Конструкционные особенности станка для резки пенопласта с ЧПУ

На современном рынке строительных материалов широкую популярность приобрели изделия из пенопласта, пенополистирола и других полимерных веществ. Обладая прекрасными теплоизоляционными и декоративными качествами, подобные материалы имеют характерные особенности изготовления и обработки.

Особенности обработки полимерных материалов

Резка полимерных материалов обладает следующими особенностями:

• полимерные вещества обладают высокими упругими свойствами;
• полимерные вещества имеют низкий коэффициент пластичности;
• процесс механического разрушения происходит без пластического течения и носит кускообразный характер;
• процесс обработки полимерного материала требует воздействия небольшой по величине силы резания.

Высокие упругие характеристики таких веществ вызывают обратимую деформацию слоя, лежащего в пределах поверхности резания. Это приводит к взаимному контактированию режущего инструмента с материалом и, как следствие, увеличению сил трения между ними. По этой причине обработку пенопласта рекомендуется вести только острозаточенным и смазанным машинным маслом инструментом.

Величина прилагаемого усилия влияет на точность и качество обработки. Правильный расчет этого усилия позволяет назначить оптимальные параметры оборудования и оценить величину погрешности обработки.

Виды станков с ЧПУ для резки пенопласта

Станки с ЧПУ, используемые для обработки полимерной продукции, классифицируют по нескольким признакам.

В зависимости от конструкции, оборудование с ЧПУ может быть:

• портативное;
• стационарное.

Портативное. Эти модели характеризуются простотой конструкции и возможностью их беспрепятственного перемещения. Кроме того, их можно собирать своими руками. Подобные агрегаты используются для выполнения небольшого количества задач и выпуска небольших партий товара.

Стационарное. Устанавливаются на длительное время и характеризуются большим весом, габаритами, сложностью устройства и многофункциональностью. Часто такие станки оснащены числовым программным управлением (ЧПУ), используемым для автоматизации процесса резки больших объемов продукции.

По способу обработки станки с ЧПУ бывают:

• С продольным и/или поперечным способом 2D-резания. В станках этого типа движение режущего механизма осуществляется в одной из пространственных осей.
• Для получения сложных объемных фигурных изделий (3Д-резание).

В станках этого типа режущий механизм двигается по осям X и Y пространственной системы координат при помощи механизмов, управляемых компьютерным программным управлением.

Классификация по режущему инструменту

В зависимости от вида режущего инструмента, станки с ЧПУ могут быть:

• ножовочные (в качестве режущего элемента используется остро заточенное ножовочное полотно);
• фрезерные станки (основной режущий орган – твердосплавные фрезы);
• дисковые (резка осуществляется твердосплавными дисками с зубьями);
• проволочные (струнные);
• лазерные (резка материала выполняется с помощью лазерного излучения).

Проволочное оборудование с ЧПУ пенорезкой имеет наибольшее распространение. В качестве режущего инструмента используются тонкие нихромовые нити, обладающие повышенной токопроводимостью и прочностью при натяжении.

Для сведения. Изготовление 3d-изделий круглой формы в комплект каждого оборудования с ЧПУ может быть включен поворотный стол.

Обзор популярных моделей

В современных условиях промышленной обработки полимерных материалов используются станки с ЧПУ как отечественного, так и зарубежного производства. К наиболее популярным отечественным разработкам относят станки с ЧПУ для резки пенопласта фирм Apparatus, СРП, Киберстек, Antum.

Наиболее популярные модели станков с ЧПУ пенорезкой отечественных производителей представлены в таблице.

Из зарубежных производителей станков с ЧПУ хорошо зарекомендовала себя продукция фирм:

• Proxxon (Германия);
• FUBAG (Германия);
• SPARKY (Болгария);
• Megaplot (Польша).

В последнее время на российском рынке появились образцы станочного оборудования с ЧПУ китайского производства, например, фирмы Limac.

Изготовление станка в домашних условиях

Ввиду высокой стоимости станков с ЧПУ заводского исполнения, некоторыми умельцами придуманы способы изготовление такого оборудования своими руками.

Создание станка для 2D-резки пенопласта в домашних условиях потребует применения следующих материалов:

• верстак (рабочий стол);
• понижающий трансформатор 220/12В;
• реостат или ЛАТР (лабораторный автотрансформатор регулируемый);
• проволока из нихрома длиной 0,5 м;
• металлические пружины.

В качестве опорной конструкции для оборудования могут быть использованы лист фанеры, ДВП, ДСП, текстолитовая площадка толщиной 10–20 мм и размерами, соответствующими размерам планируемой к выпуску продукции.

По центру верстака укладывается опорный лист, по краям которого устанавливаются стойки для нити накаливания. На требуемой высоте одной из стоек крепится режущая проволока. Ко второй стойке крепится второй конец режущей проволоки с пружиной, соединенной с противовесом. Пружина в данном случае предназначена для натяжения нити во время ее нагревания.

Посредством последовательного соединения концов первичной обмотки трансформатора к сети электропитания 220 В, а выходных концов трансформатора через реостат (ЛАТР) к концам нихромовой нити накаливания, производят ее нагрев. С помощью реостата (ЛАТРа) производится регулировка температуры нагрева нити и осуществляется подбор оптимальной скорости подачи материала.

Конструирование станка для 3D-резки пенопласта своими руками потребует увеличить количество нихромовых нитей с соответствующим усложнением электрической схемы.

Изготовление станка для обработки полимерных материалов своими руками поможет сэкономить значительную часть средств, которые можно направить на приобретение расходных материалов.

Видео по теме: Как собрать ЧПУ станок по резке пенопласта