Frezowanie na ploterze frezującym

Frezowanie na ploterze frezującym

Gdzie można zastosować ploter cnc?

Ploter frezujący CNC to nowoczesna uniwersalna obrabiarka, która może realizować wiele operacji technologicznych i znajduje zastosowanie w zakładach i warsztatach o różnym profilu, świadczących rozmaite usługi . Obok frezowania możliwe są inne usługi i operacje: cięcie, wycinanie, nacinanie, wiercenie, grawerowanie, wypalanie, fazowanie, znakowanie i inne operacje. Ploterem frezującym można zastąpić kilka innych maszyn.

Materiały obrabiane ploterem

Frezowanie ploterem frezującym CNC jest wykorzystywane zwykle do obrabiania materiałów o mniejszej twardości, takich jak metale miękkie (aluminium, miedź itp), drewno i materiały drewnopochodne, tworzywa sztuczne: PCV, plexi (polimetakrylan metylu), stryropian, PE, PP i inne tworzywa. Możliwa jest także obróbka tworzyw sztucznych takich jak żywice, laminaty, oraz kompozytów, gumy, włókna węglowego i innych. Z wykorzystaniem odpowiednich narzędzi ploter może realizować proces cięcia i wycinania folii, papieru, tektury, kartonu. Dla tego ploter oprócz warsztatów i zakładów produkcyjnych często znajduje się na wyposażeniu agencji i drukarni działających w przemyśle reklamowym.

Maszyny w wersjach umożliwiających frezowanie 3D wykorzystywane są do produkcji modeli odlewniczych, modeli do termo formowania oraz laminowania, frezowania płaskorzeźb, makiet przestrzennych, prezentacji trójwymiarowych.

Co to jest frezowanie?

Frezowanie to obróbka skrawaniem, w której ruch obrotowy zawsze jest wykonywany przez narzędzie, a przesuw (ruch posuwowy) albo wykonywany jest również przez narzędzie, albo przez sam przedmiot obrabiany w zależności od konstrukcji obrabiarki. Obrabiarka, na której przeprowadza się frezowanie nazywana jest frezarką. W zależności od przeznaczenia i zastosowania opracowano wiele różnych konstrukcji frezarek. Narzędzia służące do frezowania to frezy lub głowice frezarskie.

Co to jest frezowanie CNC?

Obecnie często stosowane są frezarki CNC. To skrót od angielskiej nazwy Computerized Numerical Control czyli komputerowe sterowanie urządzeń numerycznych. Jest to nowoczesna technologia sterowania numerycznego obrabiarki, obecnie opierająca się na mikrokomputerach, które mogą być dowolnie zaprogramowane. Sterowanie CNC pozwala na wykonywanie złożonych kształtów w szybki i niezwykle precyzyjny sposób. Dzięki CNC obróbka jest bardzo wygodna, niezależnie od stopnia skomplikowania frezowanych przedmiotów.

Obrabiarki do frezowania

Wśród frezarek CNC spotykamy obecnie frezarki CNC i centra frezarskie CNC – ciężkie maszyny frezujące głowicami o sporych rozmiarach, lżejsze frezarko-grawerki CNC, oraz będące tematem tego artykułu plotery frezujące CNC.

Jak zbudowany jest ploter frezujący CNC?

Ploter frezujący CNC jest zbudowany ze stołu, na którym mocowany jest materiał obrabiany, głowicy, w której zamocowane jest narzędzie, która nadaje narzędziu obroty i wykonuje frezowanie oraz systemu pozycjonowania głowicy w stosunku do materiału i stołu, najczęściej systemu z ruchomą bramą.

Plotery frezujące nazywane często bywają w żargonie stołami do frezowania. Ta nazwa po części wynika z pierwszych historycznych modeli ploterów, które były budowane na bazie zwykłych stołów. Ale także z tego, że pierwszym i najbardziej rzucającym się w oczy elementem plotera CNC jest stół, na którym mocowany jest materiał obrabiany.

