V tomto článku sa slovo „koniec“ používa na označenie všetkých rezných plôch CNC fréz. V priemysle môžu byť rôzne typy koncov označované ako koncovky, bity, stopkové frézy, frézy alebo vrtáky (aby sme vymenovali aspoň niektoré). Niektoré z týchto názvov sú pre určité účely vhodnejšie, ale kvôli prehľadnosti budú všetky v tomto článku súhrnne označované ako „konce“.
Výber materiálov, s ktorými budete pracovať na CNC routeri, si vyžaduje zváženie faktorov, ktoré presahujú len požadovanú konečnú časť. Smerovač ovplyvňuje rôzne materiály rôznymi spôsobmi, ktoré sa líšia podľa konečného použitia a nastavení stroja. Samotný router, najmä použitý koniec, je ovplyvnený materiálom. Pri rozhodovaní o práci s neštandardným materiálom je dôležité porozumieť dostupným materiálovým možnostiam a vedieť predpovedať správanie známych materiálov.
les
Na prácu na CNC frézke je k dispozícii množstvo druhov dreva a variabilitu ich vlastností netreba podceňovať. Okrem iných vlastností sa líšia tvrdosťou, húževnatosťou, tuhosťou a hustotou. Všetko drevo je však zložený z prírodných polymérov celulózy a lignínu s určitým obsahom miazgy alebo živice.
Je dôležité si uvedomiť, že vlastnosti sa menia s vlhkosťou dreva. Vo všeobecnosti vlhkosť robí drevo mäkším, pružnejším, hustejším a priľnavejším. Drevo používané s frézami by sa malo vždy skladovať v suchom prostredí a rezať suché.
Nie je prekvapením, že drevo v celom spektre vlastností je celkom ideálne na použitie v CNC routeri. Drevo má nízku tvrdosť v porovnaní s bežnými oceľovými koncami fréz, takže stroj je málo opotrebovaný. Drevo má tiež veľmi nízku ťažnosť, a preto sa odstránené drevo rozbije na malé úlomky, ktoré sa ľahko vyhodia alebo vysajú z pracovného priestoru, čo umožňuje, aby koniec zostal relatívne chladný.
Druhy drevín
• Mäkké dreviny: borovica, céder, jedľa.
• Tvrdé dreviny: dub, javor, čerešňa, orech.
• Umelé drevo: preglejka, MDF (stredne hustá drevovláknitá doska), drevotrieska.
POZNÁMKA: Operátori by mali počítať so zodpovedajúcim znížením rýchlosti úberu materiálu používaného na hustejších alebo tvrdších drevách.
Kompozitné lamináty a preglejka
Pri rezaní materiálu akoukoľvek metódou by ste mali najprv venovať pozornosť mechanizmu zlyhania materiálu. V prípade laminovaných kompozitov (t. j. povrstvenie uhlíkových vlákien, niektoré sklenené vlákna a preglejka) je mechanizmom zlyhania, ktorý si treba uvedomiť, delaminácia vrstiev. Dá sa to otestovať na ktorejkoľvek hrane materiálu pokusom o otvorenie hrany a sledovaním správania vzniknutej trhliny:
1. Trhlina sa vždy šíri na povrch najkratšou cestou – Cross-layer failure.
2. Trhlina sa šíri do roviny plechu – Porucha delamináciou.
V prípade materiálu, ktorý pri delaminácii zlyhá, sa okraje pravdepodobne počas frézovania roztrhnú a zvisle vylomia. Aby ste predišli tomuto výsledku, odporúča sa použiť kompresný koniec.
Kompresný koniec kombinuje špirálovitý rezný okraj smerujúci nadol v hornej časti a špirálovitý rezný okraj smerujúci nahor v spodnej časti. To znamená, že rezaný materiál má počas rezania horný a spodný povrch stlačený smerom do stredu, čo umožňuje, aby pevnosť materiálu v tlaku odolávala jeho slabosti pri otváraní trhlín v ťahu.
