I denne artikkelen vil ordet "ende" bli brukt for å referere til alle CNC-fresers skjæreflater. I industrien kan forskjellige typer ender refereres til som ender, borkroner, endefreser, kuttere eller bor (for å nevne noen). Noen av disse navnene er mer passende for visse formål, men for klarhetens skyld vil alle bli referert til samlet som "ender" i denne artikkelen.
Å velge materialer å jobbe med på en CNC-ruter krever vurdering av faktorer utover bare den ønskede siste delen. Ulike materialer påvirkes på forskjellige måter av ruteren, avhengig av sluttbruk og maskininnstillinger. Selve ruteren, spesielt den enden som brukes, påvirkes av materialet. Det er viktig å forstå de tilgjengelige materialalternativene og å kunne trekke spådommer fra oppførselen til kjente materialer når man bestemmer seg for å jobbe med et ikke-standardmateriale.
Woods
Det er mange typer tre tilgjengelige å jobbe med på en CNC-freser, og variasjonen av egenskapene deres bør ikke undervurderes. De varierer i hardhet, seighet, stivhet og tetthet, blant andre egenskaper. Alt tre er imidlertid en kompositt av de naturlige polymerene cellulose og lignin, med noe innhold av saft eller harpiks.
Det er viktig å huske at egenskaper vil endre seg med fuktinnholdet i treet. Generelt gjør fuktighet treet mykere, mer fleksibelt, tettere og mer klebende. Treverk som brukes med overfreser skal alltid lagres i et tørt miljø og kuttes når det er tørt.
Ikke overraskende er skog på tvers av spekteret av egenskaper ganske ideelle for bruk i en CNC-ruter. Tre har lav hardhet sammenlignet med vanlige stålfresender, så det er lite slitasje på maskinen. Tre har også svært lav duktilitet, og derfor vil det fjernede treet sprekke til små flis som lett kastes eller støvsuges fra arbeidsområdet, slik at enden forblir relativt kjølig.
Treslag
• Myke tresorter: Furu, sedertre, gran.
• Hardtre: Eik, lønn, kirsebær, valnøtt.
• Konstruerte tresorter: Kryssfiner, MDF (Medium Density Fiberboard), sponplater.
NOTAT: Operatører bør forvente å redusere materialfjerningshastigheten som brukes på tettere eller tøffere treslag tilsvarende.
Komposittlaminater og kryssfiner
Når du skjærer et materiale med en hvilken som helst metode, bør du først ta hensyn til materialets feilmekanisme. Når det gjelder laminerte kompositter (dvs. karbonfiberopplegg, noen glassfiber og kryssfiner), er feilmekanismen å være oppmerksom på delaminering av lagene. Dette kan testes ved hvilken som helst kant av et materiale ved å forsøke å lirke kanten åpen, og observere oppførselen til sprekken som er laget:
1. Sprekk sprer seg alltid til overflaten med korteste vei – Tverrlagssvikt.
2. Sprekk sprer seg inn i arkets plan – Feil ved delaminering.
For materialet som svikter ved delaminering, vil kantene sannsynligvis rives og spennes vertikalt under ruting. For å forhindre dette resultatet anbefales bruk av en kompresjonsende.
En kompresjonsende kombinerer en nedadgående spiralformet skjærekant øverst med en oppadgående skjærende spiralformet kant nederst. Dette betyr at materialet som kuttes har sine øvre og nedre overflater komprimert mot midten under skjæring, slik at materialets styrke under kompresjon motstår dets svakhet til å sprekke under spenning.
Husk at kompresjonsender skyver fjernet materiale ut sideveis, ikke oppover eller nedover, slik at materialet bare kan fjernes langs en utsatt kant.
Typer kompositter
• Glassfiber: Forsterket plast.
• Karbonfiber: Høy styrke-til-w8-forhold.
• Fenolisk: Varmebestandig, slitesterk.
Huske at kompresjonssonen mellom de 2 skjæreretningene på enden må være sentrert i materialet ditt.
- Komponentene i kompositten din bør vurderes både samlet og hver for seg.
- Hvis matrisen til kompositten er en polymerharpiks, må du ta hensyn til den typen plast.
- Hvis kompositten inneholder slipende fibre eller partikler, bruk en passende herdet overfresende og kjøling for å redusere slitasje.
Plast
skum
Polymerskum er tilgjengelig for CNC-ruting, og har fordelen av å ikke skape merkbar slitasje på enden, samtidig som komplekse former kan lages for tilpasset emballasje, estetikk, testgeometri eller for praksis med lav risiko. Den definerende egenskapen til disse materialene er deres lave skjærstyrke, som gjør at de kan kuttes raskt og enkelt.
Når du velger disse materialene, hvis strekkstyrken til skummet er enda lavere enn skjærstyrken, kan biter bli revet bort i stedet for rent kuttede spon. Det er også mulig for biter av relativt seigt og fleksibelt skum å rive av og vikle rundt overfresenden.
For de sjeldne skum med denne risikoen, sørg for å bruke skarpe skjærende ender ved høyt turtall med aggressive kanaler, og ikke slipende eller grunne ender. Stivt skum kan imidlertid slipes i stedet for å kuttes for å forhindre at det deformeres.
Myk plast
Myk plast (som polyetylen med lav tetthet) er definert av et relativt mål: De er polymerer som produserer "krøller", eller veldig lange fliser, når de kuttes. Dette betyr at de er mindre harde og sannsynligvis mer duktile. Husk at en mykere plast sannsynligvis også har et lavere smeltepunkt, og mister dimensjonstoleranse ved å bøye seg på kutt når den er varm. Reduser denne tendensen med en kjølig omgivelsestemperatur, vifter og grunne kutt. En skjærende ende med færre fløyter eller mindre aggressive kanaler kan redusere problemene forårsaket av jamming med lange krøller.
Hard plast
Hard plast (som polymetylmetakrylat) er definert av et relativt mål: De produserer korte fliser med ødelagte ender når de kuttes. Dette betyr at de er stivere og kan kuttes med mindre aggressivt kanaliserte ender, siden det skal være lettere å fjerne de mindre partiklene. Imidlertid kan overoppheting lett være et problem.
Hard plast deformeres mindre i bulken når den overopphetes, men kan smelte eller brytes ned rett ved skjæreoverflaten, noe som får svidd plastmateriale til å bygge seg opp på overfresenden og forhindre at den skjærer seg. Reduser denne tendensen med en kjølig omgivelsestemperatur, vifter og grunne kutt.
Typer plast
• Akryl: Klar, fargerik, sterk.
• Polykarbonat: Høy slagfasthet, klar.
• PVC (polyvinylklorid): Slitesterk, allsidig.
• HDPE (High-Density Polyethylene): Lett, motstandsdyktig mot fuktighet.
Metaller
I de aller fleste omstendigheter er det eneste metallet som bør kuttes med en overfres aluminium. Noen høy-Si-legeringer av Al er veldig harde, og bør kun brukes i fabrikker.
Aluminium vil produsere lange krøller når den kuttes med vanlige ender, noe som ofte resulterer i fastkjøring hvis det ikke er mye klaring tilgjengelig. Når aluminium må kuttes med liten toleranse, bør det brukes en spesiell sponbryterende. Denne typen ende, med egenskaper mellom de for abrasive ender og mange-rillede skjærende ender, har et romboedrisk "diamant"-overflatemønster som forhindrer at en enkelt skjæreflate forblir i kontakt med en stor mengde materiale under en hel skjærerevolusjon, og dermed bryter materialet som er fjernet til mange diskrete spon.
Vær oppmerksom på at hardheten og diffusjonskjølingen til et metall er følsom for omgivelsestemperaturen, og derfor kan de riktige innstillingene for ruteren endres hvis temperaturen i arbeidsområdet ikke kontrolleres. Når varme bygger seg opp, slites enden ut i en akselerert hastighet på grunn av mykning, og overflaten av metallet blir mer duktil, noe som forårsaker "utsmøring" deformasjon i stedet for rene, nøyaktige kutt. Kutt relativt sakte og bruk kjølevifter.
I sjeldne tilfeller kan andre metaller enn aluminium bli rutet.
– Noen legeringer av messing er myke nok til å rutes med ekstrem forsiktighet, velg veldig harde ender og CNC-baner spesielt designet for det formålet.
- Teoretisk sett kan veldig myke metaller som rent kobber, gull eller bly også rutes.
- I tilfelle av et tett, svært formbart materiale som de myke rene metallene, velg aggressive kutteender med få riller.
- I tilfelle av et tett, svært formbart materiale som de myke rene metallene, velg aggressive kutteender med få riller.
Typer metaller
• Aluminium: Lett, korrosjonsbestandig.
• Messing: Dekorativ, lett å kutte.
• Stål: Sterk, slitesterk.
• Kobber: Ledende, myk.
Stein og keramikk
Svært stive, harde materialer med lav seighet som sedimentær stein og vanlig keramikk (granitt, sandstein, fliser) kan freses med harde slipende ender.
Disse endene er ofte laget av et metall med innebygde diamantpartikler som slipemiddel. For fliser med svært lav seighet kan en grunne, tett riflet eller sponbrytende ende laget av HSS eller karbid være passende.
Vanligvis brukes en CNC-freser for disse materialene når det er behov for relieffdetaljer eller komplekse kantmønstre. På grunn av den høye hardheten og den lave varmeledningsevnen til stein og keramiske materialer, skapes en stor mengde varme og svært lite ledes bort av overflaten og fjernede partikler. Dette betyr at varmeoppbygging på ruterenden er et stort problem. Direkte vannkjøling anbefales.
Typer stein og keramikk
• Marmor: Elegant, relativt myk.
• Granitt: Hard, slitesterk.
• Keramiske fliser: Hard, sprø.
For å oppnå ønskede resultater i CNC-ruterprosjekter er det riktige materialet det avgjørende elementet. Hvert materiale har unike egenskaper og krever spesifikke verktøy, hastigheter og teknikker. Å følge de beste fremgangsmåtene som er skissert i denne veiledningen vil hjelpe deg med å maksimere egenskapene til CNC-ruteren din.