Stoły ploterów frezujących

Stoły, w jakie wyposażony jest ploter frezujący cnc różnią się w zależności od przeznaczenia i materiału, który ma być na nim obrabiany. Stosowane bywają stoły z rowkami teowymi dające dużą uniwersalność, bo można na nich mocować także elementy o większych grubościach, poddawane frezowaniu 3D. Do obróbki elementów o niewielkiej grubości i znacznych rozmiarach stosuje się często systemy próżniowego mocowania materiału, tak zwany stół podciśnieniowy, który znacznie ułatwia mocowanie dużych i cienkich płyt. Dzięki wytworzeniu podciśnienia pod płytą materiału jest on dociskany do stołu przez słup powietrza, nie trzeba stosować dodatkowych przyrządów mocujących. Dostępne są również stoły ploterów frezujących w technologii hybrydowej, czyli stoły pokryte rowkami teowymi dodatkowo wyposażone w system podciśnieniowego mocowania. W zależności od rodzaju materiału można stosować jeden albo drugi system.

Stoły ploterów frezujących budowane są w dużych zakresach wymiarowych, od małych ploterów warsztatowych po duże przemysłowe plotery do o długości stołu 8m i szerokości 3m.

Najczęściej ploter frezujący cnc wyposażony jest w stół poziomy, rzadko budowane są przemysłowe maszyny z pionowym stołem. Najczęściej w takiej konfiguracji wykonywane są konstrukcje warsztatowe przeznaczone dla hobbystów, ze względu na oszczędność miejsca.

Systemy bramowe

W bramie nad stołem zamocowana jest głowica, która przesuwa się wraz z całą bramą wzdłuż stołu, ruch w poprzek stołu realizowany jest po specjalnej belce w ramach bramy. Głowica może być również podnoszona w górę i w dół. W bardziej skomplikowanych ploterach frezujących głowice mają dodatkowe stopnie swobody, głowica może być wychylana pod kątem, obracana w stosunku do bramy itp. co umożliwia obróbkę 3D elementów z jednego zamocowania. System z ruchomą bramą pozwala na zaoszczędzenie miejsca, jakie zajmuje maszyna i pozwala na budowę ploterów o większych stołach i zakresach obróbki niż również możliwy system z ruchomym stołem i nieruchomą głowicą. Obecnie na rynku dominuje ta pierwsza konstrukcja.

Głowice frezujące

W głowicach, w jakie wyposażony jest ploter cnc najczęściej stosuje się wrzeciona szybkoobrotowe o obrotach nawet do 40 000 obr/min. Wynika to z tego, że plotery frezujące często wykonują także inne operacje jak grawerowanie które wymaga narzędzi o małej średnicy i dużej prędkości skrawania. Dlatego zamiast konwencjonalnego układu silnik oraz wrzeciono z przekładnią, stosowane są elektrowrzeciona.

Elektrowrzeciona

W elektrowrzecionie w jednej obudowie, na tej samej osi są zintegrowane wrzeciono i elektryczny silnik napędowy, najczęściej indukcyjny. Do zalet takiego rozwiązania należy płynna i cicha praca przy wysokich prędkościach obrotowych, brak szczotek, niewielkie rozmiary i waga. Wadą elektrowrzecion jest stosunkowo niski moment obrotowy, będący efektem braku przekładni. Obroty w elektrowrzecionach indukcyjnych regulowane są z pomocą falownika. Dostępne są falowniki umożliwiające podniesienie momentu obrotowego przy niskich prędkościach obrotowych, ale w ograniczonym zakresie, nieprzekraczającym dwukrotności wartości nominalnej momentu. Dlatego w głowicy, w jaką wyposażony jest ploter frezujący cnc stosuje się elektrowrzeciona o dużej mocy, większej niż wynika to z prostego obliczenia zapotrzebowania na moc dla danego narzędzia. W zależności od wymagań obróbki stosuje się wrzeciona o mocach nominalnych z zakresu 0.8k – 18 kW.

Wyposażenie opcjonalne i dodatkowe narzędzia

Na ploterze można wykonywać rozmaite usługi i obrabiać różne materiały dlatego producenci przygotowali wiele narzędzi i urządzeń rozszerzających jego zastosowanie i funkcjonalność. Dostępne są systemy bazowania, skaner laserowy lub dotykowy, dodatkowa oś obrotowa, dodatkowe głowice tnące umożliwiające jednoczesne wycinanie kilku kształtów, specjalne noże do cięcia folii, narzędzia rysujące i znakujące, specjalne noże do wycinania ploterem kompozytów i tworzyw sztucznych z wypełnieniami, głowice nalewające, które są wykorzystywane do wylewania uszczelek, agregaty kątowe do frezów i pił tarczowych usprawniających cięcie, głowice wykorzystywane do precyzyjnego grawerowania twardych materiałów.