самым важным при подборе шпинделя — определиться с каким видом обработки вы планируете работать. Если необходимо выполнять гравировку небольших изделий с помощью тонких гравировальных фрез, подойдет низко оборотистый и слабо мощный шпиндель до 1500W. Такой узел позволит обрабатывать большинство материалов кроме твердых сплавов железа. Если речь идет о высокой производительности реза, например вы планируете поточно изготавливать мебельные элементы из дерева, или быстро обрабатывать большие объёмы материала, вам необходима будет высокопроизводительная фреза, а значит и шпиндель должен иметь запас по мощности, чтобы не «закусывать» материал при медленных скоростях подачи. В этой случае нужно рассматривать шпиндель с мощностью от 2200W.

Система охлаждения шпинделя влияет на долговечность и шумность работы. Например, шпиндели с воздушным охлаждением гораздо более шумные, нежели системы с водяным. Однако водяное охлаждение требует комплекса специальных дополнительных опций, таких как помпа для создания давления в системе и емкости с водой, либо наличие чиллера, но как правило все это есть в комплекте поставки станка. Однако надо признать, что между системами охлаждения нельзя выделить лучшую. Обе системы эффективно справляются со своей задачей.

Какой лучше выбрать станок для художественной резьбы по дереву?

Многие покупатели не могут определиться с выбором оборудования, поэтому ниже представлено небольшое разъяснение.

При ручной резьбе по дереву основная проблема заключается в том, чтобы найти профессионального мастера. Срок изготовления изделий в этом случае исчисляется месяцами, при этом можно увидеть конечное изделие только после выполнения всех работ, получив на руки только эскиз.

При резьбе по дереву на станке с ЧПУ создается модель конечного изделия на ПК. При этом можно увидеть и утвердить все части изделия.

Обработка дерева на фрезерных станках с ЧПУ занимает намного меньше времени по сравнению с ручной резкой. А при работе с небольшими партиями, например для изготовления балясин или резного плинтуса, этот тип обработки очень выгодный как с финансовой стороны, так и по качеству, так как они все будут одинаковые.

  • 29 августа 2020
  • 119
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector