3Д Фрезерування й верстат фрезерний з ЧПУ

3d фрезерування - це сучасна комплексна методика обробки твердих матеріалів, що дозволяє створювати об'ємні вироби складної форми. Процес 3д фрезерування автоматизований, на всіх етапах використовується комп'ютерне обчислювальне устаткування, безпосередня обробка заготовки здійснюється на верстатах з числовим програмним управлінням.

Матеріали, які підходять для 3д фрезерування

Способи, методи та обладнання 3д фрезерування на сучасному виробництві дають можливість для створення деталей і інших виробів, що мають об'єм, з найрізноманітніших матеріалів. Найбільш широко використовуються:

метали. Для 3d фрезерування підходять як чорні (стали різних марок), так і кольорові метали й сплави (мідь, алюміній, бронза, латунь і інші);

тверді пластики різних видів - ПВХ, полікарбонат, поліетиленові похідні та інші;

деревина. 3d фрезерування дерева широко застосовується при виготовленні меблів, декоративних елементів;

композитні матеріали. 3д фрезерування дозволяє створювати вироби складної топології із сучасних композитів, що включають скловолокно, кераміку, смоли та інші компоненти;

камінь. Технологія уможливлює точну обробку різних типів порід в декоративних та інших цілях.

Залежно від обраного матеріалу, підбираються фрези, режими обробки і послідовність операцій верстатів з ЧПУ.

3d фрезерування - крок за кроком

Виробництво з використанням технології 3д фрезерування включає в себе наступні ступені:

На підставі технічного завдання розробляється проект, який містить 3D модель. Для цього інженерами використовуються CAD \ CAM системи автоматизованого проектування - T-Flex, Kompas, SolidWorks, 3D Studio Max і інші.

Створюється детальний поетапний технологічний процес, що враховує всі аспекти завдання - матеріал, складність деталі й так далі. Виходячи з техпроцесу, підбираються інструменти, типи верстатів і режими роботи.

Техпроцес перекладається на мову машинних команд для обраного верстата з ЧПУ, тобто, пишеться програма.

Виготовляється пробний виріб, як правило - з пластику. Це робиться для того, щоб здешевити перевірку і не витрачати дорогі матеріали.

Після аналізу тестової деталі, при необхідності, вносяться зміни в програму техпроцесу.

Запускається виробництво чистового виробу з потрібного матеріалу.

Процес фрезерування

3д фрезерування - високотехнологічний спосіб виробництва, що вимагає контролю на всіх етапах. Кожен крок технологічного процесу контролюється програмою фрезеровочного верстата з ЧПУ. У міру виконання програми, фрезер змінює форму заготовки, створюючи готове об'ємне виріб.

Під час роботи 3d фрезерний верстат здійснює два проходи:

чорнова обробка дозволяє надати заготівлі загальні необхідні форми, просвердлити отвори та вивести лінії поверхонь. На цій стадії використовуються більші фрези, 3d верстат працює з більшим кроком;

під час чистового проходу, виріб набуває остаточну форму, все розміри наводяться в повну відповідність із закладеною під фрезерний 3д верстат програмою. Рівень обладнання дозволяє виробляти чистові операції з високою точністю і мінімальними допусками.

На обох етапах найчастіше застосовуються конічні типи фрез, що мають плоскі та сферичні кінці. Ця форма оптимальна для створення складних 3Д об'єктів.

Як працює 3д фрезерний верстат з ЧПУ

Фізично 3д фрезерний верстат функціонує, так само як традиційне оброблювальне обладнання - відбувається взаємодія фрези й заготівлі, в результаті якого остання змінює свою форму і стає готовим монолітним виробом. Головна відмінність і особливість верстатів з ЧПУ полягає в тому, що всі операції контролюються обчислювальною системою, а не робочим. Програма, розроблена інженером і закладена оператором, управляє всіма переміщеннями, швидкостями та траєкторіями фрез і заготівлі.

Види фрезерувальних верстатів з ЧПУ

В Україні на сучасних виробництвах широко використовуються наступні типи 3д верстатів для фрезерування:

трьохкоординатні - для порівняно нескладних технологічних процесів;

четирехкоордінатні - дозволяють вирішувати досить складні технічні завдання;

п'ятикоординатні - найпередовіші представники 3д фрезерних верстатів з ЧПУ, здатні виготовити деталь з практично будь-якими заданими параметрами.

Вибір типу верстата для фрезерування проводиться в кожному конкретному випадку, при цьому, в першу чергу, враховується складність виробу, наявність криволінійних поверхонь, не скрізних отворів, отворів не циліндричної форми й інші моменти. Чим складніше конфігурація деталі, тим більшими можливостями повинен володіти 3д фрезерний верстат. При цьому, матеріал зазвичай не має вирішального значення - сучасне 3д обладнання однаково точно обробляє і дерево, і тверді сорти стали.

3Д фрезерування - переваги технології на верстатах з ЧПУ

Фрезерування на верстатах з комп'ютерним управлінням (ЧПУ) - це сучасний спосіб виробництва, що володіє багатьма значущими перевагами перед обладнанням минулого покоління.

1. Правильно розроблена програма не робить помилок і виконує всі операції з високою точністю. Це дозволяє виготовляти цільні об'ємні деталі та інші вироби будь-якої форми з мінімальними допусками за розмірами.
2. Швидкість станкового 3д фрезерування набагато вище, ніж робота навіть досвідченого майстра-верстатника. Оператору досить ввести програму в пам'ять пристрою, що управляє і запустити її виконання, при цьому не потрібно ніякого постійного контролю. Таким чином, одна людина може обслуговувати кілька безперервних процесів, що істотно скорочує витрати на виробництво.
3. Сучасне 3d обробляє обладнання з ЧПУ може використовуватися для самих різних завдань - від роботи зі значними поверхнями до нанесення найтоншого гравіювання.

Де затребувані фрезерувальними верстати з ЧПУ

Сфера застосування фрезерувальних верстатів з ЧПУ охоплює всі галузі виробництва. Універсальність методики дозволяє успішно застосовувати 3д фрезерування в:

машинобудуванні, виготовленні двигунів, автомобілів, літаків та іншої високотехнологічної техніки;

проектуванні та створенні пробних 3Д моделей будь-яких складних деталей, що вимагають точного дотримання розрахованих розмірів;

ювелірній справі, де вкрай важлива висока точність в найдрібніших деталях;

в скульптурі та архітектурі. 3д принтер по дереву дозволяє швидко створювати недорогі наочні макети майбутніх будівель, споруд і скульптур;

при виробництві електроніки і побутових приладів. Пластикові елементи, які неможливо відлити звичайними способами, можна виточувати на 3д верстатах з ЧПУ, при цьому знижуються витрати на їх виробництво і наноситься менший збиток екології.

Методи 3д фрезерування дозволяють виготовляти вироби з високою точністю з самих різних матеріалів, скорочуючи час на обробку і кількість браку. Верстати з ЧПУ і їх програмне забезпечення постійно удосконалюються, що говорить про гарні перспективи цієї галузі.