Рельефные изображения на фрезерном станке с ЧПУ

Рельефные изображения относятся к области художественной резьбы по дереву и отличаются тем, что элементы изображения располагаются «выше» фона или вровень с ним. Иными словами, рельефные изображения представляют собой объёмные трёхмерные изделия, имеющие «глубину» изображения. Типичным примером рельефной резьбы являются художественные панно.

До недавнего времени изготовление рельефных резных изделий относилось к области искусства. Только настоящие мастера могли вручную выполнить сложную последовательность операций и придать обычному куску древесины форму законченной скульптурной композиции. С развитием машиностроения элементы резьбы по дереву стало возможным изготавливать на станочном оборудовании. Однако и здесь требовалась большое умение, граничащее с искусством. Разумеется, ни о каком массовом выпуске изделий на станках, преимущественно управляемых вручную, не было и речи. И только благодаря современным автоматическим станкам с ЧПУ рельефная резьба перешла из области декоративно-прикладного творчества в промышленную категорию.

Технологические возможности станков с ЧПУ

Изготовить рельефное изображение, резные таблички, панно и даже иконы на современных фрезерных станках с ЧПУ не представляет большой сложности. Это, однако, не означает, что процесс подготовки оборудования является элементарным. Напротив, резная резьба для фрезерного станка — одна из самых трудных задач. Но именно здесь проявляются главные достоинства современного оборудования — способность по заданной программе в автоматическом режиме точно и сравнительно быстро выполнить фрезерование сложнейшего трёхмерного объекта.

Особенности изготовления

В процессе обработке рельефных изображений на фрезерном станке можно выделить две основные сложности: «механическую» и «электронную». Механическая заключается в том, что размер и острота рельефных вершин, углов и схождений «привязаны» к профилю фрезы — при обработке она оставляет скругления, равные её радиусу. Кроме того, фрезерование на высоких скоростях твёрдых пород древесины может привести к подгоранию краёв резьбы. А мягкие породы склонны к образованию большого количества стружчатого ворса, искажающего «рельеф» изображения — готовое изделие придётся кропотливо очищать.

Но, как ни странно, «механические» сложности в основном успешно решаются грамотной управляющей программой, порождая новые — «электронные» — трудности.

Управляющая программа для фрезерных станков с ЧПУ

Дело в том, что обычный векторный рисунок детали, загружаемый в память станка в качестве модели готового изделия и подходящий для подавляющего большинства задач, совершенно не годиться для рельефной резьбы. Ведь в этом случае программа должна содержать множество детальных переходов — алгоритма движения фрезы для каждого «слоя» объёмного изделия. Создать такой «послойный» файл с изображением можно — например, в программах CorelDraw, Rhinoceros и пр. Но процесс программирования будет долгим и трудным. Более рациональный путь — создать управляющий алгоритм на основании полной 3D-модели изображения.

3D-модель

Трёхмерная модель создаётся в специальных программах (подобных пакету 3D Max), или используется готовый макет — на сегодняшний день их выпускают многие художественные мастерские (в том числе — в свободном доступе). 3D-модель обрабатывается в программе ArtCAM (или аналогичной), где изображение будущего изделия «привязывается» к заготовке. Здесь же выбираются нулевые точки, ограничения зон черновых и чистовых переходов, строиться маршрут движения фрезы. В процессе подготовки программа сама рассчитает оптимальный режим резания — под каждый проход (один-два черновых и завершающий чистовой) и используемый тип фрезы. В качестве режущего инструмента обычно используются: концевая фреза Ø6 мм для первого чернового прохода, концевая фреза Ø3 мм — для второго. Финишная чистовая обработка производится сферической фрезой Ø1-1,5 мм.

При необходимости любые настройки и их влияние на внешний вид будущего изделия можно проконтролировать визуально — это одни из главных достоинств работы с виртуальной программой станка.

Несмотря на сравнительно высокую скорость обработки, изготовления рельефных изображений, как правило, занимает продолжительное время. Однако качество готовых изделий, без сомнения, оправдывают затраты на подготовку производства.