Как работает 3D станок для резьбы по дереву

Как работает 3D станок для резьбы по дереву?

Прогресс не стоит на месте, и сегодня, благодаря новым технологиям, многие изделия, которые раньше можно было сделать исключительно вручную, уже умеют делать машины. Это касается и таких процессов, как ковка металла, резьба по камню или дереву.

Работа 3D станка по дереву

В данной публикации мы рассмотрим более подробно 3Д автоматические станки с ЧПУ для резьбы по дереву.

Принцип работы и виды приборов

Рабочий элемент устройства — лазерный луч, то есть мощный световой пучок. Когда он контактирует с поверхностью фанеры, то место соприкосновения подвергается сильному нагреву, и волокна древесины попросту выгорают. Так происходит бесконтактная лазерная резьба. Мощность лазера зависит от модели оборудования и его конфигурации. Эта характеристика определяет и сферу использования прибора. В продаже встречается несколько видов приборов:

  1. Настольный. Подходит для маленькой мастерской или дома, так как предназначен для обработки небольших заготовок. Показатели мощности — от 80 Вт, стоимость — от 40000 рублей.
  2. Профессиональный станок для фигурной резки фанеры используется в сегменте малого бизнеса при гравировке и изготовлении дизайнерских элементов. Мощность — от 200 Вт, стоимость от 160 000 рублей.
  3. Промышленный. Мощность лазера для резки фанеры — от 2 кВт. Это полноценные комплексы, имеющие высокую производительность. Такое оборудование применяется на предприятиях для производства больших партий продукции. Стоимость — от 400 000 рублей.

Для малого/среднего бизнеса не требуется покупка полноценного промышленного и профессионального оборудования. Его стоимость достаточно высока, а при работе такого прибора не будут задействованы все имеющиеся в нем функции.

Перечень оборудования для резки

Для комплектации профессиональной производственной линии рекомендуется приобретать специализированное оборудование. Но помимо лазерной установки в нем должны присутствовать другие компоненты.

Для обеспечения максимальной автоматизации работы головка лазера должна свободно перемещаться по длине и ширине деревянной поверхности. Для этого устанавливают специальную каретку, которая движется по направляющим.

Помимо этого для нормальной работы необходимы следующие комплектующие:

  • блок электронного управления. Он контролирует работу лазера, подает команды на его перемещение относительно листа;
  • система вывода продуктов сгорания. Несмотря на их небольшое количество без принудительной вентиляции быстро повысится концентрация вредных веществ;
  • интерфейс для ввода информации – рисунка, режимов работы станка и т.д.

Для выполнения небольшого объема работ приобретать дорогостоящее оборудование будет нецелесообразно. Оптимальный вариант — воспользоваться услугами специализированных производственных компаний. В этом случае понадобится только правильно составить рисунок и подобрать материал, на который он будет нанесен.

В видеоматериале можно увидеть пример работы станка для формирования рисунка на поверхности фанерного листа:

Виды станков для вырезания по дереву

Существует широкий ряд станков для вырезания по дереву, которые предназначены для выполнения разного рода работ. Они расширяют спектр выполняемых операций:

  • обрабатывают разные поверхности под любым углом;
  • сверлят углубление, канавки и пазы;
  • осуществляют фрезеровку углов и скосов;
  • выполняют резьбу.

Станки подразделяются в зависимости от конструктивных особенностей тех или других частей.

  • По строению стола. В этом случае отличие моделей состоит в способах перемещения поверхности:
    • Консольные станки имеют рабочий стол, который двигается в плоскости за счет жесткой корпусной детали. Такие виды устройств достаточно популярны. В основном их используют в мелком и среднем производстве.
    • В бесконсольных механизмах стол передвигается при помощи закрепленной станины в продольном и поперечном направлении. Из-за этого устройство с трудом перемещается, но заготовки надежно фиксируются.
    • В крупносерийном производстве используют станки непрерывного действия. Это бесконсольные изделия с вращающимся круглым столом. Они имеют два механизма — барабанный и карусельный — и предназначены для чистовой и черновой обработки заготовок.
  • По количеству шпинделей:
    • Самые простые — устройства с простым шпинделем, которые находятся в вертикальном направлении. Такие изделия используют для обработки поверхностей, сверления углублений.
    • Универсальные виды — имеют дополнительную шпиндельную головку, которая способна поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Основное их назначение — обработка деталей небольшого размера.
  • По функциональности:
    • Промышленные виды станков — мощные изделия, которые обрабатывают большое количество заготовок по несколько часов в день. Стол в них перемещается с помощью маховиков, а шпиндель находится вертикально.

Ручные станки

Ручные станки для обработки по дереву делятся на три основные группы:

  • Верхние. Они отличаются неподвижной или подвижной конструкцией. Инструмент включает в себя мощный электродвигатель, который элементами кинематической схемы соединен с патроном, предназначенным для фиксации применяемого агрегата.
  • Кромочный фрезер мастера используют для обработки кромок деревянных изделий. Дополнительно инструмент оснащен дополнительными насадками разного типа.
  • Погружной фрезер является самым удобным. Его приводной двигатель установлен на специальных направляющих, за счет чего в процессе работы может свободно перемещаться вместе с рабочей насадкой. В таких моделях предусмотрена специальная пружина, обеспечивающая объем рабочей насадки после того, как была произведена обработка необходимого участка.

При выборе ручного станка рекомендуется придерживаться некоторых рекомендаций, с помощью которых можно избежать распространенных ошибок:

  • Переключатель регулировки скорости должен находиться в корпусе для предотвращения специального переключения при неосторожном движении рукой.
  • Для домашнего пользования не обязательно приобретать дорогой инструмент. Не стоит переплачивать, если оборудование не будет перегружаться.
  • Грамотный выбор станка зависит от фиксаторов и зажимов. Перемещение всех механизмов должно быть плавное и легкое.
  • Выбирать устройство следует с длинным сетевым шнуром и удобной ручкой, это позволит качественно обрабатывать заготовки.

Фрезерно-гравировальные станки

Такое оборудование способно выполнять работу любой сложности по разрезанию и обработке разных видов материалов.

Справка: Заготовки могут иметь разный размер и твердость.

Использовать фрезерно-гравировальные станки можно как на производстве, так и в домашних условиях. Станки классифицируются следующим образом:

  • Настольные. Хорошо подходят для домашнего применения или мелкосерийного производства.
  • Устройство с ЧПУ. Устройство работает по специально запущенной программе, где прописаны все необходимые параметры.
  • Устройства 3D. Их особенность состоит в том, что обрабатывать заготовки они могут в двух и в трех измерениях.

Справка: Также оборудование делится на продольно-фрезерное, консольно-фрезерное, вертикально-фрезерное и широкоуниверсальное. Последнее самое приемлемое, если серьезно заниматься производством разных по размеру деталей.

При выборе фрезерно-гравировального станка необходимо учитывать следующие параметры:

  • Материал, с которым предстоит работать. От него зависит тип столешницы.
  • Высота оборудования по оси Z.
  • Размер стола. Этим значением ограничивается размер заготовки.
  • Жесткость стола. Чем больше опор, тем меньше вибраций в процессе работы.
  • Мощность двигателя. Здесь все зависит от того, сколько заготовок придется обрабатывать.
  • Шпиндель. Он отвечает за скорость оборотов резака.
  • Тип системы охлаждения.

Лазерные станки

Резка по дереву с помощью лазерного станка является высокоточным процессом, так как толщина разреза составляет 0,2 мм. Если необходимо обработать мелкие детали, то этот вариант подойдет как нельзя лучше.

Важно! Обработка дерева лазером возможна только в том случае, если толщина материала не выше 20 мм. А в иногда данный показатель еще меньше, поэтому этот вариант при обработке толстых заготовок не подходит.

