Освоение гравировки с ЧПУ:виды, преимущества и практическое использование

Гравировка — это древняя технология производства, имеющая богатое историческое значение на пути человечества. На протяжении всей истории он претерпевал невероятные изменения и имел различные многогранные применения, особенно в искусстве. Сегодня эти разработки привели нас к гравировке на станках с ЧПУ, процессу огромной важности.

В этой статье предлагается углубленное обсуждение гравировальной обработки с ЧПУ, ее рабочего процесса и ее типов. Кроме того, мы также расскажем о его преимуществах, возможностях материала и применении.

Что такое гравировка с ЧПУ?

Гравировка — это процесс постепенного удаления небольшого количества материала с поверхности по определенному пути. Этот процесс оставляет видимую маркировку на поверхности подложки (заготовки). Гравировка с ЧПУ — это современная версия гравировки, при которой автоматическая технология ЧПУ управляет гравировальным инструментом с высокой точностью и точным контролем.

Гравировальная обработка имеет широкое применение, например, в декоре и изготовлении вывесок. Кроме того, он совместим с огромным разнообразием материалов и является экономически эффективным процессом.

Как работает гравировка с ЧПУ?

Давайте окунемся немного глубже в мир гравюры и посмотрим, как она работает в промышленных условиях. Рабочий процесс гравировки на станке с ЧПУ выглядит следующим образом:

САПР :Первоначально дизайнер создает визуализацию рисунка гравировки в программном обеспечении САПР. Машинист должен хорошо владеть САПР, чтобы иметь возможность быстро и точно создавать сложные выкройки.

CAM :Программное обеспечение для автоматизированного производства (CAM) — это специальное программное обеспечение, которое используется для создания программ для гравировального станка с ЧПУ по проекту САПР. Инженер CAD/CAM использует это программное обеспечение для выбора подходящего инструмента для процесса гравировки, параметров процесса и установки траектории движения инструмента. Наконец, программное обеспечение CAM генерирует файл G-кода, записанный с синтаксисом, понятным станку с ЧПУ.

Настройка :Перед началом гравировальной обработки оператор станка устанавливает заготовку в станок. Во время этого процесса важно размещать и выравнивать заготовку, чтобы избежать производственных ошибок.

Гравировка с ЧПУ :Наконец, начинается процесс гравировки. Технология ЧПУ является автоматической, поэтому техническим специалистам не нужно сильно вмешиваться после некоторых первоначальных процедур. После завершения процесса заготовка демонтируется, и станок готов к следующему проекту.

Теперь мы можем перейти к более подробному изучению различных типов процессов гравировки с ЧПУ. Хотя все они достигают примерно одинаковых результатов, они во многом различаются.

Роторная гравировка с ЧПУ

При ротационной гравировке используется вращающийся режущий инструмент для удаления материала с подложки. Режущий инструмент очень похож на обычный обрабатывающий инструмент и имеет режущие кромки в форме канавок. Представьте, как сверло крутится и прорезает материал благодаря своим острым краям.

Форма и размер фрез важны, поскольку они создают канавки, точно соответствующие своей форме. Распространенными формами являются V-образные и шаровые фрезы (закругленные).

Гравер с ЧПУ имеет специальный шпиндель для удержания и вращения этих вращающихся гравировальных инструментов. Как правило, гравировка с ЧПУ — это высокоскоростной процесс со скоростью до 20 000 об/мин. При этом глубина реза находится в пределах 0,5-3 мм в зависимости от свойств материала и требований конструкции.

Эти возможности делают вращающуюся гравировку с ЧПУ очень универсальной. Кроме того, он дешев и работает с большинством материалов.

Лазерная гравировка с ЧПУ

Лазерная гравировка с ЧПУ принципиально отличается от ротационной гравировки. В этом процессе лазерный луч высокой интенсивности нагревает поверхность подложки до температуры, при которой происходит сублимация (прямой фазовый переход из твердого состояния в газ). В результате на поверхности остается вмятина.

Лазерный гравировальный станок с ЧПУ оснащен лазерной головкой для создания лазерного луча. Движение этой головки контролируется ЧПУ, что делает этот процесс чрезвычайно точным и быстрым. Кроме того, лазерная гравировка достаточно надежна и долговечна.

Наконец, мы хотели бы сделать небольшое отступление, чтобы прояснить распространенное среди людей заблуждение относительно лазерной гравировки, лазерной маркировки и лазерного травления. Лазерная маркировка очень похожа на лазерную гравировку, но с гораздо меньшей глубиной вдавливания. Отсюда и слово «маркировка». Лазерное травление — это совершенно другой процесс, в котором используется химическая реакция для удаления материала с поверхности. Это менее энергозатратный процесс по сравнению с лазерной гравировкой.

