3 д фрезеровка алюминия в пищевом производстве

В настоящий момент алюминий в качестве конструкционного материала находит очень широкое применение — в строительстве, транспорте, авиационной промышленности, электронике, рекламной и бытовой индустрии, а также во многих других областях. Столь широкое распространение объясняется целым рядом уникальных свойств, присущих алюминию. Это, прежде всего, лёгкость, высокая тепло- и электропроводность (при сравнительно малом удельном электрическом сопротивлении), прочность при сверхнизких температурах, неподверженность коррозии, очень широкая распространённость в земной коре и т. д.

Алюминий пластичен, легко поддаётся обработке. Шлифованная поверхность обладает эстетичным внешним видом и в ряде случаев не требует дополнительного покрытия. Лёгкость напыления алюминия делает его идеальным материалом для ювелирной промышленности и основным — в производстве зеркал. Химические соединения алюминия не обладают токсическим действием, что обуславливает широкое применение в пищевом производстве, изготовлении посуды, упаковки и т. д. Изделия из алюминия поддаются 100%-ой переработке, а, следовательно, безопасны для окружающей среды.

Особенности обработки

Алюминий является пластичным металлом, что при фрезеровании означает повышенную склонность к появлению рисок, вмятин и прочих дефектов, очень заметных на поверхности готового изделия. Испортить заготовку можно уже на этапе закрепления на рабочем столе станка. Поэтому для алюминиевых заготовок — особенно тонкостенных панелей больших размеров (например, рекламных коробов) — рекомендуется заменять механический прижим заготовки на её крепление системой «вакуумный стол». Это решение также остаётся единственно возможным при гравировке (нанесении изображений) сверхтонкой фольги — закреплять её механически просто невозможно! По той же причине (склонности к появлению дефектов при обработке) алюминий очень чувствителен к вибрации инструмента. При ошибочном выборе режима фрезеровки, или при использовании несбалансированных (неправильно закреплённых) фрезы или цанги поверхность среза может получаться «измятой», что сводит на нет усилия получения качественной детали.

Вопреки распространённому мнению, податливость алюминия не означает возможность его лёгкой обработки на любых, в том числе предельных, режимах резания. При определённых условиях, даже на умеренной скорости обработки, алюминиевая стружка склонна «намертво» забивать канавки фрезы, делая инструмент непригодным к использованию. Для исключения подобного явления требуется использовать качественные фрезы (с «правильным» числом зубьев для данных условий обработки), применять систему СОЖ и грамотно подбирать режимы резания, следуя, прежде всего, рекомендациям производителей инструмента и оборудования. Также следует учитывать, что понятие «алюминий» включает в себя большое количество сплавов на его основе. Обработка фрезерованием, к примеру, «мягкого» сплава АМГ совсем не то же самое, что фрезерование дюралюминия. В каждом конкретном случае требуются собственные режимы резания, выбираемые с учётом мощностных характеристик станочного оборудования и требований к качеству готовых изделий.

Читайте также: Литьевой станок для алюминия

Обработка алюминия на высоких скоростях

Фрезеровка алюминия является одним из самых простых и востребованных способов его обработки. Технологическая операция осуществляется на фрезерном станке, где режущий инструмент, снимая слой материала, придаёт заготовке нужный размер и форму. При использовании современного оборудования с ЧПУ появляется уникальная возможность точной обработки даже мельчайших элементов алюминиевой заготовки. Так получается сложный рельеф (плоский или объёмный), а также чёткие, детальные изображения на поверхности изделия.

Хорошо известно, что экономическая эффективность того или иного вида обработки материалов неодинакова. Известно также, что высокоскоростная обработка (ВСО) является предпочтительным способом обработки металлов. Что касается алюминия, то для этого материала высокоскоростное фрезерование является, если можно так выразиться, сверхпредпочтительным! Особенность заключается в том, что высокая частота вращения шпинделя при обработке алюминия сочетается с возможностью увеличения глубины резания. В то время как, например, для сталей глубина резания при ВСО остаётся той же, что и при «медленной» обработке. Новые методы приводят к пересмотру технологических приёмов обработки деталей. Так возможность быстрой и качественной фрезеровки позволяет отказаться от выпуска отдельных, дорогостоящих в обработке корпусных деталей, и заменить их более экономичными цельными компонентами сложной конструкции и формы (что особенно актуально для авиационной и аэрокосмической промышленности). Порой экономически выгодней изготовить одну деталь, переведя при этом до девяноста процентов заготовки в стружку, чем «выкраивать» из этой же заготовки несколько отдельных деталей. Отсюда востребованными становятся высокие показатели съёма материала на режимах ВСО.