Выбор лазерного оборудования зависит от его мощности:

  • Настольный. Используется в домашних условиях или в небольшой мастерской с компактными заготовками. Мощность такого устройства до 80 Вт.
  • Профессиональный. Применяется в малом бизнесе при изготовлении дизайнерских украшений и для гравировки. Мощность составляет до 195 Вт.
  • Промышленный. Применяется на производственных линиях с повышенными требованиями к качеству и точности работы. Мощность от 300 Вт.
Читайте также  Минимальные размеры душевой кабины

Прежде чем купить лазерное оборудование для резьбы по дереву, важно знать, насколько качественно оно изготовлено. Использование некачественных устройств может быть опасным, поэтому лучше не экономить.

При выборе лазерного устройства нужно учитывать следующее:

  • Мощность самого лазера. От него зависит скорость обработки дерева. Обычно выпускают целую линию подобного оборудования, имеющего разные характеристики.
  • Размер стола тоже важен, ведь при работе с большими листами они должны находиться на рабочей поверхности.

Справка: Для мелких работ лучше купить небольшое оборудование, которое можно установить в любом помещении.

Станки с ЧПУ

Их универсальность состоит в том, что они подходят для поперечного строгания и создания сложных поверхностей.

Выбирая такое оборудование, нужно исходить из того, насколько оно соответствует своему предназначению. Выделяют:

  • ЧПУ станки-автоматы с высокой скоростью, которые режут и раскраивают, обрабатывают картон и древесину.
  • Устройства, работающие с листами.
  • Граверы от 2D-моделирования до 4D.
  • Узкопрофильные устройства, функционирующие с каким-то одним материалом.
  • Небольшие модели с ЧПУ.

Справка: К линейке оборудования для профессионалов можно отнести вертикальные и горизонтальные обрабатывающие центры с программным управлением.

Существует несколько советов грамотного выбора подобного оборудования:

  • Проконсультироваться перед покупкой с продавцом относительно функционала устройства и круга выполняемых задач. Самый лучший вариант — записаться на показательные выступления ЧПУ-станка.
  • Когда необходимая модель выбрана, нужно проверить купленное устройство на предмет комплектации узлов. В комплекте должны присутствовать блок программного управления станком, шнуры и диски с ПО. Обычно последнее устанавливают специалисты, продающие оборудование.

Плюсы и минусы лазерной резки

Приборы для лазерной резки обладают следующими преимуществами:

  1. Универсальность. Приборы для нарезки фанерных листов при помощи лазера могут применяться при обработке кожаных изделий, ткани, органического стекла, пластиковых полимеров и иных материалов с низкой теплопроводностью и температурой горения.
  2. Многофункциональность. Лазерный прибор используется при нарезке деревянных заготовок, гравировке, сварке и фрезеровке. В зависимости от скорости передвижения механизмов станки способны создавать узоры различной толщины и формы.
  3. Минимальная ширина разреза. Лазерные устройства обеспечивают высокую точность изготовления деталей. Благодаря фокусировке лазера, ширина разреза составляет 0,01 мм, что позволяет детализировать наносимое на поверхность фанеры изображение.
  4. Бесконтактность. Лазерные устройства не соприкасаются с обрабатываемой поверхностью, что снижает риск деформации заготовки.
  5. Гигиеничность. Во время резки лазером не образуется большое количество пыли, стружки и иных видов грязи.

Главным недостатком лазерного станка является высокая стоимость. Аппараты состоят из дорогостоящих трубок и лазерных диодов. Средняя цена среднеформатных станков составляет 225 000 руб.

Перечисление основных приспособлений

На самом деле станков и инструментов, с помощью которых можно делать фигурные вырезы предостаточно. Для подобных операций могут использоваться как традиционные приспособления, так и совершенно новые аналоги. При этом работы могут проводиться в автоматическом или полуавтоматическом режиме, а также ручным методом.

Использование электролобзика

На сегодняшний день этот инструмент считается одним из самых популярных. Его возможности оценили не только домашние умельцы, но и профессионалы. Подобный прибор можно отнести к категории универсальных изделий.