Алмазная гравировка

Название «алмазная гравировка» говорит само за себя. В этом процессе острый алмазный наконечник скользит по поверхности, выполняя операцию гравировки. Поскольку алмаз является самым твердым из известных материалов, он является эффективным инструментом для гравировки. Более того, алмазная гравировка не требует вращения инструмента. Следовательно, основным процессом удаления материала является царапание.

Алмазная гравировка с ЧПУ отличается высокой точностью и скоростью благодаря точному контролю движений инструмента. Более того, превосходная твердость алмаза делает его пригодным даже для самых твердых металлов.

Распространенные материалы, используемые для гравировальной обработки

Гравировальная обработка — это разнообразный процесс с точки зрения совместимости материалов. Поскольку его механика не слишком сложна и зависит от основных операций резки/выжигания, он может гравировать на станках с ЧПУ самые разнообразные материалы.

В следующих разделах мы обсудим основные категории материалов, с которыми может удобно работать гравировальный станок с ЧПУ.

Металлы

Металлы, как правило, являются наиболее распространенным типом материала, который можно найти в гравировальных мастерских с ЧПУ. Гравировка металла похожа на менее интенсивную версию фрезерования с ЧПУ, в которой используются тот же тип фрез с ЧПУ и параметры резки. Фактически, большинство станков с ЧПУ в какой-то момент своей службы служили гравировальными станками.

То же самое касается лазерной гравировки, основной целью которой является не резка металла, а гравировка его поверхности.

Однако металлы не всегда легко поддаются механической обработке, и для этого может потребоваться специальный инструмент, например, фрезы с покрытием. Кроме того, металлы дороже других материалов, пригодных для гравировки, например пластика.

Список металлов, на которых можно гравировать на станке с ЧПУ:

• Алюминий
• Сталь и нержавеющая сталь
• Золото
• Латунь
• Медь
• Серебряный

Помимо этих распространенных металлов, на станке с ЧПУ можно также гравировать более твердые металлы, такие как титановые сплавы. Как правило, твердость является наиболее важным свойством, на которое следует обращать внимание при гравировке на станке с ЧПУ, поскольку оно определяет, насколько сложно деформировать поверхность. Следовательно, для более твердых материалов эксперты рекомендуют высокопроизводительные гравировальные резцы или подпружиненные алмазные резцы.

Пластик

Пластмассы — еще одна группа материалов, используемых в гравировальной обработке с ЧПУ. Название «пластики» представляет собой большую группу полимеров, большинство из которых совместимы с гравировкой на станках с ЧПУ. Как правило, термопласты больше подходят для гравировки из-за их превосходной термостабильности среди других групп пластиков.

Пластмассы совместимы как с лазерной гравировкой с ЧПУ, так и с ротационной гравировкой. Хотя, когда дело доходит до пластика, лазерная гравировка является более популярным выбором. Он быстрый, требует минимального обслуживания и очень точен. Однако в некоторых случаях существует опасность для окружающей среды, поскольку некоторые пластмассы горят с выделением дыма, что требует надлежащего удаления отходов с предприятия.

Для ротационной гравировки на станках с ЧПУ пластик также не является чем-то совершенно неизведанным. Пластмассы — это легко режущиеся материалы, которые поддерживают очень высокие скорости резания и подачи. С другой стороны, они иногда создают заусенцы и могут размягчиться в результате резки, что ограничивает производительность. Устранение этих недостатков дает отличные результаты. 

Некоторые распространенные пластики для гравировки на станках с ЧПУ:

• Полиэтилен
• Полистирол
• Полиамид
• АБС
• Нейлон
• Полиуретан

Дерево

Гравировка по дереву имеет множество художественных применений, таких как домашний декор, подарки и предметы роскоши. Это натуральный, мягкий и, как правило, самый дешевый вариант среди рассмотренных нами материалов. Кроме того, он совместим как с лазерными, так и с ротационными гравировальными станками с ЧПУ.

Есть несколько советов, которые следует учитывать при гравировке по дереву, чтобы избежать потери времени и денег. Дерево – анизотропный материал. Это означает, что его свойства не одинаковы по всем направлениям. Вместо этого они слегка различаются в зависимости от ориентации зерен, сучков и годичных колец. Поэтому имейте это в виду при выборе древесины для гравировки.

Кроме того, содержание влаги и масла также может отрицательно повлиять на эффективность лазерного гравера с ЧПУ. Кроме того, если вы используете ротационный гравировальный станок, остерегайтесь древесной пыли.

К распространенным типам древесины, поддающейся гравировке, относятся:

• Мягкая древесина
• Твердая древесина
• Бальза
• Береза
• Корк

Преимущества гравировки с ЧПУ

Широкое использование гравировки с ЧПУ является свидетельством того, что это осуществимый процесс, имеющий ряд преимуществ. В этом разделе мы подчеркиваем эти преимущества.

Точность и точность

Высокая точность и точность размеров являются определяющими характеристиками технологии ЧПУ. То же самое относится и к граверу с ЧПУ. Автоматическое управление движением ЧПУ позволяет создавать чрезвычайно точные гравюры с точностью до +/- 0,0025 мм.

Такого уровня точности более чем достаточно для большинства операций гравировки.

Экономия времени

В прежние времена ручной гравировки мастерам требовались часы или даже дни, чтобы выполнить один проект гравировки. Они использовали ручные инструменты и полагались на свои человеческие навыки при гравировке, что, по понятным причинам, отнимало много времени.

Однако современный гравировальный станок с ЧПУ работает автоматически и быстро. Он гравирует с быстрой подачей и поразительной точностью, позволяя достичь результатов за считанные минуты.

Настройка

Использование программного обеспечения CAD/CAM при гравировке на станках с ЧПУ позволяет быстро и легко настраивать дизайн гравировки. Пользователи имеют возможность вносить изменения в свои САПР-проекты и немедленно реализовывать их в процессе.

Эта возможность очень удобна в магазинах, специализирующихся на быстром прототипировании или одновременном выполнении нескольких проектов. С их помощью можно быстро исправить ошибки или перейти на другую конструкцию, что повысит производительность.

Применение гравировки с ЧПУ

Гравировка с ЧПУ имеет бесчисленное множество применений в самых разных отраслях. Хотя мы не можем охватить их все, наиболее важные из них кратко обсуждаются ниже.

Изготовление вывесок :Дорожные знаки или реклама часто являются результатом гравировки на станке с ЧПУ. Он долговечен и выдерживает различные погодные условия. Следовательно, он очень подходит для этого приложения.

Ювелирные изделия :Ювелиры с ЧПУ гравируют такие изделия, как подвески и браслеты, создавая привлекательный дизайн или персонализированный текст.

Промышленная маркировка :Почти в каждой отрасли есть маркировка оборудования, безопасности, указаний и т. д. Гравировальная обработка — популярный метод изготовления прочной и индивидуальной промышленной маркировки.

Награды и призы :Трофеи с вашим именем всегда хороши! Вполне вероятно, что это название произошло от гравировального станка с ЧПУ.

Заключение

Гравировка с ЧПУ, несомненно, является важной частью современной обрабатывающей промышленности и может похвастаться широким спектром возможностей и применений. Мы также можем наслаждаться художественными узорами и полезными знаками/маркировкой, повсеместно встречающимися в нашем окружении. Вот что гравировальная обработка приносит в мир!

WayKen — лидер отрасли в области гравировки с ЧПУ, предлагающий профессиональные услуги по обработке маркировки и рисунков ваших деталей. Не стесняйтесь обращаться к нам, чтобы обсудить ваши проекты с нашими экспертами.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между гравировкой и травлением?

Гравировка и травление дают одинаковый результат:удаление части материала с поверхности заготовки. Однако они опираются на разные физические явления. Гравировка — это механический процесс, при котором материал удаляется путем разрезания его острым инструментом. Травление — это химический процесс, при котором материал выжигается с поверхности.

Какое программное обеспечение используется в гравировальном станке с ЧПУ?

Гравировальным станкам с ЧПУ для выполнения задач гравировки требуется программное обеспечение CAD/CAM. Программа позволяет пользователю указать геометрию гравировки, выбрать инструмент и параметры резания, а также траекторию инструмента. После завершения он генерирует команды для передачи контроллеру машины.

Какие фрезы или сверла необходимы для гравировки на станке с ЧПУ?

При гравировке с ЧПУ используются фрезы или сверла, аналогичные обычным станкам с ЧПУ. Наиболее распространенным типом является фреза с V-образной головкой и твердосплавным наконечником. Цельнотвердосплавные фрезы также популярны. Для более твердых материалов также используются фрезы с алмазными напайками. Если конструкция требует закругленной поверхности, используются концевые шаровые фрезы.