Промышленная резьба по дереву на станках с ЧПУ
Резьба по дереву известна издревле, хотя это скорее искусство, нежели ремесло. Резные предметы создают уют в жилище, украшают дом снаружи в виде крыш, наличников, карнизов, палисадов.
Резные изделия нашего времени все чаще делают из МДФ, благодаря его дешевизне и прочности. Но украшения из натурального древесного массива находят своих поклонников среди тех, кто хочет подчеркнуть свою состоятельность, приверженность экологическим продуктам. Резной декор в помещениях украшает стеновые панели, как самостоятельное изделие выступает в роли перегородок, панно. Резные изделия вскрываются лаком, который подчеркивает узор древесины и защищает её от вредителей и выцветания.
Способов и приемов резьбы великое множество. Но сегодня мы поговорим о самом молодом из них – с использованием станков с ЧПУ.
Принципы работы станка с ЧПУ
Станок с программным управлением может создавать очень сложные предметы, не допуская ошибок «человеческого фактора», что ведет к сокращению процента брака. Полная автоматизация процесса позволяет выпустить как одно изделие, так и перенести его в серийное производство.
Производство на станке с ЧПУ требует от оператора минимума действий. Это подготовка к работе – чистка станка, подача материала и закрепление его на рабочем столе. Затем оператор загружает чертеж, и после его преобразования в машинные коды запускается обработка.
Рабочий инструмент станка – фреза. Она расположена на шпинделе, который крепится к движущемуся порталу. Портал может двигаться в трёх направлениях относительно заготовки: X (по ширине), Y (по длине), и Z (по высоте). Фреза при этом вырезает на поверхности заготовки заданный рисунок.
Станки с ЧПУ имеют много модификаций, каждая из которых оптимальна для решения определенных задач. Конструктивно станки разделяют на следующие группы.
В зависимости от направления шпинделя:
Горизонтальные. Предназначены для изготовления крупных изделий. Требуют особого крепления материала в вертикальном положении, во избежание его деформации под собственным весом.
Вертикальные. Наиболее простые и самые распространённые. Могут изготавливать очень тонкие узоры, но, в основном, на небольших деталях.
По конструкции рабочего стола: с неподвижным и подвижным столом.
По типу программного управления станки делятся на позиционные (задаются только ключевые точки, где фреза меняет свой маршрут), контурные (программа описывает и рассчитывает всю траекторию фрезы), комбинированные (могут использовать оба предыдущих принципа управления, что повышает универсальность станка).
Во время выполнения программы вмешательство оператора станка не требуется. Станки характеризуются высокой скоростью резки и производительностью – фреза вращается со скоростью около 5 тыс. оборотов в минуту. Благодаря комплекту ножей (фрез) в поворотной кассете, автоматика может без остановки переходить от вырезки большого фрагмента к мельчайшим деталям. Положительно сказывается на качестве резки система самоочистки (выдува опилок струёй воздуха).
Виды резьбы, выполняемые ЧПУ-станками
Плосковыемчатая резьба выполняется станком на ровной деревянной поверхности. Рисунок создаётся выемками и углублениями. Резьба может быть контурной (создает несложные узоры) и геометрической (узоры повышенной сложности, состоящие из простых геометрических фигур, пересекающихся и накладывающихся друг на друга).
Плоскорельефная резьба – негативное представление плосковыемчатой. Фрезой снимается материал фона, а узор формируется оставшимися выступами.
Рельефная резьба формирует рисунок выпуклостями и впадинами различной высоты и глубины, так создаются горельефы и барельефы.
Скульптурную резьбу применяют для создания фигурок, деталей храмового обихода, рекламной, канцелярской и сувенирной продукции.
Ажурная, или прорезная резьба создает узор, полностью вырезая из основы фрагменты. Так украшают вазы, перегородки, панели и т.п.
Правила построения чертежей
Если художественно-композиционные нюансы проекта будущего орнамента можно оставить на совести дизайнера, то технические моменты требует непременного соблюдения многих требований.
Так, если будет использоваться прорезной метод резьбы, то остающиеся элементы не должны быть излишне тонкими, прорези не должны выступать за пределы поля реза, близко подходить к краю, во избежание появления сколов и трещин.
Следует компоновать рисунок так, чтобы уменьшить количество смен фрез, то есть не злоупотреблять чередованием мелких и крупных деталей без особой на то необходимости.
Разработанный рисунок необходимо перевести в векторный формат, который понимает ЧПУ фрезерного станка. Лучше всего для этого подходит программа CorelDRAW, при некотором навыке владения её инструментами гораздо удобнее создавать чертежи прямо в ней, а не на бумаге.
Векторный рисунок должен состоять из непрерывных линий, образующих замкнутые фигуры. Нельзя допускать пересечение двух фигур с контурами – их следует объединить в одну с общим контуром. Также нельзя допускать касание контуров фигур друг с другом, дистанция должна быть не меньше 1 мм.
Виды фрез
Некачественные фрезы быстро изнашиваются, что приводит к появлению сколов, деформации обрабатываемого изделия.
Фрезы, используемы станками, бывают следующих типов:
Гравировальные, скос 30-60о, 90о, 120о. Предназначены для создания боковых стенок резьбы, выточки лепестков и пр.
Концевые цилиндрические. Имеют уплощенное основание диаметром до 8 мм. Используются для снятия фона при плоскрельефной резьбе, обрезки по контуру.
На качество полученного изделия влияют не только фрезы. Это может быть и неточная установка материала на рабочий стол, плохая его фиксация, дефекты поверхности, несвоевременное удаление стружки из рабочей области. Попадая под фрезу, стружка сбивает её траекторию движения, становится причиной сколов и кривизны полученных линий.
