Мягкая сталь – всё, что вам нужно знать
Благодаря своим превосходным свойствам мягкая сталь стала востребованным материалом в стальной обработке. Она обладает уникальной свариваемостью и удобством обработки, что…
Мы уже публиковали множество статей о резке материалов с помощью лазеров с ЧПУ, однако некоторые материалы лучше обрабатывать другим инструментом. Как и лазеры с ЧПУ, существующие в диапазоне размеров от настольных до промышленных, маршрутизаторы с ЧПУ прошли аналогичный путь. От хоббийных станков на базе простых ручных фрезеров по дереву до промышленных агрегатов, способных обрабатывать цельные листы материалов и многое другое — маршрутизация с ЧПУ остаётся популярным способом резки материалов.
Рассмотрим основные достоинства резки на маршрутизаторе с ЧПУ.
Маршрутизаторы с ЧПУ могут быть изготовлены из различных материалов: от фанеры до алюминиевого профиля и литых деталей. Конструкция обычно включает стандартный набор элементов. Давайте кратко рассмотрим основные компоненты типичного маршрутизатора с ЧПУ.
Стол — это рабочая поверхность маршрутизатора с ЧПУ, куда помещается материал для резки. Часто стол оснащён креплениями для фиксации заготовки во время работы. В отличие от фрезерных станков, стол маршрутизатора обычно выполнен из МДФ, чтобы его было легко выравнивать, ведь при резке на полную глубину инструмент может немного задевать стол. Рабочая поверхность маршрутизатора считается расходным элементом и меняется по мере износа.
Электронный интерфейс может быть в виде простого ноутбука или настольного компьютера с соответствующим ПО, либо представлять собой встроенный компьютер с отдельной панелью управления или сенсорным экраном. Здесь загружаются g-коды для обработки, а также вводятся команды для ручного перемещения осей, установки нулевых точек и, возможно, смены инструмента.
Как и в любом станке с ЧПУ, компьютерный контроллер и драйверы моторов преобразуют траектории инструмента из g-кода в электронные сигналы для приводных двигателей.
Для перемещения частей станка используются двигатели. Чаще всего применяются шаговые моторы за счёт их точности и низкой стоимости, а в более дорогих моделях — сервомоторы с обратной связью для стабильного управления. Двигатели могут приводить в движение ремни, шариковые винты или использовать зубчатую рейку.
Большинство маршрутизаторов с ЧПУ строятся на базе портальной конструкции. Обычно фрезер или шпиндель закрепляется на вертикальном узле (ось Z), который движется горизонтально по мосту (ось X). Вся портальная рама перемещается вдоль (ось Y) для охвата рабочей области.
Часть маршрутизатора, в которой закрепляется и вращается инструмент, — это сам фрезер или, в более мощных системах, специально предназначенный шпиндель (подробнее далее). В зависимости от размера станка, это может быть как простой коммерческий фрезер, так и многокиловаттный, жидкостно-охлаждаемый шпиндель.
Мы уже упоминали широкий выбор режущего инструмента. Фреза — это сменная часть, непосредственно выполняющая резку. Без преувеличения, вариантов инструментов — почти бесконечное множество. Для разных материалов требуются разные фрезы (с разным числом канавок и направлением их вращения: прямым, вверх, вниз или комбинированным). Разные покрытия инструмента помогают регулировать нагрев и продлевать срок службы.
Термин “фрезер” обычно обозначает ручной электроинструмент для обработки древесины. Это, по сути, электродвигатель с цанговым патроном. Такие фрезеры часто используются в хоббийных маршрутизаторах с ЧПУ из-за их доступности и дешевизны. Они прекрасно подходят для мягких материалов — дерева и пластика, а зачастую даже для тонких листов алюминия.
Шпиндель — это аналогичный, но более мощный и надёжный агрегат. В отличие от фрезера, предназначенного для ручной работы, шпиндель крепится на станке. Он обладает большей мощностью, более жёсткими и долговечными подшипниками, а также лучшим охлаждением. Поэтому шпиндели предпочтительнее для интенсивной эксплуатации. Для домашнего использования подойдёт обычный фрезер, а для бизнеса — лучше выбрать полноценный шпиндель.
Как уже отмечалось, маршрутизаторы с ЧПУ похожи на фрезерные станки, но предназначены для обработки более мягких материалов. Древесина (твёрдая и мягкая) отлично подходит для маршрутизации. Пластики и композиты также можно обрабатывать при правильном подборе инструмента. При правильно выбранных настройках и оснащении можно обрабатывать и мягкие металлы, если нет более подходящего оборудования. Обработка твёрдых металлов, например стали, возможна, но требует крайне жёсткой конструкции, правильного числа оборотов и инструмента. Это осуществимо, но зачастую есть более эффективные методы (например, лазерная резка).
Например, поликарбонат после лазерной резки даёт не такой чистый край, поэтому мы используем маршрутизаторы с ЧПУ. Мы применяем наши маршрутизаторы с ЧПУ для резки следующих материалов:
Оба устройства используют компьютерное управление для перемещения инструмента по траекториям, заданным в g-коде. Отличие в том, что у лазера инструмент — это сфокусированный световой луч, который выжигает или испаряет материал, а у маршрутизатора — вращающаяся фреза. Лазер может изменять мощность, а маршрутизатор — число оборотов.
Они работают схожим образом: инструмент (например, концевую фрезу) закрепляют в шпинделе, оба устройства перемещают инструмент по трём осям. Главное различие в том, что маршрутизаторы с ЧПУ чаще применяются для мягких материалов — древесины и пластика, а фрезерные станки — для металлов. Это связано с тем, что маршрутизаторы обычно менее жёсткие, чем фрезерные станки. Часто приходится жертвовать жёсткостью в пользу экономии, но при этом выигрывать в размере рабочего поля для обработки крупных заготовок.
И да, и нет. ПО для создания дизайна не отличается от того, что используется для лазерной резки: форма задаётся в векторном файле. Это можно сделать в разных программах, таких как Illustrator, Inkscape, Autodesk Fusion, SolidWorks и других.
Если вы самостоятельно управляете маршрутизатором с ЧПУ, понадобится CAM-программа (Computer Aided Manufacturing), чтобы преобразовать ваш проект в g-код. Отличным бесплатным вариантом для проектирования и CAM является Autodesk Fusion.
