Порівняння лазерних і фрезерних верстатів з ЧПУ

Сравнение лазерных и фрезерных станков с ЧПУ

Різання – один з найбільш популярних і дієвих способів обробки різних матеріалів для виготовлення виробів різного роду. До недавнього часу весь процес різання «упирався» лише в класичні фрезерні верстати, згодом були винайдені фрезерні верстати з ЧПУ. Однак з часом технології розвивалися і фрези були замінені лазерами, тобто були створені нові верстати з принципово новою технологією обробки.

Процес різання матеріалів за допомогою лазерного променя має безсумнівні переваги. Але чи зможе лазер замінити таке обладнання, якфрезерний верстат з ЧПУ? У цьому огляді ми спробуємо розібратися у всіх нюансах і тонкощах.

Фрезерний або лазерний верстат: питання обладнання

Перш за все, слід відзначити конструктивні подібності між верстатом з класичними фрезами і лазерним гравером. Обидва агрегати оснащені горизонтальною поверхнею, на яку кріпляться заготовки майбутніх виробів. Також обидва верстата оснащені мобільним інструментальним порталом, де розташовуються в одному випадку фрези, а в іншому випадку голова лазера. Рух фрези і лазера здійснюється за допомогою електродвигуна крокового типу, що володіє високою точністю. Обидва верстати оснащені «мізками», тобто числовим програмним управлінням, в якому задається спеціальна програма, яка веде в рух електродвигуни інструментального порталу. І той і інший верстат призначені, в цілому, для вирішення одних і тих же завдань – різання, розкрій матеріалів, однак різниця полягає в самій технології, в способі здійснення таких завдань.

Лазерний верстат направляє на заготовку променеву дію енергії, концентрація якої здійснюється в мінімальній точці. У таких верстатах існує можливість зміни потужних параметрів променя, його траєкторії, що дає можливість виготовляти на верстаті вироби об’ємного формату.

Робота фрезерного верстата полягає в зовсім іншому принципі. Такі агрегати оснащені спеціальними фрезами – обертовими інструментами, які здійснюють процес сколювання частин матеріалу. Цей сколений матеріал є «відходом», який виводиться у вигляді стружки. Фрезерне переміщення здійснюється за трьома-п’яти координатами, незалежним один від одного, що дозволяє обробляти матеріал з високою точністю і створювати кишені, пази, отвори, обробляти фасонні поверхні підвищеної складності і т.д.

Можливість високоточної та якісної обробки металів можна включити в ряд переваг застосування фрезерного верстата. Звернемо увагу на те, що для лазерної обробки металевих виробів потрібні величезні промислові машини з величезним споживанням електричної енергії. Класичний верстат для гравіювання лазером підлогового або настільки типу часто не може впоратися з обробкою металевого сировини, особливо коли мова йде про тверді породи металу.

Інша справа фрезерний верстат, який при правильно підібраному режимі різання, оснащений фрезами твердосплавного типу здатний обробити навіть самі «вибагливі» метали з розряду пластичних – алюміній, мідь, латунь, бронза і т.д. При цьому навіть потужність верстата може бути невисокою.

Отже, можна підвести невеликий підсумок. У плані можливостей фрезерний верстат значно виграє у лазерних гравірувальних установок – на ньому можна без зусиль обробляти різні типи металів з високою точністю. А ось в лазерному обладнанні спостерігаються дві крайності: дрібно-габаритні машини не можуть здійснювати обробку металу, а великогабаритні потужні моделі в свою чергу не зможуть впоратися з обробкою тонких матеріалів.

Крім того, слід пам’ятати, що процес обробки ПВХ матеріалів на лазерному верстаті не тільки неможливий, але і заборонений. Адже ми пам’ятаємо, що лазерний промінь такого верстата виділяє потужну світлову енергію, після чого відбувається сильне нагрівання матеріалу. При нагріванні полівінілхлориду виділяються токсичні речовини, які називаються діоксинами. Крім цього при нагріванні також виділяється хлор, який починає стрімко взаємодіяти з вологою, що знаходиться в атмосфері. У результаті чого утворюється сірчана кислота, що негативно впливає не тільки на людський організм, але і запускає несприятливі для обладнання корозійні процеси.

А ось для фрезерних верстатів обмежень з приводу ПВХ матеріалів немає ніяких. Більш того, різання за допомогою фрез відбувається досить комфортно і без труднощів, що дозволяє створювати з полівінілхлориду об’ємні моделі 3D або 2D.

Якщо торкнутися теми створення тривимірних об’єктів, то вийде так, що фрезерні верстати завдяки плавності зміни напрямку руху і глибини фрезового занурення здатні створювати складні зразки тривимірних візерунків. У разі ж лазерного обладнання все обмежено. Промінь лазера має свої обмеження по руху і глибини різання, тому із заготовки часто мають не об’ємну, а ступінчасту структуру.

Товщина заготовки: обмеження і основні аспекти

Як ми вже неодноразово згадували, принцип дії лазерного верстата в тому, що лазер направляє концентрований світловий промінь в певну точку. Однак при зіткненні з матеріалом починають розсіюватися фотони, що істотно знижують лазерну потужність обробки. У свою чергу це позначається на точності різання: профільна структура товстих матеріалів стає нерівною, а більше тяжіє до трапецеподібної структури. Крім того, обмежена і глибина проникнення лазерного променя – всього лише від шести до тридцяти міліметрів в залежності від структури і типу матеріалу (стосується тільки неметалевих заготовок).

Для фрезерних верстатів обмежень по параметру товщини не існує. Найголовніше – правильно поставити подачу фрези і заздалегідь запланувати здійснення декількох підходів, щоб значення не перевищувалось.

Можливість заміни інструментів

Прямолінійність лазерного променя, його певна поверхнева спрямованість на заготівлю не дозволяє змінювати «формат» роботи для вирішення різних завдань. У випадку ж з фрезерними верстатами можна легко поміняти інструмент, якщо того вимагає технологічний процес. Для різних матеріалів, для різних способів вирішення із різанням фрезерного верстату дає можливість «експериментувати» з вибором інструменту. До того ж у багатьох сучасних моделях фрезерних верстатів з ЧПУ впроваджена можливість автоматичної зміни інструменту. Багато верстатів обладнані спеціальним пристроєм – так званою головкою револьверного типу. Маючи свій власний магазин, дана головка дозволяє закладати в ній певний набір інструментів, а верстат в особливих випадках процесу різання може міняти інструменти по запрограмованим даними. У разі лазерного верстата у оператора є можливість тільки поміняти лазерну потужність.

Питання оброблюваних матеріалів

Як вже зазначалося вище, такий матеріал як полівінілхлорид просто неможливо обробляти на лазерному обладнанні. Те ж стосується і різних смолянистих порід дерев або ж штучних каменів. У разі фрезерного верстата практично ніяких обмежень не існує, особливо це стосується металевих заготовок.

Загалом, обидва верстати мають свої переваги і недоліки. Найголовніше – визначитися із завданнями майбутнього виробництва і вибрати для себе оптимальний варіант обладнання.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *