У цій статті слово «кінець» буде використовуватися для позначення всіх ріжучих поверхонь фрезера з ЧПК. У промисловості різні типи наконечників можуть називатися наконечниками, наконечниками, кінцевими фрезами, різцями або свердлами (щоб назвати декілька). Деякі з цих імен більше підходять для певних цілей, але для ясності всі разом у цій статті називатимуться «цілями».
Вибір матеріалів для роботи на фрезері з ЧПК вимагає розгляду факторів, окрім бажаної кінцевої частини. Фрезер по-різному впливає на різні матеріали, що залежить від кінцевого використання та налаштувань машини. Сам фрезер, особливо використовуваний кінець, залежить від матеріалу. Вирішуючи працювати з нестандартним матеріалом, важливо розуміти доступні варіанти матеріалів і мати можливість робити прогнози з поведінки відомих матеріалів.
ліси
Існує багато типів деревини, з якими можна працювати на фрезері з ЧПК, і не можна недооцінювати різноманітність їхніх властивостей. Серед інших властивостей вони відрізняються за твердістю, в’язкістю, жорсткістю та щільністю. Однак уся деревина є сумішшю природних полімерів целюлози та лігніну з деяким вмістом соку або смоли.
Важливо пам’ятати, що властивості змінюватимуться залежно від вологості деревини. Загалом, вологість робить деревину м’якшою, гнучкішою, щільнішою та більш клейкою. Деревину, яка використовується з фрезерами, слід завжди зберігати в сухому середовищі та різати, коли висохне.
Не дивно, що деревина за всім спектром властивостей ідеально підходить для використання в фрезерному верстаті з ЧПК. Деревина має низьку твердість порівняно зі звичайними сталевими фрезерними кінцями, тому машина не зношується. Деревина також має дуже низьку пластичність, тому видалена деревина ламається на дрібні тріски, які легко викинути або прибрати пилососом із робочої зони, дозволяючи кінці залишатися відносно прохолодною.
Види деревини
• Хвойні породи: сосна, кедр, ялиця.
• Листяні породи: дуб, клен, черешня, горіх.
• Інженерна деревина: фанера, МДФ (ДВП середньої щільності), ДСП.
ПРИМІТКА: Оператори повинні розраховувати на зменшення швидкості видалення матеріалу, що використовується для щільнішої або твердішої деревини відповідно.
Композитні ламінати та фанера
Під час різання матеріалу будь-яким способом слід спочатку звернути увагу на механізм руйнування матеріалу. У випадку ламінованих композитів (тобто шару вуглецевого волокна, деяких скловолокон і фанери) механізм руйнування, про який слід знати, полягає в розшаруванні шарів. Це можна перевірити на будь-якому краї матеріалу, спробувавши відкрити край і спостерігаючи за поведінкою утвореної тріщини:
1. Тріщина завжди поширюється на поверхню найкоротшим шляхом – руйнування поперечного шару.
2. Тріщина поширюється в площину аркуша – Руйнування через відшарування.
Для матеріалу, який руйнується внаслідок відшарування, краї, ймовірно, подрібнюються та деформуються вертикально під час фрезерування. Щоб запобігти такому результату, рекомендується використовувати компресійний кінець.
Компресійний кінець поєднує в собі спіралеподібну ріжучу кромку, спрямовану вниз, у верхній частині та спіралеподібну ріжучу кромку, спрямовану вгору внизу. Це означає, що верхня та нижня поверхні матеріалу, що ріжеться, стиснуті до центру під час різання, що дозволяє міцності матеріалу при стисненні протистояти його слабкості до розкриття тріщин під час розтягування.
Майте на увазі, що кінці стиснення виштовхують видалений матеріал збоку, а не вгору чи вниз, тому матеріал можна видалити лише вздовж відкритого краю.
Види композитів
• Скловолокно: армований пластик.
• Вуглецеве волокно: високе співвідношення міцності до w8.
• Фенольні: Термостійкий, довговічний.
Запам'ятати що зона стиснення між 2 напрямками різання на кінці має бути по центру вашого матеріалу.
- Складові вашого композиту слід розглядати як разом, так і окремо.
- Якщо матрицею композиту є полімерна смола, тоді застосовуйте міркування, що відповідають цьому типу пластику.
- Якщо композит містить абразивні волокна або частинки, використовуйте відповідним чином загартований кінець фрези та охолодження, щоб зменшити знос.
Пластмаси
Піни
Полімерні пінопласти доступні для фрезерування з ЧПК і мають перевагу в тому, що вони не спричиняють помітного зносу на кінці, але дозволяють створювати складні форми для спеціального пакування, естетики, тестової геометрії або для практики з низьким рівнем ризику. Визначальною характеристикою цих матеріалів є їх низька міцність на зсув, що дозволяє швидко та легко різати.
При виборі цих матеріалів, якщо міцність пінопласту на розрив навіть нижча, ніж міцність на зсув, замість чисто зрізаної стружки можуть відриватися шматки. Також можливо, що шматки відносно міцної та гнучкої піни можуть відірватися та обернутися навколо кінця маршрутизатора.
Для рідкісних пінопластів із таким ризиком обов’язково використовуйте гострі ріжучі кінці на високих обертах з агресивними каналами, а не абразивні чи дрібні кінці. Однак жорсткі пінопласти можна стирати, а не розрізати, щоб запобігти їх деформації.
М'який пластик
М’який пластик (наприклад, поліетилен низької щільності) визначається відносною мірою: це полімери, які утворюють «завитки» або дуже довгі стружки під час розрізання. Це означає, що вони менш тверді і, швидше за все, більш пластичні. Майте на увазі, що м’якший пластик, ймовірно, також матиме нижчу температуру плавлення та втрачатиме толерантність до розмірів через згинання розрізів у гарячому стані. Зменшіть цю тенденцію за допомогою прохолодної температури навколишнього середовища, вентиляторів і дрібних надрізів. Ріжучий кінець із меншою кількістю рифлів або менш агресивними каналами може зменшити проблеми, спричинені застряганням довгих локонів.
Жорсткий пластик
Тверді пластики (наприклад, поліметилметакрилат) визначаються відносною мірою: під час різання вони утворюють короткі стружки зі зламаними кінцями. Це означає, що вони жорсткіші, і їх можна різати з менш агресивними кінцями, оскільки видалення дрібніших часток має бути легшим. Однак перегрів все ще може стати проблемою.
Твердий пластик менше деформується в об’ємі під час перегріву, але може розплавитися або деформуватися безпосередньо на поверхні різання, спричиняючи накопичення обгорілого пластику на кінці фрезера та запобігання його різанню. Зменшіть цю тенденцію за допомогою прохолодної температури навколишнього середовища, вентиляторів і дрібних надрізів.
Види пластмас
• Акрил: прозорий, барвистий, міцний.
• Полікарбонат: висока ударостійкість, прозорий.
• ПВХ (полівінілхлорид): Міцний, універсальний.
• HDPE (поліетилен високої щільності): легкий, стійкий до вологи.
Метали
У переважній більшості випадків єдиним металом, який слід різати фрезою, є алюміній. Деякі сплави Al з високим вмістом кремнію дуже тверді, тому їх слід використовувати лише на млинах.
Алюміній утворює довгі завитки, якщо його стригти з правильними кінцями, що часто призводить до заклинювання, якщо немає великого зазору. Якщо алюміній необхідно різати з невеликим допуском, слід використовувати спеціальний стружколом. Цей вид кінців із властивостями між абразивними кінцями та багаторифленими ріжучими кінцями має ромбоедричний малюнок поверхні, який запобігає контакту однієї ріжучої поверхні з великою кількістю матеріалу протягом усього оберту різання, таким чином руйнуючий матеріал, розділений на багато окремих чіпів.
Майте на увазі, що твердість і дифузійне охолодження металу чутливі до температури навколишнього середовища, тому правильні налаштування маршрутизатора можуть змінитися, якщо температура у вашому робочому місці не контролюється. Під час нагрівання кінець зношується з прискореною швидкістю через розм’якшення, а поверхня металу стає більш пластичною, що спричиняє «розмазування» деформації замість чистих, точних різів. Ріжте відносно повільно та використовуйте вентилятори.
У рідкісних випадках можна прокладати інші метали, крім алюмінію.
- Деякі сплави латуні досить м’які, щоб їх фрезерувати з особливою обережністю, вибирайте дуже тверді кінці та траєкторії з ЧПК, спеціально розроблені для цієї мети.
- Теоретично, дуже м'які метали, такі як чиста мідь, золото або свинець, також можуть бути маршрутизовані.
- У випадку щільного, дуже пластичного матеріалу, такого як м’які чисті метали, вибирайте агресивні ріжучі кінці з невеликою кількістю рифлів.
- У випадку щільного, дуже пластичного матеріалу, такого як м’які чисті метали, вибирайте агресивні ріжучі кінці з невеликою кількістю рифлів.
Види металів
• Алюміній: легкий, стійкий до корозії.
• Латунь: декоративна, легко ріжеться.
• Сталь: міцна, довговічна.
• Мідь: провідна, м'яка.
Камінь і кераміка
Дуже жорсткі, тверді матеріали з низькою в’язкістю, такі як осадовий камінь і звичайна кераміка (граніт, піщаник, плитка), можна фрезерувати за допомогою твердих абразивних кінців.
Ці кінці часто виготовляються з металу з вбудованими алмазними частинками як абразивом. Для плитки з дуже низькою в'язкістю може підійти неглибока, щільно рифлена або стружколомна частина, виготовлена з HSS або твердого сплаву.
Як правило, фрезер з ЧПК використовується для цих матеріалів, коли потрібні рельєфні деталі або складні кромкові візерунки. Через високу твердість і низьку теплопровідність каменю та керамічних матеріалів створюється велика кількість тепла, і дуже мало відводиться поверхнею та видаленими частинками. Це означає, що накопичення тепла на стороні маршрутизатора є основною проблемою. Рекомендується пряме водяне охолодження.
Види каменю та кераміки
• Мармур: елегантний, відносно м'який.
• Граніт: твердий, міцний.
• Керамічна плитка: тверда, крихка.
Для досягнення бажаних результатів у проектах фрезерів з ЧПК правильний матеріал є вирішальним елементом. Кожен матеріал має унікальні властивості та вимагає певних інструментів, швидкості та техніки. Дотримання найкращих практик, викладених у цьому посібнику, допоможе вам максимально розширити можливості фрезерного верстата з ЧПК.
