3д обработка дерева на чпу
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
3D - фрезерные работы на станках с ЧПУ, осуществляемые по камню, дереву или иным материалам, представляют собой довольно-таки интересный вид обработки заготовок. С определенной долей справедливости, его можно отнести к искусству. Ведь результат таких работ, производимых чаще всего по обе стороны фоновой плоскости, в большинстве случаев представляется сложной художественной работой. Как правило, это памятники, панно, резные гравюры, сложные рамки для картин или фотографий, а также иная продукция.
На протяжении значительной части истории человечества те изделия, что сегодня выполняются при помощи 3D - фрезерных работ, кропотливо и долго осуществляли лучшие мастера. Разумеется, стоили подобные изделия довольно дорого и были доступны очень ограниченному кругу покупателей.
Современное фрезерное оборудование значительно упростило процесс изготовления такой продукции. В результате изделия с рельефной резьбой стали доступной любому покупателю.
Но давайте пристальнее взглянем на специфику процесса и технологические возможности 3D фрезерных станков с ЧПУ.
Производство фрезерных работ: специфика
Механическая сложность при производстве фрезерных работ на станке с ЧПУ сопряжена с тем, что ряд показателей изделия (острота рельефных вершин, схождений, углов) напрямую зависят от профиля используемой фрезы. То есть, в процессе работе формируемые ей скругления получаются равные радиусу фрезы. Кроме того, высокоскоростная обработка заготовки из твердого сорта древесины может повлечь за собой обугливание краев резьбы. Мягкая же, наоборот, может покрыться ворсинками стружки, что негативно сказывается на четкости линий получаемой картинки. Если такое все-таки возникло, необходима дополнительная обработка изделия.
Правильно составленная управляющая программа и автоматическая смена инструмента, свойственная передовым фрезерам, успешно решают механические сложности. Но при этом порождают сложности электронные.
Milgraf MI60120
Dedal M1325NC
Dedal M6090NC
Dedal M4060NC
Архимед D70
Архимед D120
Управляющая программа для фрезерных работ на станках с ЧПУ
Если в отношении плоской обработки в качестве модели готового изделия в управляющий блок фрезера с ЧПУ загружается простой векторный рисунок, то для объемной фрезеровки этого недостаточно.
Для выполнения этой задачи исходная информация должна быть более детализированная. Особенно в части переходов, заданных алгоритмом перемещения фрезы для каждого слоя 3-D модели конечной продукции. Это можно выполнить при помощи специализированного программного оборудования (Rhinoceros, CorelDraw и ряд других). Но это не самая простая процедура. Поэтому куда более разумный будет сформировать алгоритм фрезеровки заготовки на базе полной 3D-модели конечного изделия.
Трёхмерная модель, на базе которой выполняется производство фрезерных работ, также создается при помощи специализированного ПО либо на основе готового макета конечного изделия. Затем в программе ArtCAM или ее аналоге модель обрабатывается. При этом происходит привязка заготовки и конечного изделия – выбираются нулевые точки, выстраивается траектория движения рабочего инструмента, разграничиваются зоны черновых и чистовых переходов.
На подготовительном этапе автоматически рассчитывается оптимальный режим обработки заготовки под несколько проходов и применяемую разновидность фрезы. Последними чаще всего являются:
- для первичного (чернового) прохода – концевая фреза диаметром 6 мм;
- для чистовой обработки – сферическая фреза диаметром 1-3 мм в зависимости от материала и заданной геометрии будущего изделия.
Таким образом, фрезерные работы на станках с ЧПУ хотя и выполняются довольно оперативно с высоким качеством, требуют определенной квалификации от оператора станка.
Непременными условиями качественной обработки сложного изделия являются конструкция самого станка (его общая высокая жёсткость, мощность шпинделя, точная механика и т. п.), система ЧПУ и широкие возможности выбора математических моделей в качестве базиса для обработки, а также применяемый режущий инструмент.
В качестве режущего инструмента для мощных скоростных 3д фрезерных станков с ЧПУ используют в основном цельные концевые твердосплавные фрезы. Основным требованием к режущему инструменту является твёрдость сплава, стойкость к износу, малые биения (даже при обработке на высоких скоростях). В последнее время всё большее распространение получают фрезы с алмазным покрытием — как очень стойкий и долговечный инструмент, обеспечивающий хорошее качество обработки.
Требования к режущему инструменту
Оптимизация управляющей программы
Во-первых, это относится к самой основе фрезерования — количеству технологических переходов и режимам обработки заготовок. Эти параметры, в свою очередь, выбираются исходя из типа используемого режущего инструмента. Не следует забывать, что при использовании нестандартной фрезы нужно ввести в управляющую программу верные данные о геометрических характеристиках инструмента.
Поскольку 3D-изделия, как правило, имеют сложный рельеф со множеством мелких деталей, для их фрезеровки используются цилиндрические или конусные сферические фрезы различного диаметра (3-6 мм для черновой обработки и 1-3 мм — для чистового этапа). Для очень мягких материалов (например, модельного воска) подойдут коническо-сферические граверы с кончиком размером 0,2 мм.
