Сокращение машинного времени при обработке 3D-изделий
Фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ является универсальным оборудованием для резки, раскроя и гравировки заготовок из различных материалов. Благодаря системе числового программного управления (ЧПУ), 3д фрезерные станки легко поддаются переналадке и программированию. В то же время, программой обработки может выступать трёхмерная математическая модель изделия (точнее, построенная на её базе траектория движения фрезы). Это позволяет создавать и подготавливать к производству изделия самых различных форм и пропорций — от простейших деталей механизмов до сложных художественных произведений (скульптур, резьбы, фигурок, барельефов и т. д.).
Возможности фрезерного станка воплощать «в материале» изделия сложных форм определяет количество степеней свободы режущего инструмента. Обычный фрезерный станок консольного типа, как правило, имеет три степени свободы — продольное и поперечное движение фрезы (и, соответственно, шпинделя) параллельно полкости рабочего стола и вертикальный подъём/опускание фрезы. Специальный механизм наклона фрезы (и/или рабочего стола) расширяет количество степеней свободы инструмента до 4-х или даже 5-ти. Однако и трёх координатная обработка предоставляет широкие возможности для производства изделий (в том числе 3D) высокого качества и сложности.
Порядок фрезеровки 3D-изделий
В настоящее время фрезерные станки с ЧПУ широко применяются для создания разнообразных 3D-изделий. Типичным примером таких изделий является художественная резьба по дереву, иконы, барельефы, колонны и балясины, элементы мебельного и интерьерного декора, сувенирные фигурки, скульптурные композиции и т. п. Существуют обширные библиотеки готовых файлов — как в виде эскизов, так и в виде готовых управляющих программ.
Однако не следует думать, что производство этих, по настоящему высокохудожественных, изделий сводится к простой загрузке программы в память станка ЧПУ и нажатии клавиши «старт». Для получения качественного результата необходимы и опыт, и умения, и многочисленные пробные варианты изготовления.
Обычной последовательностью изготовления 3D-изделия на фрезерном станке с ЧПУ является:
- 1. Выбор рисунки/эскиза (на данном этапе «плоского») для будущего изделия;
- 2. Создание на базе выбранного 2D эскиза трёхмерной модели изделия;
- 3. Построение маршрута обработки (фактически — создание управляющей программы) по имеющейся 3D-модели изделия;
- 4. Экспорт управляющей программы на фрезерный станок с использованием нужного постпроцессора;
- 5. Загрузка файла управляющей программы в память ЧПУ, установка заготовки и нужного типа режущего инструмента и непосредственно процесс фрезерования в автоматическом режиме.
Первый пункт может быть опущен, в случае если для обработки берётся готовая 3D-модель из библиотеки. Пункт третий предполагает разбивку процесса обработки на черновой и чистовой этапы, а также указание типа режущего инструмента и режимов обработки. От правильного выбора этих параметров во многом зависит успех всего процесса изготовления.
Каждый из перечисленных этапов выполняется с помощью соответствующего программного обеспечения. К примеру, 2D-эскизы могут быть созданы в программах «CorelDraw» или САПР-пакетах («AutoCAD», «Компас»). Для работы с трёхмерными моделями также может использоваться «AutoCAD» или «SolidWorks», «3D Max», и т. п. Создание и экспорт управляющих программ для обработки (этапы 3 и 4) выполняются в САМ-пакетах, подобных «ArtCam» (простая и удобная в освоении, обладающая широким набором функций), «PowerMill», «MasterCam» и т. п. От функционального набора и встроенных утилит САМ-программы во многом зависит стратегия обработки. Однако базовые требования остаются всё те же — изготовление качественного изделия в строгом соответствии с исходной моделью.
Скорость не в ущерб качеству
Традиционно считается, что фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают высокое качество обработки, в том числе на скоростных режимах. В принципе скорость обработки (наряду с другими настройками) выбирается исходя из материала заготовки, его твёрдости, типа применяемого режущего инструмента и т. д. Неправильным будет считать, что снижение скорости неизбежно влечёт за собой повышение качества обработки. В данном случае пословица «Тише едешь — дальше будешь» не срабатывает. А вот обратный процесс — снижение качества при форсировании скорости обработки вполне вероятен! Да ещё сопряжён с риском порчи заготовки, поломки фрезы и выходом из строя фрезерного станка в целом.
Тем не менее, процесс выбора оптимальной скорости чрезвычайно важен для любого производства. Ведь от темпа выпуска изделий зависит прибыль предприятия, а сокращение машинного времени на обработку не только повышает интенсивность производства, но и значительно экономит электроэнергию и ресурс станочного оборудования. Особенно важным сокращение времени обработки является для фрезерования сложных 3D-изделий — когда фреза совершает множество переходов, а толщина срезаемого материала за один проход минимальна (для обеспечения качества фигурной обработки).
Весьма нередки ситуации, когда время обработки изделия по одинаковому эскизу (и с идентичными режимами в файле программы) у разных операторов может отличаться в разы! Причиной, как правило, является отличие настроек скоростей и ускорений движения инструментального портала по осям. При фрезеровании 3D-рельефа инструмент то и дело меняет направление и скорость движения. В случае, когда в управляющей программе выставлена определённая (допустим — высокая) скорость движения по отдельным осям, непосредственно в процессе резания станок может физически не успевать разогнать фрезу до требуемой скорости. А частые смены направления и ускорение/торможение портала могут привести к появлению сильных вибраций и опасной нагрузки на оборудование.
Второй причиной медленной обработки 3D-изделия может быть банальная ошибка в выборе стратегии фрезерования. Трёхмерный рельеф не может обрабатываться «за раз» — правильное определение последовательности обработки частей (центральных элементов, фона, периферийных деталей) значительно «облегчит» программу и сократить время фрезерования заготовки. Причём для оптимизации управляющей программы может потребоваться пересмотр даже начального 2D-эскиза (замена сложных кривых на более «гладкие» вектора) — иначе станок будет «спотыкаться» на участках с излишней детализацией.
Третьей причиной может быть неправильный выбор постпроцессора для экспорта управляющей программы. Для ускорения 3D-обработки рекомендуется сохранять управляющие программы с помощью постпроцессора, допускающего круговую интерполяцию. Следует также отметить, что распространённая утилита симуляции обработки в САМ-программе служит неплохим ориентиром для оценки потребного времени на процесс фрезерования 3D-изделий.
Свежее:
- Как фрезеровать мебельные панели МДФ
- Виды станков с ЧПУ. Рассматриваем основные
- Из чего состоит фрезерный станок
- Подключение фрезерного станка
- Виды фрезерных станков с ЧПУ
Популярное:
-
В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.
-
Видеоотчет с посещения производства наших клиентов - компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.
Популярные категории товаров
Фрезерные станки WATTSAN Фрезерные станки по дереву Фрезерные станки для дома Настольные фрезерные станки Фрезерные станки для рекламы Фрезерный станок по камню Многоцелевые фрезерные станкиОцените информацию на странице
Голосов: