Зміст
- 1 Переваги використання 3D верстатів
- 2 Класифікація 3Д верстатів
- 3 Тонкощі вибору і особливості роботи з 3Д верстатом
- 3.1 Вибір 3D верстата
- 3.2 Правила роботи з 3Д верстатом
- 4 На завершення
У художній обробці дерева важлива не тільки точність та якість різьблення, але і швидкість роботи з заготівлею. Використання верстатів дозволяє прискорити процес в рази в порівнянні з ручною роботою, а сучасні 3D верстати дозволяють звести подальшу ручну доведення виробу до мінімуму.
Результати роботи 3Д верстата
Переваги використання 3D верстатів
3Д верстат по дереву в більшості випадків обладнується ЧПУ (чисельно-програмним управлінням). Подібні пристрої з’явилися порівняно недавно і можуть використовуватися як на гігантських заводах, так і для аматорської різьби по дереву (звичайно, масштаби і вартість таких пристроїв непорівнянні).
Використання таких механізмів дозволяє:
- збільшити швидкість обробки заготовки в порівнянні з ручними аналогами (виграш у часі може становити 50-100%);
- при серійному виробництві ЧПУ верстати просто незамінні, адже вручну практично неможливо домогтися випуску однотипних виробів. А враховуючи великий діапазон моделей верстатів, можна підібрати варіант як для великого підприємства, так і для невеликої майстерні на задньому дворі;
На виробництві 3Д верстати просто незамінні
- крім дерева навіть порівняно малопотужні пристрої можуть обробляти пластик і навіть м’які метали (мідь, алюміній).
Зверніть увагу! При обробці металу на верстаті, призначеному для дерева, потрібно ставити мінімальну швидкість пересування свердла і товщина стружки також повинна бути мінімальною. Краще витратити більше часу на обробку, ніж зламати фрезу.
Що стосується недоліків, то їх дуже мало, відзначити можна хіба що:
- досить високу вартість. Звичайно, можна придбати і зовсім дешевий станочек зі станиною з фанери, але крім обробки дрібних деталей з м’якого дерева ні на що більше він не згодиться.
На фото – приклад фанерного верстата
- необхідність вручну доводити виріб, поверхня після обробки фрезою залишається шорсткою, шліфувати краще вручну, щоб не затерти елементи візерунка;
- прості 3-осьові верстати залишають «глухі» місця при обробці похилих елементів, їх доведеться дорізати вручну. Звичайно, можна придбати і 4,5-осьові пристрої, але їх ціна досить велика.
Класифікація 3Д верстатів
Механізм досить складний, тому і класифікацію можна виконати відразу по ряду параметрів:
- якщо враховувати універсальність, то виділяють 3 типи пристроїв: спеціальні – працюють максимум з декількома видами деталей (застосовуються виключно при масовому виробництві); спеціалізовані – також ведеться обробка однотипних деталей, просто їх перелік дещо більше; універсальні і можуть використовуватися для виробництва будь-якого виробу, головне, щоб його розміри не перевищували можливості верстата;
- що стосується точності, то 3Д верстати по дереву діляться на групи від нормальної точності (Н), до ультрапрецизионных (UP). Так як при роботі з деревом сверхточность не потрібна, то достатньо нормальної (Н) або підвищеної точності (П), інші типи використовуються при виробництві деталей складних механізмів, де допуск в частки міліметра має значення;
- за вагою такі пристрої діляться на: важкі (до 100 т), середньої тяжкості (не більше 10 т), легкі (до 1 т). Всі верстати для домашнього використання потрапляють в категорію легень, їх вага рідко перевищує кілька центнерів;
Верстат середніх розмірів
- за способом обробки матеріалу – може переміщатися як сам стіл з закріпленою на ньому заготовкою, так і з портал фрезою. Перший спосіб може використовуватися тільки при невеликих габаритах столу, інакше вага заготовки зажадає занадто великих витрат енергії на її переміщення;
- також можна навести класифікацію в залежності від габаритів верстата. Є як невеликі пристрої, габарити робочої області яких обмежені 50х50 см, але є і «монстри», які можуть обробляти заготовки довжиною і завширшки кілька метрів.
Розміри робочого простору можуть змінюватися в широкому діапазоні
Тонкощі вибору і особливості роботи з 3Д верстатом
Вибір верстата – справа відповідальна. У гонитві за дешевизною цілком можна перехитрити самого себе, і покупка вийде з ладу дуже швидко. Щоб цього не сталося потрібно знати на що варто звернути увагу при покупці.
Вибір 3D верстата
Коли підбирається 3D верстат по дереву, то потрібно керуватися такими міркуваннями:
- спершу вирішуємо який матеріал буде оброблятися. Якщо пристрій набувається виключно для хобі (тобто планується виготовлення брелоків та інших дрібниць з дерева), то можна звернути увагу навіть на моделі в яких станина виготовлена з товстої фанери;
- що стосується матеріалу станини, то краще все ж придбати модель металеву, дерево швидко разболтается, так і жорсткість такої конструкції буде невелика. До того ж навіть невеликі станочки зі станиною з металу можуть застосовуватися для обробки м’яких металом;
Металевий станок за всіма параметрами краще фанерного
- кількість осей критично важливо. 3Д верстат називається так тому, що фреза може переміщатися по 3 осях, але при виготовленні тіл обертання з різьбою (балясини, нанесення візерунка на вазу і т. д.) знадобиться можливість повороту фрези в 1-2 площинах. Це сильно впливає на вартість;
- увагу варто звернути й на спосіб кріплення заготовки. Виробник може обладнати верстат вакуумним столом, такий спосіб кріплення підійде тільки для масивних заготовок з плоскою нижньою поверхнею, також можуть використовуватися і струбцини (на самому столі у такому випадку передбачені монтажні отвори);
Вакуумний стіл має сенс використовувати при великих розмірах заготовок
Зверніть увагу! Компактний 3 Д верстат по дереву може допускати кріплення заготовки може виконуватися навіть з використанням тонкого двостороннього скотчу. Зазвичай цього достатньо для того, щоб заготовка не зрушилася з місця.
- якщо є можливість, бажано придбати модель з серводвигуном. Він набагато точніше, ніж кроковий (адже похибки при переміщенні в ньому не накопичуються);
- бажано, щоб потужність шпинделя залишала деякий запас. Робота на межі своїх можливостей не кращим чином позначиться на терміні його експлуатації;
- що ж стосується охолодження, то у випадку з обробкою дерева цілком достатньо повітряного. А от при роботі зі сталлю та іншими металами потрібно рідинне охолодження;
- не зайвим буде уточнити у виробника, з яким ЗА поставлятиметься верстат;
- заздалегідь не завадить дізнатися про доступність сервісу. Іноді має сенс придбати більш простий верстат, але завжди мати можливість його швидко відремонтувати, ніж возитися з екзотичної моделлю, під яку і запчастини то знайти складно.
Зверніть увагу! Деякі умільці майструють ЧПУ верстати своїми руками, використовуючи запчастини від звичайних принтерів. Такий варіант можна розглядати виключно як ознайомчий.
Правила роботи з 3Д верстатом
Якщо при роботі за звичайним верстатом без ЧПУ людина самостійно направляє різець, то тут це робиться автоматично. Людина ж має на підготовчому етапі створити модель деталі і задати траєкторію фрези (а також швидкість її переміщення, тип, діаметр тощо)
У загальному випадку інструкція буде виглядати так (на прикладі зв’язки Компас + Арткам):
- спершу у будь-CAD програмі (в нашому випадку Компас) створюється креслення майбутнього виробу;
- цей креслення відкривається в Арткаме (програма, що дозволяє задати траєкторію для фрези). Найголовніше – вміти раціонально розбити цілісний креслення на окремі траєкторії;
Пронумеровані окремі проходи фрези
- задаються параметри проходу фрези (зовні або всередині контуру, глибина різання тощо). Обов’язково задається висота площини безпеки (щоб фреза при переходах не чіплялася за заготівлю);
Зверніть увагу! Краще задати глибину різу трохи більше, ніж товщина заготовки, так як іноді заготівля просто нещільно прилягає до столу.
- після цього в Арткаме можна візуалізувати процес, буде видно порядок руху фрези;
Візуалізація руху фрези
- після завдання всіх траєкторій, вони зберігаються, в результаті у нас на руках є G-код, з яким і буде працювати верстат. Залишилося тільки завантажити файл сам верстат і спостерігати за його роботою.
Якщо ж планується просто різьба по дереву, то 3d верстат по дереву також вимагатиме G-код, але отримати його можна набагато простіше. Достатньо вибрати потрібний візерунок з бібліотеки Арткама і задати траєкторію руху фрези.
На завершення
В наші дні ручна робота з деревом перейшла в розряд хобі, або для виробництва штучних виробів. У серійному виробництві цінується швидкість і точність обробки, 3Д верстати з цієї точки зору знаходяться поза конкуренцією. Вони здатні в рази збільшити швидкість обробки заготовки, звівши до мінімуму втручання людини.
На відео у цій статті показаний процес роботи 4-осьового верстата по дереву.