При использовании твёрдосплавной конической двухзаходной конусной фрезы возможна обработка сравнительно глубоких 3D-рельефов за один этап (без чернового фрезерования). Такой инструмент отлично подходит для работы с заготовками из дерева, ДСП, МДФ. Конусная форма обуславливает значительную прочность фрезы при малом размере режущего кончика. Хорошие результаты обработки сложных 3D рельефов из дерева получаются также при использовании конусной сферической фрезы.
Для очень твёрдых пород древесины, а также 3D-обработки акрила и цветных металлов (алюминия, бронзы, меди) применяют сферические граверы или V-образные граверы. Этот инструмент также подходит для снятия фасок с торцевых краёв заготовок из цветных металлов.
Для 3D-обработки дерева, органического стекла или пластика (АБС, ПВХ) используется конический гравер. Такой инструмент отлично подходит для точной гравировки эскизов с мелкими деталями. Обеспечивает высокую гладкость поверхности после чистового этапа фрезерования. Для нанесения мелких символов следует выбирать гравер с меньшим углом и малым лезвием. Для резьбы — напротив, угол следует выбирать максимальным.
Здравствуйте! Поделитесь секретом и опытом какую древесину используете для 3D какие у нее преимущества и самое главное где вы ее покупаете (как в общем должны называться эти магазины, пилорамы и.т.д)? Суть в том, что являясь счастливым обладателем Wood Router 3 и используя его только для раскроя естественно захотел 3D и здесь столкнулся с проблемой отсутствия древесины в магазинах только хвоя, клееный бук, и что-то жуткое похожее на лиственницу. Да, и еще момент какая древесина Не подходит для 3D.
2 Ответ от ygordom 2017-10-02 07:34:27
Идеальное дерево - это Бук, но дорогой зараза.
Попробовал менее благородный породы, береза мне понравилась, и ценник хороший и сучков мало (да и вес имеет - в руках чуствуется "тяжесть"), и по твердости не крошится если сравнивать с сосной, которая для резки - просто отвратительная, ольха говорят неплохо поддается фрезеровке, но мне не попадалась, пробовал клен, ручки для ножей делал, великолепно режет и не "колет" рельеф.
Все породы фруктовых пород для картин отлично подходят.
Будете искать, спрашивайте так называемый "мебельный щит", он может быть использован как для подоконников, так и для ступенек. Толщину не менее 35 мм. В идеале 40 мм. И картину повести не должно, я из 40-ки резал, ни одну не крутануло, пока все ровные, попозже выложу результат.
3 Ответ от kfhkds 2017-10-02 08:05:00
есть пару фирм - вудсток и джейруф . работают во многих городах - там можно купить все что угодно было бы на что
4 Ответ от sugino 2017-10-02 16:08:25
kfhkds отличный сайт единственныое как я понимаю чтобы купить к примеру бук надо брать сразу кубометр, а эт на самом деле ппц по цене.
Джейруф чет не могу найти JeyRuff? Ну и в принципи тот же бук вообще реально поштучно купить?
5 Ответ от vip26sss 2017-10-02 16:36:13
очень много зависит кто где живет , от этого и зависит наличие в городах разных пород древесины. Лично я покупаю у частников бук не обрезной по 24000 куб , доски беру штучно сколько понадобится в среднем на месяц 2 работы
6 Ответ от kfhkds 2017-10-02 18:35:13
нет конечно - все продается поштучно . я работаю с очень дорогими материалами - цены порой доходят до полумилиона за куб , естественно такой обьем мне не купить .
обычно беру обрезной материал 50мм и распускаю в нужный размер и склейка . как то так .
покупать езжу за сотню км так как у меня в городе кроме сосны вообще ни чего не купить - ну а как иначе
7 Ответ от sugino 2017-10-02 23:48:28 (изменено: sugino, 2017-10-02 23:48:41)
В целом понятно достать древесину видимо тот еще гемор.
8 Ответ от ygordom 2017-10-03 06:52:08
В целом понятно достать древесину видимо тот еще гемор.
Нет, так называемый "гемор" это не дерево найти, а хороший мебельный щит, не известно что за подводные камни могут всплыть когда Вы будете его фрезеровать, внутри могут и дыры оказаться. Надежней всего делать самому, хоть будет известно что внутри.
робовал клен, ручки для ножей делал, великолепно режет и не "колет" рельеф
Можно подробней о работе с кленом, как выдумаете подойдет он для фрезеровки панно небольших размеров до 600 мм? Есть ли смысл заготовить данную древесину?
? Есть ли смысл заготовить данную древесину?
На мой взгляд - это лучший..ну или один из лучших материалов для резьбы.
Резал и на станке. и руками(резцами).
Согласен с ответом выше,просто шикарно режется.
а вообще насчет выбора материала,я вот для себя определился,никакой сосны,хвои и березы,предпочитаю работать с благородным деревом и изделие лучше и красивее,да и работать с ним одно удовольствие
Отлично, по осени возьмемся за пилу. У нас его за дерево не считают, так сорняк.
Можно подробней о работе с кленом, как выдумаете подойдет он для фрезеровки панно небольших размеров до 600 мм?
Разумеется, и по крайней мере структура у клена предсказуемая, без особых косяков в плане сучков "неадекватных" )))))
Отлично, по осени возьмемся за пилу. У нас его за дерево не считают, так сорняк.
с пилой можно и под статью влететь . у нас ведь как даже валежник и сухостой лучше пусть сгниет но трогать нельзя .
ну и + если самому заготавливать надо найти где вам его высушат до 12% как минимум а иначе дрова будут
с пилой можно и под статью влететь
Можно, но так сказать риск минимален, в силу местной специфики и профессии
надо найти где вам его высушат до 12% как минимум а иначе дрова будут
Древесину сушу сам, правда клен не приходилось. В наличии мини сушилка на 0,5 м.куб. выполнена на основе влагопоглотителя. Но для данного вида древесины не подойдет. Нужна вакуумная сушилка. Древесина у клена очень "сочная", так что пилить только поздней осенью. После распустить на доски, уложить в штабель через прокладки (допустим на чердаке) со стяжкой. Зимой морозом влагу очень хорошо вытягивает и при этом заготовки не ведет. Ну а после остаточную влагу уже в сушилке выгоняет. Процесс не быстрый. Попробую какую-то часть сразу в сушилку загрузить, но думаю торцы досок очень сильно потрескаются, как их не защищай. После сушки можно будет щиты клеить. Как-то так. На истину не претендую, но метод опробован на сосне и на лиственных породах.
Современные фрезерные станки с числовым программным управлением позволяют формировать в обрабатываемом материале рельефное трехмерное изображение высокой точности. Исходя из возможной погрешности оборудования в сотые доли миллиметра, большое значение приобретает корректный выбор режущего инструмента – фрезы. От этого зависит точность и качество выполнения работы.
Фрезеровка по 3D траекториям востребована при создании декоративных изделий, элементов отделки мебели и интерьеров, форм для художественного и технического литья, в моделировании.
Фрезы для 3D фрезеровки для станков с ЧПУ проводят финишную обработку заготовок с высокой точностью. Шаг подачи составляет доли миллиметра. После этого остается лишь провести несложную постобработку готового изделия шлифованием или полированием.
Поэтому для получения рельефа с высокой чистотой поверхности используют фрезы со сферическим окончанием (BallNose). Они позволяют получать плавное сопряжение криволинейных поверхностей.
Причем, для большей детализации, необходимо выбирать фрезу с малым радиусом скругления.
Поскольку тонкие фрезы не обладают достаточной прочностью и могут быстро выходить из строя, например, попав на уплотнение в дереве, специалисты рекомендуют применять V-образные спиральные фрезы с круглым окончанием. Такой инструмент имеет достаточно высокую прочность на изгиб и, одновременно, их рабочий диаметр может составлять величину менее миллиметра. Часто их применяют и для предварительной, черновой обработки. Это позволяет сэкономить время на замене фрезы и провести полную обработку, запустив выполнение совмещенной траектории.
Кроме того, такая геометрия позволяет создавать рельефы с достаточно большими перепадами по высоте.
К категории фрез для 3D обработки относятся фрезы с прямыми или спиральными ножами, с круглым окончанием и, как правило, двумя режущими кромками – это оптимально для выполнения большинства задач. Кроме того, все они имеют геометрию, выводящую стружку вверх.
При черновой 3D выборке на заготовке остаются скругленные бороздки – это связано с относительно большим шагом подачи и необходимым припуском. Чистовая обработка убирает все эти дефекты за счет малого шага, но требует длительного времени.
Часто в обработке рельефов появляется необходимость создать линейные наклонные поверхности с заданным углом. Опытный фрезеровщик предпочтет сделать это правильно подобранной V-образной (конической) фрезой, но не по 3D траектории, а выборкой по плоскости – это существенно сокращает время обработки, экономит электроэнергию и ресурс станка.
Необходимо так же сказать о том, что для различных по плотности и твердости материалов требуются соответствующие по твердости фрезы. Одно дело фрезеровать мягкое дерево – фреза может быть бюджетного класса, сделанная из наименее дорогого твердого сплава. А для пластиков и цветных металлов требуются совершенно другие инструменты, имеющие высокие значения твердости сплава, из которого их изготавливают. Это уже профессиональные инструменты другой ценовой группы.
Для увеличения срока службы, режущие инструменты покрывают микронным слоем нитрида титан-алюминия (AlTiN). Этот материал обладает высокой твердостью, что защищает инструмент от износа, а так же способствует уменьшению нагрева от трения.
Читайте также: