Дерево, как строительный и отделочный материал используется человеком очень давно. Среди прочего, достоинствами дерева являются высокая экологичность, теплоизолирующие свойства, «дышащая» фактура, привлекательный внешний вид, лёгкость обработки, сравнительно доступная цена, а также высокая прочность материала.
Из дерева изготавливается множество элементов декора — от фасадных конструкций, до покрытий полов и стен. Межэтажные лестницы также могут быть полностью изготовлены из дерева. При этом материалу можно придать любой дизайн, обеспечив в то же время прочность и устойчивость конструкции.
С чего начинается лестница?
Вне зависимости от типа лестницы, а также места её установки, началом создания будет всегда являться проект. Как правило, проект лестницы неотделим от общего плана помещения. Но в случае особой сложности дизайнерского замысла, проработка лестницы осуществляется отдельно. Современные проекты в большинстве случаев разрабатываются в виртуальной среде. Помимо лёгкости и быстроты проектирования, такой подход обеспечивает отличную визуализацию будущей конструкции — в том числе с возможностью оценить внешний вид в рамках всего помещения.
При проектировании лестниц необходимо определиться с видом, конструктивными элементами, размерами и материалом. В нашем примере лестница изготавливается из дерева, поэтому «число неизвестных» сводится к определению дизайна, размеров и элементов (деталей) конструкции. Изготовление лестницы начинается с определения её типа: винтовая, маршевая (в том числе поворотная), модульная и лестница на больцах. Выбор типа лестницы будет определяться конкретными условиями размещения: величине пространства, требованиями экономии места, или напротив — необходимостью вписать важный и «центровой» элемент интерьера (для огромных залов).
Выбранный тип лестницы будет определять её габариты и основные размеры всех составных деталей. При этом вне зависимости от типа, конструкция лестницы должна включать в себя следующие основные элементы:
- перила (ограждающий элемент, состоящие из перил и балясин);
- ступени (включая проступи и подступнки);
- опорные балки (основные несущие элементы всей конструкции).
Как изготовить лестницу?
Для установки лестницы требуется «всего лишь» собрать воедино все её элементы. Однако вначале, эти элементы нужно изготовить! Как отмечалось выше, современные проекты лестниц создаются в виртуальной среде. Это позволяет «расчленить» (в той же компьютерной программе) проект на отдельные элементы и, таким образом, подготовить базу для проработки деталей и их последующему выводу на станочное оборудование для производства.
В любой программе для 3D-симуляции (подобной «Archi-Cad», «AutoCad», «Compas», «Stair con» и т. п.) процесс разложение по элементам реализован по-разному. Однако стратегия работы сохраняется неизменной — для производства элементов лестницы на фрезерном станке с ЧПУ необходимо:
- подготовить файлы всех элементов (деталей) на базе виртуальной модели проекта;
- для каждой детали определить стратегию обработки (количество черновых и чистовых этапов фрезерования), выбрать нужный режущий инструмент;
- на каждую деталь создать отдельную программу обработки — с указанием траектории движения фрезы, типа применяемого инструмента (для каждого технологического перехода в отдельности) и режимов обработки;
- экспортировать созданные управляющие программы с помощью специального постпроцессора, соответствующего типу имеющегося фрезерного оборудования;
- поочерёдно загружать программы в память станка с ЧПУ для непосредственного производства изделий.
Поскольку лестница имеет значительные габариты, почти наверняка фрезерование ряда элементов из цельной заготовки будет невозможно — даже на фрезерном станке с самым большим, из представленного модельного ряда, рабочим столом. В этом случае «негабаритный» элемент должен сам рассматриваться как сборочная единица — и изготавливаться соответствующим образом (по частям с последующим соединением крепёжными элементами). При этом необходим тщательный расчёт прочности для гарантированного обеспечения несущей способности составного элемента будущей лестницы.
Использование современного фрезерного станка с ЧПУ для производства деталей деревянной лестницы позволяет строго соблюдать размеры всех элементов (пазов, опорных узлов и пр.) с точностью до 0,1 мм. Даже «бюджетная» модель фрезерного станка позволит изготавливать идеально подогнанные детали лестниц для их последующей беспроблемной стыковки. Достоинством этого будет не только лёгкая сборка готовой лестницы (без многочисленных «подгонов по месту»), но и её высокая прочность (что, в частности, будет залогом отсутствия скрипов, столь характерных для деревянных лестниц).
Сложные элементы декора
Фрезерный станок с ЧПУ позволит не только изготовить основные элементы деревянной лестницы, но и выполнить все декоративные изделия (такие как балясины, рельефная резьба и т. п.). Качество обработки дизайнерских элементов, как и производства остальных деталей лестницы, будет зависеть от грамотного выбора режущего инструмента, режимов обработки, правильного создания управляющей программы. Для фрезеровки дизайнерских элементов фрезерный станок с ЧПУ может потребовать дооснащения. В частности обработка балясин должна производиться с помощью поворотного устройства.
Объёмный рельеф или 3D-резьба на деталях могут выполняться непосредственно вслед за их производством. Для этого нужно лишь модифицировать управляющую программу — или загрузить новую, но без раскрепления заготовки. Чем меньшее количество повторных установок детали будет допущено в процессе обработки, тем большую точность (а также экономию машинного времени) можно обеспечить в итоге.
При изготовлении различных элементов декора может потребоваться установка различных приспособлений на рабочих стол фрезерного станка — для крепления заготовок сложной формы. Простейшим примером универсального крепёжного приспособления являются обычные слесарные тиски. Будучи выставлены и зафиксированы с одного края, тиски позволят с лёгкостью закреплять различные «нестандартные» заготовки, обеспечивая при этом нужную точность базирования.
При установке дополнительных приспособлений, как и в случае использования поворотного устройства, необходимо обеспечивать достаточный запас пространства под шпинделем (нужную высоту «по оси Z»). В случае, когда фрезерный станок имеет низко расположенный инструментальный портал, можно воспользоваться опцией увеличения высоты портала. Как правило, известные производители фрезерного оборудования оптимизируют свои модели фрезерных станков под возможность установки такой опции — в том числе собственного «фирменного» изготовления.