Поэтому стоит остановиться на рассмотрении его основных достоинств.

С помощью электролобзика можно своими руками делать криволинейные вырезы.

  • Цена инструмента невысока, поэтому приобрести его могут даже потребители с небольшими доходами.
  • Небольшой вес прибора позволяет проводить базовые работы в максимально комфортных условиях.
  • С помощью данного устройства можно легко делать как прямые, так и криволинейные срезы.
  • Для электролобзика можно найти огромное количество пилок, отличающихся размерами, формой и зубьями.

Внимание! Вся продукция может быть разделена на бытовые и профессиональные модели. Первые из них актуальны, если фигурная резка дерева ведется время от времени, а вторые – больше подходят для постоянной работы.

Применение электрической стамески

Неплохо зарекомендовал себя данный инструмент при подобных мероприятиях. Он объединил воедино компактный станок с ручной стамеской по дереву.

Работа прибора в какой-то степени напоминается действия отбойного молотка. На электрической рукоятке фиксируются прямые, уголковые или полукруглые насадки.

Использование электрической стамески.

Использовать изделие можно при обработке как мягких, так и твердых пород древесины. Без существенных усилий с помощью электрической стамески можно снять внушительный объем материала. В связи с этим она часто применяется в целях черновой обработки заготовки.

Работа ручным фрезером

Достаточно эффективное приспособление для осуществления операций различной сложности. Его насадка совершает большое количество оборотов в минуту, а это дает возможность делать определенные углубления в поверхности заготовок.

Фигурные фрезы по дереву для ручного фрезера подбираются в зависимости от твердости породы древесины и от преследуемых целей.

Процесс вырезания кругов ручным фрезером.

  • Профильные насадки предоставляют возможность декорировать изделия различными способами.
  • V-образные наконечники используются для формирования отверстий с уклоном 45 градусов . Идеально подходят для создания надписей.
  • Калевочные фрезы в первую очередь необходимы для закругления различных кромок.
  • Конусообразные изделия позволяют производить обработку заготовок под определенным углом.
  • Прямоугольные аналоги в основном используются при обработке всевозможных пазов.
  • Дисковые насадки необходимы для устройства горизонтальных пазов различной глубины и ширины.

Дополнение! В резном деле могут активно применяться и многие другие типы наконечников для фрезерного аппарата ручного типа. Все зависит от поставленной задачи перед мастером.

Фрезерно-гравировальный станок

Станок для фигурной резки дерева такого типа относится к профессиональной категории. Оно представляет собой высококачественную технику с широкими функциональными возможностями. Хотя стоимость подобного устройства достаточно высока, оно пользуется популярностью у деревообрабатывающих предприятий.

Благодаря фрезерно-гравировальному оборудованию удается делать максимально сложные гравировки по дереву и выполнять 3D резьбу.

Пример фрезерно-гравировального оборудования.

Лазерная установка

Такая техника считается наиболее экономичной и быстрой, так как позволяет осуществлять обработку древесного материала за максимально короткий промежуток времени. При работе механического контакта с заготовкой не происходит. Все действия осуществляются посредством газового лазера.

Резка может производиться по очень замысловатым контурам, при этом удается добиться мельчайшей детализации. Другие станки и инструменты не могут сравниться с данным приспособлением в этом плане. Использование компьютерных программ предоставляет возможность вести безотходное производство.

Лазерный раскрой может применяться для любых древесных материалов. С его помощью обрабатывается даже тонкий слой шпона. Подобная технология открывает широкие возможности для работы декораторов. Однако работы должны производиться квалифицированными мастерами.

Выполняется лазерная резка древесины.

Гидроабразивное устройство

При использовании такого оборудования раскрой осуществляется непосредственно очень тонкой струей воды. Ее скорость на выходе очень велика, поэтому она легко отсекает лишние части древесного материала.

Основные элементы оборудования

Современные технологии позволяют программировать процесс обработки по определенному эскизу. На сегодняшний день удалось добиться точности резки примерно до 0,1 мм.

Какие лазерные станки для резки дерева бывают?

Итак, решение принято – вы решили приобрести лазерное оборудование. Выбирая, какой купить станок для лазерной резки фанеры, в первую очередь обратите внимание на его назначение и мощность:

  • Настольный. Мощность – до 80 Вт. Это компактные агрегаты, предназначенные больше для использования в маленьком цехе или дома. Цена оборудования невысока, что и делает его наиболее востребованным среди потребителей. Настольный лазерный станок для резки фанеры характеризуется небольшой рабочей поверхностью, чего вполне хватит для обработки миниатюрных изделий. Цена – от 50000 руб.
  • Профессиональный. Мощность – 80-195 Вт. Такое оборудование подойдет для серийного выпуска сувенирных изделий. Без него не обойтись на крупных мебельных предприятиях, где постоянно требуется нарезать листовой материал согласно заданным размерам. Цена – от 150000 руб.
  • Промышленный. Мощность – от 3 кВт. Это целые высокопроизводительные комплексы, которые устанавливают на крупных предприятиях, где продукция выпускается большими партиями. Цена – от 450000 руб.
Читайте также  Дизайн ванной комнаты 9 кв м

Для малого и среднего бизнеса нет необходимости приобретать профессиональное и промышленное оборудование. Цена их высока, а вы даже и половины функционала аппарата не задействуете в работе.

Мощность оборудования напрямую влияет на скорость резки листового материала. Для домашнего бизнеса вполне подойдут станки скоростью в 5-15 м/мин. Промышленные станки работаю гораздо быстрее, что может потребовать от мастера определенной сноровки.

Многие производители предлагают к продаже универсальные лазерные станки – такие могут обрабатывать не только фанеру, а еще камень и металл. Стоимость «многопрофильного» оборудование намного выше. И если вы собираетесь занимать только резьбой по деревянным изделиям, тратиться не имеет никакого смысла.

Следующий немаловажный момент при выборе агрегата – система его управления. Работа значительно упростится, если вы приобретете станок для лазерной резки фанеры с ЧПУ. Программное обеспечение позволит быстро настраивать оборудование, а сам процесс будет проходить практически без участия человека – достаточно только эскиза гравировки в цифровом формате. Стоят такие станки не менее 350000 руб. Если финансов не хватает, выбирайте из представленного ассортимента модели с ручным управлением.

Принцип действия

Основным рабочим инструментом станка для резки лазером фанеры является световой пучок большой мощности, под воздействием которого обрабатываемый участок подвергается термическому нагреву. Вследствие этого часть волокон дерева выгорает и образует рез, разделывающий заготовку на фрагменты заданной конфигурации.

Обратите внимание! Этот способ обработки относится к бесконтактным приёмам, поскольку непосредственного соприкосновения рабочего элемента с нарезаемым материалом в этом случае не происходит.

У разных моделей станков мощность светового лазера может существенно различаться, что сказывается не только на их возможностях, но и на сферах применения. В любом случае срез получается ровным, отсутствует стружка, лазерные станки позволяют выполнить работы быстро и максимально точно, изготавливать оригинальные игрушки, детали для мебели, сувениры и многое другое.

ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА ФАНЕРЫ

Не менее распространена лазерная резка фанеры.

Существует два вида фанеры — это ФК (влагостойкая фанера) и ФСФ (фанера с повышенной влагостойкостью). Для дизайна помещений больше подходит лазерный раскрой фанеры ФК, а не ФСФ, так как лазерная резка фанеры ФК позволяет получить ровный, аккуратный коричневый торец готового изделия.

Необходимо учитывать, что в этом процессе важную роль играет толщина фанеры. Фанера тоньше 6 мм подвержена деформациям из-за перепадов температуры или каких-либо иных внешних воздействий. Для качественной резки толщина фанеры должна быть не больше 30 мм.