În acest articol, cuvântul „sfârșit” va fi folosit pentru a se referi la toate suprafețele de tăiere a routerelor CNC. În industrie, diferite tipuri de capete pot fi denumite capete, biți, freze, freze sau burghie (pentru a numi câteva). Unele dintre aceste nume sunt mai potrivite pentru anumite scopuri, dar din motive de claritate, toate vor fi denumite în mod colectiv „capete” în acest articol.
Alegerea materialelor cu care să lucrați pe un router CNC necesită luarea în considerare a unor factori dincolo de piesa finală dorită. Diferitele materiale sunt afectate în diverse moduri de router, variind în funcție de finalul utilizat și de setările mașinii. Routerul în sine, în special capătul folosit, este afectat de material. Este important să înțelegeți opțiunile de materiale disponibile și să puteți extrage predicții din comportamentul materialelor cunoscute atunci când decideți să lucrați cu un material nestandard.
Woods
Există multe tipuri de lemn disponibile pentru a lucra pe un router CNC, iar variabilitatea proprietăților lor nu trebuie subestimată. Acestea variază ca duritate, duritate, rigiditate și densitate, printre alte proprietăți. Tot lemnul, cu toate acestea, este un compus din polimeri naturali celuloză și lignină, cu un anumit conținut de seva sau rășină.
Este important să rețineți că proprietățile se vor schimba odată cu conținutul de umiditate al lemnului. În general, umiditatea face lemnul mai moale, mai flexibil, mai dens și mai adeziv. Lemnul folosit cu routerele trebuie depozitat întotdeauna într-un mediu uscat și tăiat atunci când este uscat.
Nu este surprinzător, lemnele din spectrul de proprietăți sunt destul de ideale pentru utilizare într-un router CNC. Lemnul are o duritate scăzută în comparație cu capetele obișnuite ale frezei din oțel, astfel încât mașina are o uzură mică. Lemnul are, de asemenea, o ductilitate foarte scăzută, astfel încât lemnul îndepărtat se va fractura în așchii mici care sunt ușor aruncate sau aspirate din zona de lucru, permițând capătului să rămână relativ rece.
Tipuri de păduri
• Lemn de rasinoase: pin, cedru, brad.
• Lemuri de esență tare: stejar, arțar, cireș, nuc.
• Lemn de inginerie: placaj, MDF (Placi Fibră de Densitate Medie), plăci aglomerate.
NOTĂ: Operatorii ar trebui să se aștepte să scadă în consecință ratele de îndepărtare a materialului utilizate pe lemnul mai dens sau mai dur.
Laminate compozite și placaj
Când tăiați un material cu orice metodă, trebuie avută grijă mai întâi să luați în considerare mecanismul de defectare a materialului. În cazul compozitelor laminate (adică, stratul de fibră de carbon, unele fibre de sticlă și placaj), mecanismul de defecțiune de care trebuie să fii conștient este delaminarea straturilor. Acest lucru poate fi testat la orice margine a unui material încercând să deschideți marginea și observând comportamentul fisurii făcute:
1. Fisura se răspândește întotdeauna la suprafață pe calea cea mai scurtă – Rupere încrucișată.
2. Fisura se raspandeste in planul tablei – Rupere prin delaminare.
Pentru materialul care se defectează prin delaminare, marginile sunt susceptibile de a se sfărâma și de a se catarama vertical în timpul rutării. Pentru a preveni acest rezultat, se recomandă utilizarea unui capăt de compresie.
Un capăt de compresie combină o muchie de tăiere spiralată descendentă în partea superioară cu o muchie de tăiere spiralată ascendentă în partea inferioară. Aceasta înseamnă că suprafețele superioare și inferioare ale materialului tăiat sunt comprimate spre centru în timpul tăierii, permițând rezistenței materialului la compresie să reziste slăbiciunii sale la deschiderea fisurilor la tensiune.
Rețineți că capetele de compresie împing materialul îndepărtat în afară lateral, nu în sus sau în jos, astfel încât materialul poate fi îndepărtat numai de-a lungul unei margini expuse.
Tipuri de compozite
• Fibră de sticlă: plastic ranforsat.
• Fibră de carbon: Raport mare rezistență-w8.
• Fenolice: Rezistent la căldură, durabil.
Amintiți-vă că zona de compresie dintre cele 2 direcții de tăiere de la capăt trebuie să fie centrată în materialul dumneavoastră.
- Componentele compozitului dumneavoastră ar trebui luate în considerare atât împreună, cât și separat.
- Dacă matricea compozitului este o rășină polimerică, atunci aplicați considerațiile adecvate acelui tip de plastic.
- Dacă compozitul conține fibre sau particule abrazive, utilizați un capăt de frezat întărit corespunzător și răcire pentru a reduce uzura.
Materiale plastice
spumele
Spumele polimerice sunt disponibile pentru rutarea CNC și au avantajul de a nu crea nicio uzură vizibilă la capăt, permițând în același timp crearea de forme complexe pentru ambalaje personalizate, estetică, geometrie de testare sau pentru practica cu risc scăzut. Caracteristica definitorie a acestor materiale este rezistența lor scăzută la forfecare, permițându-le să fie tăiate rapid și ușor.
Atunci când alegeți aceste materiale, dacă rezistența la tracțiune a spumei este chiar mai mică decât rezistența la forfecare, atunci bucățile ar putea fi rupte în loc de așchii tăiate curat. De asemenea, este posibil ca bucăți de spumă relativ dură și flexibilă să se rupă și să se înfășoare în jurul capătului routerului.
Pentru spumele rare cu acest risc, asigurați-vă că utilizați capete tăietoare ascuțite la turații mari, cu canale agresive și nu capete abrazive sau puțin adânci. Cu toate acestea, spumele rigide pot fi abrazive în loc de tăiate pentru a preveni deformarea lor.
Materiale plastice moi
Materialele plastice moi (cum ar fi polietilena de joasă densitate) sunt definite printr-o măsură relativă: sunt polimeri care produc „bucle”, sau așchii foarte lungi, atunci când sunt tăiate. Aceasta înseamnă că sunt mai puțin dure și probabil mai ductile. Rețineți că un plastic mai moale este, de asemenea, probabil să aibă un punct de topire mai scăzut și să piardă toleranța dimensională prin îndoirea tăieturilor atunci când este fierbinte. Reduceți această tendință cu o temperatură ambientală rece, ventilatoare și tăieturi superficiale. Un capăt tăiat cu mai puține fluturi sau canale mai puțin agresive poate reduce problemele cauzate de blocarea cu bucle lungi.
Materiale plastice dure
Materialele plastice dure (cum ar fi polimetil-metacrilatul) sunt definite printr-o măsură relativă: produc așchii scurte cu capete rupte atunci când sunt tăiate. Aceasta înseamnă că sunt mai rigide și pot fi tăiate cu capete canalizate mai puțin agresiv, deoarece îndepărtarea particulelor mai mici ar trebui să fie mai ușoară. Cu toate acestea, supraîncălzirea poate fi încă o problemă.
Materialele plastice dure se deformează mai puțin în vrac atunci când sunt supraîncălzite, dar se pot topi sau degrada chiar la suprafața de tăiere, determinând acumularea de material plastic ars la capătul routerului și împiedicând tăierea acestuia. Reduceți această tendință cu o temperatură ambientală rece, ventilatoare și tăieturi superficiale.
Tipuri de materiale plastice
• Acrilic: clar, colorat, puternic.
• Policarbonat: Rezistență mare la impact, transparent.
• PVC (Clorura de polivinil): Durabil, versatil.
• HDPE (polietilenă de înaltă densitate): ușoară, rezistentă la umiditate.
Metale
În marea majoritate a circumstanțelor, singurul metal care ar trebui tăiat cu un router este aluminiul. Unele aliaje de Al cu conținut ridicat de Si sunt foarte dure și ar trebui utilizate numai în mori.
Aluminiul va produce bucle lungi atunci când este tăiat cu capete obișnuite, ceea ce duce adesea la blocare dacă nu este disponibilă o cantitate mare de spațiu liber. Când aluminiul trebuie tăiat cu o toleranță mică, trebuie folosit un capăt special pentru spargerea așchiilor. Acest tip de capete, cu proprietăți între cele ale capetelor abrazive și ale capetelor de tăiere cu mai multe caneluri, are un model de suprafață romboedric „diamant” care împiedică o singură suprafață de tăiere să rămână în contact cu o cantitate mare de material în timpul unei întregi revoluții de tăiere, astfel material de spargere îndepărtat în multe așchii discrete.
Rețineți că duritatea și răcirea prin difuzie a unui metal sunt sensibile la temperatura ambiantă și, prin urmare, setările corecte pentru router se pot schimba dacă temperatura din spațiul de lucru nu este controlată. Când se acumulează căldură, capătul se uzează într-un ritm accelerat din cauza înmuierei, iar suprafața metalului devine mai ductilă, ceea ce provoacă deformare „pătată” în loc de tăieturi curate și precise. Tăiați relativ încet și folosiți ventilatoare de răcire.
În cazuri rare, pot fi direcționate alte metale decât aluminiul.
- Unele aliaje de alamă sunt suficient de moi pentru a fi rulate cu grijă extremă, alegeți capete foarte dure și trasee CNC special concepute pentru acest scop.
- Teoretic, metalele foarte moi, cum ar fi cuprul pur, aurul sau plumbul pot fi, de asemenea, direcționate.
- În cazul unui material dens, foarte maleabil, cum ar fi metalele moi pure, alegeți capete tăietoare agresive cu puține caneluri.
- În cazul unui material dens, foarte maleabil, cum ar fi metalele moi pure, alegeți capete tăietoare agresive cu puține caneluri.
Tipuri de metale
• Aluminiu: Ușor, rezistent la coroziune.
• Alamă: decorativă, ușor de tăiat.
• Oțel: puternic, durabil.
• Cupru: Conductiv, moale.
Piatra si Ceramica
Materiale foarte rigide, dure, cu duritate scăzută, cum ar fi piatra sedimentară și ceramica obișnuită (granit, gresie, țiglă) pot fi frezate cu capete abrazive dure.
Aceste capete sunt adesea realizate dintr-un metal cu particule de diamant încorporate ca abraziv. Pentru țiglă de duritate foarte scăzută, poate fi adecvat un capăt de mică adâncime, canelat dens sau de rupere de așchii din HSS sau carbură.
În general, un router CNC este utilizat pentru aceste materiale atunci când sunt necesare detalii în relief sau modele complexe de margini. Datorită durității ridicate și conductibilității termice scăzute a pietrei și a materialelor ceramice, se creează o cantitate mare de căldură și foarte puțină este îndepărtată de suprafață și particulele îndepărtate. Aceasta înseamnă că acumularea de căldură la capătul routerului este o problemă majoră. Se recomandă răcirea directă cu apă.
Tipuri de piatră și ceramică
• Marmură: Elegantă, relativ moale.
• Granit: dur, durabil.
• Placi ceramice: tari, casante.
Pentru a obține rezultatele dorite în proiectele de routere CNC, materialul potrivit este elementul crucial. Fiecare material are proprietăți unice și necesită instrumente, viteze și tehnici specifice. Urmând cele mai bune practici prezentate în acest ghid vă va ajuta să maximizați capacitățile routerului dumneavoastră CNC.