Majte na pamäti, že kompresné konce vytláčajú odstránený materiál bočne, nie smerom nahor alebo nadol, takže materiál možno odstrániť iba pozdĺž odkrytého okraja.
Typy kompozitov
• Sklolaminát: Vystužený plast.
• Uhlíkové vlákno: Vysoký pomer pevnosti k w8.
• Fenolický: Tepelne odolný, trvácny.
Pamätať si že kompresná zóna medzi 2 smermi rezu na konci musí byť vycentrovaná vo vašom materiáli.
- Komponenty vášho kompozitu by sa mali posudzovať spoločne aj oddelene.
- Ak je matricou kompozitu polymérna živica, potom použite úvahy vhodné pre daný typ plastu.
- Ak kompozit obsahuje abrazívne vlákna alebo častice, použite vhodne tvrdený koniec frézy a chladenie, aby ste znížili opotrebovanie.
Plasty
peny
Polymérové peny sú k dispozícii pre CNC frézovanie a majú tú výhodu, že nevytvárajú žiadne viditeľné opotrebovanie na konci, pričom umožňujú vytvárať zložité tvary pre vlastné balenie, estetiku, skúšobnú geometriu alebo pre prax s nízkym rizikom. Charakteristickou vlastnosťou týchto materiálov je ich nízka pevnosť v šmyku, čo umožňuje ich rýchle a ľahké rezanie.
Ak je pri výbere týchto materiálov pevnosť v ťahu peny ešte nižšia ako pevnosť v šmyku, mohli by sa namiesto čisto narezaných triesok odtrhnúť kusy. Je tiež možné, že sa kusy relatívne tvrdej a pružnej peny odtrhnú a omotajú okolo konca frézky.
Pri zriedkavých penách s týmto rizikom sa uistite, že používate ostré rezné konce pri vysokých otáčkach s agresívnymi kanálikmi, a nie abrazívne alebo plytké konce. Tuhé peny však môžu byť obrusované namiesto rezu, aby sa zabránilo ich deformácii.
Mäkké plasty
Mäkké plasty (ako polyetylén s nízkou hustotou) sú definované relatívnou mierou: Sú to polyméry, ktoré pri rezaní vytvárajú „kučery“ alebo veľmi dlhé triesky. To znamená, že sú menej tvrdé a pravdepodobne ťažnejšie. Majte na pamäti, že mäkší plast bude mať tiež pravdepodobne nižší bod topenia a stratí rozmerovú toleranciu ohnutím na rezoch, keď je horúci. Znížte túto tendenciu pomocou nízkej okolitej teploty, ventilátorov a plytkých rezov. Rezací koniec s menším počtom drážok alebo menej agresívnych kanálikov môže znížiť problémy spôsobené zasekávaním dlhých kučier.
Tvrdé plasty
Tvrdé plasty (ako polymetylmetakrylát) sú definované relatívnou mierou: Pri rezaní vytvárajú krátke triesky s odlomenými koncami. To znamená, že sú tuhšie a môžu byť rezané s menej agresívne vedenými koncami, pretože odstránenie menších častíc by malo byť jednoduchšie. Problémom však môže byť stále prehrievanie.
Tvrdé plasty sa pri prehriatí menej deformujú, ale môžu sa roztaviť alebo znehodnotiť priamo na reznej ploche, čo spôsobí, že spálený plastový materiál sa nahromadí na konci frézky a zabráni jej rezaniu. Znížte túto tendenciu pomocou nízkej okolitej teploty, ventilátorov a plytkých rezov.
Druhy plastov
• Akryl: číry, farebný, pevný.
• Polykarbonát: Vysoká odolnosť proti nárazu, číry.
• PVC (polyvinylchlorid): Odolný, všestranný.
• HDPE (polyetylén s vysokou hustotou): Ľahký, odolný voči vlhkosti.
Kovy
Vo veľkej väčšine prípadov je jediným kovom, ktorý by sa mal rezať frézou, hliník. Niektoré zliatiny Al s vysokým obsahom Si sú veľmi tvrdé a mali by sa používať iba v mlynoch.
Hliník bude pri strihaní s pravidelnými koncami vytvárať dlhé kučery, čo často vedie k zasekávaniu, ak nie je k dispozícii veľká vôľa. Keď sa musí hliník rezať s malou toleranciou, mal by sa použiť špeciálny koniec lámača triesok. Tento druh zakončenia s vlastnosťami medzi brúsnymi koncami a reznými koncami s mnohými drážkami má „kosoštvorcový“ kosoštvorcový povrchový vzor, ktorý zabraňuje tomu, aby jediný rezný povrch zostal v kontakte so širokým množstvom materiálu počas celej reznej otáčky, čím sa materiál odoberaný na mnoho samostatných triesok rozbije.
Uvedomte si, že tvrdosť a difúzne chladenie kovu je citlivé na okolitú teplotu, a preto sa správne nastavenia vášho smerovača môžu zmeniť, ak teplota vo vašom pracovnom priestore nie je kontrolovaná. Keď sa teplo hromadí, koniec sa opotrebováva zrýchleným tempom v dôsledku mäknutia a povrch kovu sa stáva tvárnejším, čo spôsobuje "rozmazávaciu" deformáciu namiesto čistých a presných rezov. Režte relatívne pomaly a používajte chladiace ventilátory.
V zriedkavých prípadoch môžu byť smerované aj iné kovy ako hliník.
- Niektoré zliatiny mosadze sú dostatočne mäkké, aby sa dali frézovať s mimoriadnou opatrnosťou, vyberte si veľmi tvrdé konce a CNC dráhy špeciálne navrhnuté na tento účel.
- Teoreticky môžu byť smerované aj veľmi mäkké kovy ako čistá meď, zlato alebo olovo.
- V prípade hustého, vysoko tvárneho materiálu, ako sú mäkké čisté kovy, zvoľte agresívne rezné konce s malým počtom drážok.
- V prípade hustého, vysoko tvárneho materiálu, ako sú mäkké čisté kovy, zvoľte agresívne rezné konce s malým počtom drážok.
Druhy kovov
• Hliník: Ľahký, odolný voči korózii.
• Mosadz: Dekoratívne, ľahko rezateľné.
• Oceľ: Pevná, odolná.
• Meď: Vodivá, mäkká.
Kameň a keramika
Veľmi tuhé, tvrdé materiály s nízkou húževnatosťou ako sedimentárny kameň a bežná keramika (žula, pieskovec, dlaždice) môžu byť frézované s tvrdými abrazívnymi koncami.
Tieto konce sú často vyrobené z kovu s vloženými diamantovými časticami ako brusivom. Pre dlaždice s veľmi nízkou húževnatosťou môže byť vhodný plytký, husto drážkovaný koniec alebo koniec na lámanie triesok vyrobený z HSS alebo karbidu.
Vo všeobecnosti sa pre tieto materiály používa CNC router, keď sú potrebné detaily reliéfu alebo zložité vzory hrán. Kvôli vysokej tvrdosti a nízkej tepelnej vodivosti kameňa a keramických materiálov vzniká veľké množstvo tepla a len veľmi málo je odvádzané povrchom a odvádzanými časticami. To znamená, že nahromadenie tepla na konci smerovača je hlavným problémom. Odporúča sa priame chladenie vodou.
Druhy kameňa a keramiky
• Mramor: Elegantný, relatívne mäkký.
• Žula: Tvrdá, odolná.
• Keramické dlaždice: Tvrdé, krehké.
Na dosiahnutie požadovaných výsledkov v projektoch CNC routerov je rozhodujúcim prvkom správny materiál. Každý materiál má jedinečné vlastnosti a vyžaduje špecifické nástroje, rýchlosti a techniky. Dodržiavanie osvedčených postupov uvedených v tejto príručke vám pomôže maximalizovať možnosti vášho CNC smerovača.