Однако привлекательная технологическая комбинация — ВСО и увеличенная глубина резания — выдвигает на первый план проблему возросших вибраций. Для борьбы с этим нежелательным, но неизбежным, явлением уже недостаточно традиционных методов. Мало иметь высокую жёсткость системы «станок — приспособление — инструмент — заготовка» — необходимо знание гармонического закона, которому подчиняются колебания шпинделя и инструмента. Иными словами, необходимо учитывать динамическую характеристику вибраций, а не только её статическую (количественную) оценку. Например, теоретически определено и экспериментально подтверждено, что для ВСО алюминия идеально подходит концевая фреза с тремя спиральными канавками. Большее число канавок, при тех же размерах фрезы, не справятся с эффективным отводом стружки (ввиду относительного уменьшения каждой канавки при росте их числа). Однако и снижение числа до двух также невозможно. Ибо ведёт к возникновению нежелательных гармонических явлений, так как собственная частота колебаний фрезы будет не совпадать с количеством ударов двух режущих кромок по заготовке при высокой частоте вращения шпинделя (порядка 20 000 об/мин).

Читайте также: Марка алюминия для головки блока цилиндров

Для оценки оптимальной частоты вращения шпинделя при ВСО в настоящее время применяются даже специальные программы, оценивающие «тон» собственных колебаний путём «прослушивания» станочной системы через микрофон, подключенный к ПК. Возможно, в скором времени фрезерный станок с ЧПУ, работающий на новейших технологических режимах, потребует для обслуживания настоящего виртуоза, вместо «обычного» наладчика.

Особенности проведения 3д фрезеровки

При обработке металлических или деревянных деталей применяется ручной инструмент или промышленное оборудование. Станки постоянно улучшаются. Популярной технологической операцией считается 3д фрезеровка. С её помощью создают изделия сложной формы, делают рисунки, выбирают пазы.

3d фрезеровка металла

Что такое 3d фрезеровка?

3d фрезерование — технологический процесс, при котором обработка детали происходит в трех плоскостях. Простые фрезеры обрабатывают детали вертикально или горизонтально. Оборудование комплектуется множеством направляющих, сервоприводов, которые перемещают подвижный шпиндель согласно заданной программе. На нём закрепляется фреза, которая обрабатывает рабочую поверхность. Такие машины используются для создания 3д моделей, печати и прототипирования металлических деталей.

3д фрезеры оборудуются системами ЧПУ. Оператор задаёт алгоритм, по которому будут передвигаться подвижные элементы станка. Благодаря минимизации человеческого вмешательства возрастает точность проводимой обработки, увеличивается эффективность труда.

Технологии

Технология 3д фрезерования представляет собой взаимодействие фрезы с заготовкой, расположенной на рабочем столе. Для изготовления металлических деталей используется стереолитография. Она представляет собой технологию быстрого прототипирования. Это ускоряет производственный процесс, увеличивает точность проводимых работ.

Сложное оборудование с системой ЧПУ позволяет выполнять следующие технологические операции:

  • гравировка поверхностей;
  • раскрой металлических листов;
  • сверление отверстий;
  • обработка торцов;
  • выборка пазов;
  • расточка отверстий;
  • нарезка резьбы;
  • изготовление 3д моделей.

Какие материалы можно обрабатывать 3d фрезером?

С помощью 3д фрезеров обрабатывают разные материалы. К наиболее популярным относятся:

  1. Пластик — возможность работать с полистиролом, полиэтиленом, поликарбонатом, ABS, PLA.
  2. 3d фрезеровка алюминия, стали, меди, дюралюминия других сплавов и черных металлов.
  3. Дерево — обработке подвергаются любые древесные породы, ДВП, ДСП, МДФ.
  4. Фрезеровка композитных материалов.
  5. Обработка натурального камня, керамики.

При выборе оснастки для работы с деревом или металлом нужно учитывать твердость и прочность материала.

Сферы применения

Благодаря возможности выполнять множество технологических операций на 3д фрезерах с ЧПУ их используют в различных отраслях:

  • производстве мебели;
  • изготовлении деталей для автомобилей, самолётов, судов, ракет;
  • рекламном производстве — создание рекламных щитов, логотипов.
  • декоративном украшении поверхностей из разного материала.
  • приборостроении — создание плат, деталей для промышленного оборудования.

Читайте также: Свойства алюминия в почвах

Какое оборудование применяется?

Прежде чем начинать создание рисунков или 3д фигур нужно изучить оборудование. Промышленные машины и компактные модели для мастерских работают по одному принципу.

Оборудование для 3д фрезеровки

Технические характеристики

При покупке фрезера нужно изучить его характеристики. Нужно выбрать для какого материала будет использоваться оборудование. Также необходимо обратить внимание на такие параметры:

  1. Габариты станка. Выбор зависит от свободного места в помещении, размеров обрабатываемых заготовок.
  2. Скорость передвижения шпинделя по направляющим.
  3. Скорость оборотов шпинделя.
  4. Вариант крепления оснастки.
  5. Мощность электродвигателя.
  6. Вид электродвигателя.

Необходимо учитывать погрешности смещения рабочей часть оборудования по осям X, Y, Z.

Виды 3d фрезеров

Принцип работы оборудования схож, однако конструкции могут различаться. Фактор, по которому станки делятся на разные виды — форма заготовки. Если это металлический лист, конструкция более простая, с меньшим количеством направляющих. Если же заготовка объёмная, оборудование становится сложнее. Разделение оборудования по устройству:

  • количество рабочих частей, которые обрабатывают деталь;
  • конструкция и размер рабочего стола;
  • используемая оснастка для фрезеровки.

Оборудование бывает узкоспециализированным, универсальным и многофункциональным. 3д фрезерные станки с ЧПУ отличаются по количеству шпинделей, устанавливаемых фрез.

Преимущества 3д фрезерования на станках с ЧПУ

У фрезеров с ЧПУ, с помощью которых создают 3д моделей есть ряд преимуществ:

  • компьютерное управление увеличивает точность работ;
  • высокая скорость производственного процесса;
  • возможность работать с разными материалами;
  • большое количество выполняемых операций.

На фрезерных станках с ЧПУ обрабатываются заготовки разных размеров.

Производители и обзор популярных моделей

Чтобы не ошибиться при выборе производителя, нужно посмотреть обзор популярных моделей:

  1. AMAN. Оборудование с системами ЧПУ, которое подходит для небольших мастерских. Надёжность, качество выполняемых работ привлекает покупателей. Важно понимать, что это не промышленные станки. Популярные модели — 200w, 800w, 3040.
  2. Suda. Компактное оборудование, которое используют для изготовления декоративных элементов, бижутерии, деталей для электроники. Не предназначено для серьёзных нагрузок. Популярные модели — 2616, 3025.

Выполнение работ

Обработка заготовки с помощью 3д фрезера происходит в несколько этапов. Принцип работ не изменяется от изменений конструкции станка. Этапы работ:

  1. Поверхности заготовки очищаются от грязи, мусора, ржавчины.
  2. Деталь закрепляется на рабочей поверхности станка.
  3. Оператор задаёт алгоритм работы для подвижных элементов машины.
  4. Специалист должен контролировать весь процесс фрезерования, прежде чем отключить машину, убрать готовую деталь.

Управлять системой ЧПУ сложно. Для этого нужно обладать знаниями программирования, уметь выявлять и устранять ошибки.

  • Свежие записи
    • Укладываем художественный паркет самостоятельно
    • Как лучше всего защитить стены из газоблока от разрушения в первую зиму после строительства дома
    • Арболит, он же — опилкобетон
    • Особенности звукоизоляции помещений
    • Глина с опилками – самый лучший и дешевый способ утепления бетонных стен дома
    • Правообладателям
    • Политика конфиденциальности

    Все про металл © 2023
    Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер