Органическое стекло заменяет собой силикатное в самых разных областях. Однако наиболее выгодным является его применение тогда, когда требуются не просто прозрачные элементы, а детали сложной конфигурации и объемные.
Фрезеровка оргстекла: описание
Под фрезерованием понимают механическую обработку, при которой режущий инструмент и обрабатываемая деталь совершают разные движения: инструмент – фреза, вращается, а заготовка подается навстречу движению фрезы.
Фрезеровка используется для решения нескольких задач.
- Резка – акриловый пластик легко режется и обычным инструментом – циркуляционной пилой и даже ножом, но края детали при этом острые и требуют дополнительной шлифовки. Фрезерный станок позволяет получить гладкую кромку сразу.
- Объемные детали – фреза совершает выборку материала, следуя заложенной в управляющий модуль программе. Таким образом получают объемные изображения любой сложности.
- Гравировка – создание углублений в виде канавок, формирующихся в рисунок. Операция проводится кончиком угловой фрезы, глубина и толщина линии не ограничиваются.
- Световые эффекты – основу их составляет преломление света под разным углом. Добиваются его при резке и обработке детали фрезами, установленными с разным наклоном.
Методы
Фрезеровка производится на станках с разным типом управления. Разницу здесь составляет не сам способ обработки, а его точность и объем обработанного материала.
3d фрезеровка
Размер фрезерного станка, вернее, его рабочего стола, определяет размер заготовки. Если площадь листа больше, то будущее изделие придется разделить на фрагменты, равные площади стола. Поскольку материал легко склеивается, то проблему это не составляет.
- На первом этапе создается макет будущего изделия.
- Затем лист раскраивают и нарезают с помощью фрезы на геометрически правильные или криволинейные детали. В обычных случаях торец детали будет матовым. При обработке газом, и подобрав правильный угол наклона фрезы, можно получить гладкую прозрачную или зеркальную кромку.
- Собственно фрезеровка производится по разработанному рисунку. Лист оргстекла, закрепленный на рабочем столе, двигается автоматическим или механическим способом. Вращающаяся фреза нужного диаметра высверливает борозду требуемой толщины, глубины и конфигурации.
- Бороздки, так же как и кромки, можно обрабатывать с разным углом наклона, что позволяет получить дополнительные световые эффекты.
Лист с объемным изображением допускает дальнейшую обработку – термогибку, например, или склеивание. Фрезеровка никак не сказывается на свойствах материала.
Фрезеровка на ЧПУ
ЧПУ – числовое программное управление, установленное на какой-либо носитель. Фрезерно-токарный станок с ЧПУ характеризуется множеством преимуществ:
- любые операции выполняются с очень высокой точностью, ошибка при формировании рисунка исключается;
- возможна обработка деталей минимальных размеров;
- высокая скорость – до 300 м. мл/час без потери точности;
- общая производительность повышается в 2–3 раза.
Станок для фрезеровки оргстекла с ЧПУ
Сложность программы зависит от вида продукции:
- Для сверления или нарезки листов вполне достаточно позиционной программы. Контурная позволяет задавать траекторию движения фрезы: таким образом получают детали сложной конфигурации.
- Для гравировки оргстекла требуется комбинированная программа, объединяющая возможности позиционной и контурной.
- Многоконтурная система наиболее сложна, но и обеспечивает буквально ювелирную обработку материала и формирование изображений высокой сложности.
Станок для обработки
Современное оборудование обеспечивает обработку как плоских поверхностей, так и пространственных. Обычно акриловый пластмасс сначала подвергают фрезеровке, и только затем – гибке. Поэтому наибольшее распространение получили консольные станки – с рабочим столом.
Лист материала закрепляется на консоли. Фреза – пальчиковая, вставляется во фрезерную бабку ручным или автоматическим способом. Управление может быть ручным, автоматическим или ЧПУ.
Технические характеристики
По типу движения стола и фрезерной бабки станки делается на 4 группы:
- вертикально-фрезерные – рабочий стол перемещается в горизонтальном направлении – продольном и поперечном, фрезерная бабка двигается только вертикально;
- консольно-фрезерные – стол двигается во всех трех направлениях, а рабочий инструмент неподвижен;
- в продольно-фрезерных стол передвигается в продольном направлении. Бабка перемещается в поперечном направлении, а подвижная перекладина, на которой она закреплена – в вертикальном;
- широкоуниверсальный – рабочий стол перемещается по осям X и Y, а шпиндельная бабка – по оси Z. Разница с первым вариантом состоит в вертикальном положении консоли.
Фрезерно-токарные станки выпускаются для разных целей. Конструкция их, мощность приводов, способ управления могут быть самыми разными.
- Мини-фрезерные станки – предназначены для домашних мастерских, также используются для учебных целей. Выпускаются как с ручным, так и числовым управлением, что значительно расширяет возможности домашнего умельца.
- Настольные – рассчитаны на индивидуальное пользование, но на деле успешно используются на небольших производствах.
- Вертикально-фрезерные – производственное оборудование с большим количеством возможных операций.
Широкоформатные – рассчитаны на работу с объемным материалом.
Преимущества
- Отсутствие микротрещин – механическая обработка фрезой не формирует напряжения на кромке, что исключает сколы и опасность растрескивания материала при гибке.
- Торцы при резке получаются гладкие. При необходимости кромку можно сделать прозрачной, как при лазерной резке.
- Фрезеровка – единственный способ получить именно объемное изображение, а не только гравировку, потому что фреза позволяет выбрать материал.
- Толщина, глубина и конфигурация бороздок не ограничивается.
- Фрезерный станок позволяет резать листы с большой толщиной – до 40 мм.
- Механическая резка не оказывает влияние на химический состав материала. Некоторые виды оргстекла – вспененное, ПВХ, содержат в составе хлор. Под действием высокой температуры начинается химическая реакция с выделением хлора, что совершенно исключает, например, лазерную обработку. Скорость вращения фрезы такой температуры не дает: гравировать материал совершенно безопасно.
Фреза и скорость подачи
Наилучших результатов достигают, используя фрезы небольшого диаметра, но с высокой скоростью вращения. Последняя зависит от мощности устройства и размера самой фрезы.
На мини-станках скорость вращения составляет 400 об/мин, на широкоформатном универсальном оборудовании – до 24000 об/мин.
Скорость подачи, то есть скорость движения консоли, определяется типом операции, толщиной и глубиной линии. Так, для раскройки и выборки подача производится со скоростью 5–6 мм/сек, при гравировке – 1–2 мм/сек. Значения эти варьируются в широких пределах, так как на скорость не меньшее влияние оказывает сложность рисунка.
Важным фактором для обеспечения высокой скорости работы является очистка рабочей поверхности от фрезерной пыли и обдув холодным воздухом.
Лазерный метод
Конструкция оборудования мало чем отличается от фрезерного станка, но рабочим инструментом здесь выступает луч лазера толщиной до 0,1 мм. Лазерная обработка имеет и свои достоинства, и свои недостатки.
- Лазерный луч позволяет нарезать и гравировать материал с минимальной толщиной, что для механической фрезы невозможно. С другой стороны, лист большой толщины для станков с мощностью в 60–120 Вт, а таких большинство, представляет проблему.
- Резка и выполнение рисунка отличаются чрезвычайной точностью, механические ошибки в этом случае исключены.
- Торцы после обработки лазером острые и прозрачные. Однако существует специальная технология, позволяющая лазером получать гладкие кромки.
- Толщина и глубина линий ограничены. Дело в том, что лазер не выбирает материал как фреза, а вырезает тонкие продольные линии, пока они не образуют более широкую – метод заштриховывания. Получать таким образом широкие и глубокие полосы нерентабельно.
- Лазером нельзя обрабатывать материал, который под действием температуры может деформироваться или вступить в химическую реакцию.
Заключение
Большинство декоративных деталей – символы, объемные буквы, применяются в рекламных объектах. А так как здесь требуется фрезеровка материала большой толщины, то механическая обработка оказывается более востребованной. Лазерная чаще используется при изготовлении элементов высокоточного лабораторного оборудования.
Видео фрезеровки оргстекла на станке:
