Co to jest frezowanie i na czym polega?

Frezowanie CNC nie jest szczególnie skomplikowanym procesem, jeśli ogląda się je z pewnej odległości. W praktyce jednak niezwykle precyzyjne urządzenia pozwalają na wykonanie takich frezów, których przygotowanie tradycyjnymi obrabiarkami byłoby zupełnie niemożliwe. W najprostszym nawet wariancie, jakim jest frezowanie CNC 2D, a więc tylko w jednej płaszczyźnie na określoną głębokość, proces ten charakteryzuje się bardzo duża powtarzalnością wyniku oraz maksymalną precyzją.
Bardziej rozbudowane obrabiarki pozwalają na frezowanie CNC 3D, a więc bloków trójwymiarowych w każdej z trzech płaszczyzn na niemal dowolną głębokość. Rozwinięciem techniki frezowania trójwymiarowego jest frezowanie CNC 5D, w którym obrabiarka może wykonać dodatkowy obrót wokół dwóch osi. W tym wariancie uzyskuje się bryły o większej ilości detali i z jeszcze większa precyzja niż w przypadku obrabiarek trójwymiarowych.

Frezowanie CNC a straty materiału

W każdym przypadku frezowanie CNC wiąże się z ograniczeniem strat materiału – oczywiście są one trwale związane z charakterem samego procesu, ale zwiększenie precyzji pracy urządzeń sprawia, że błędne elementy nie powstają w ogóle, a te, które są tworzone, są idealnie zgodne z projektem. Precyzja frezarek sterowanych numerycznie jest na tyle duża, że pozwala na wykonywanie elementów z precyzją wymaganą w przemyśle lotniczym. Jest to poziom, który w innych branżach był odrzucany ze względów finansowych przed rozpowszechnieniem obróbki CNC. Obecnie frezarki sterowane numerycznie to urządzenia cechujące się bardzo duża wydajnością i umiarkowanym apetytem na energię, w związku z czym prototypowanie czy nawet produkcja seryjna pewnych elementów tym sposobem jest relatywnie tania, a niezawodność tej metody sprawia, że równocześnie możliwe jest utrzymanie najwyższych standardów jakościowych.

Wymagania

Frezowanie CNC stawia właściwie tylko jedno wymaganie – obrabiarka musi być doskonale zaprogramowania i prawidłowo eksploatowana. Przy urządzeniach zapewniających maksymalną precyzje obróbki wszystkie ewentualne usterki muszą być diagnozowane i naprawiane bardzo szybko. W wielu firmach oferujących feezowanie CNC tak nie jest – w celu zmniejszenia kosztów własnych sztucznie przedłuża się okres eksploatacyjny frezów i zespołu napędowego, a programowanie odbywa się w pośpiechu, co nierzadko kończy się błędami. Należy pamiętać, że metoda ta, jeśli ma być użyteczna, wymaga absolutnie sprawnego sprzętu i profesjonalnej obsługi. Nie jest możliwe wykonanie precyzyjnego frezowania, jeśli końcówki robocze obrabiarki są zużyte albo niewłaściwie dobrane.
Minimalny błąd technika popełniony przy programowaniu również może mieć fatalne skutki – przy precyzji sięgającej 0,01 mm/ 100 mm nie można sobie pozwolić na najmniejsze przeoczenia, a wartość ta uzmysławia również, jak ważne jest, aby maszyna była prawidłowo ustawiona i absolutnie sprawna – nawet minimalny luz na wrzecionie może spowodować, że frezy będą znacznie wykraczały poza projektowy margines błędu. Niestety dziś znalezienie dobrego wykonawcy, który frezowanie CNC wykona w najwyższym standardzie, często jest bardzo trudne.

Frezowanie CNC aluminium

Dużym wyzwaniem w temacie frezowania CNC jest frezowanie aluminium. Stopy aluminium wymagają zastosowania odpowiednich warunków obróbki mechanicznej. Wynika to z tego, że materiał ten jest bardzo elastyczny – mogą więc wystąpić odkształcenia elementu obrabianego, a także pod wpływem temperatury – zmiana jego wymiarów liniowych. Do obróbki aluminium stosujemy frezy dwu albo trzyostrzowe. Zastosowanie trzech albo dwóch ostrzy pozwala precyzyjnie osiągnąć wymiary oraz niezwykle gładką powierzchnię frezowanego elementu.

Czym jest frezowanie CNC?

Frezowanie CNC to popularna i często stosowana metoda obróbki metali, ale nie tylko. Precyzyjny proces jest całkowicie zautomatyzowany i odbywa się na podstawie komputerowo zaprogramowanego sterowania. To nie tylko odciąża operatorów, ale też gwarantuje optymalizację czasu pracy oraz kosztów związanych z produkcją – jednostkową oraz seryjną. Sterowanie numeryczne pozwala uzyskać nawet dużą liczbę wyrobów o dowolnych rozmiarach, kształtach i parametrach technicznych. Wszystkie są dokładnie takie same, dlatego z powodzeniem nadają się do dalszego wykorzystania, np. jako części maszyn.

Jak działa frezarka CNC?

Do przeprowadzenia frezowania wykorzystuje się frezarki CNC. Są to nowoczesne maszyny zintegrowane z komputerowymi programami sterowania procesem. Wykonują one ruch obrotowy wokół przedmiotu, który jest umieszczony w konkretnej pozycji i nie zmienia jej w czasie pracy narzędzia. W wyniku tego dochodzi do ścinania wierzchnich warstw materiału w miejscach, w których występuje on w nadmiarze. W ten prosty sposób udaje się obrabiać zarówno proste, jak i bardziej skomplikowane kształty.

Co można zrobić za pomocą frezarki CNC?

Frezarka CNC doskonale radzi sobie z obrabianiem różnych materiałów i produktów zarówno kompaktowych, jak i wielkogabarytowych. Sterowanie numeryczne jest tutaj ogromnym ułatwieniem, ponieważ daje szansę na bardziej wnikliwe planowanie, ustawianie i kontrolowanie efektów od sterowania ręcznego.
Mając na uwadze wszystkie zalety frezowania CNC, warto wykorzystać tę metodę do pracy z różnymi przedmiotami oraz materiałami – drewnem, metalem, stalą, tworzywami sztucznymi. Co udaje się z nich uzyskać? Przede wszystkim matryce, wtłoczniki, formy wtryskowe – prototypy, ale też elementy produkowane masowo. Są to głównie części samochodowe, ale nie tylko. W zależności, czy zastosujemy frezowanie współbieżne, przeciwbieżne, pełne, niepełne, swobodne uzyskamy konkretną konstrukcję o założonych walorach technologicznych.

Technologia CNC, czyli Computerized Numerical Control

Obecnie w dobie nowoczesnych technologii najbardziej wykorzystywanymi frezarkami są modele numeryczne. Najnowocześniejszymi modelami do obróbki skrawaniem w przemyśle są frezarki CNC do metalu. Są to wysoce wyspecjalizowane urządzenie stworzone do tego typu obróbki. Umożliwiają wykonanie skomplikowanych kształtów oraz detali z „kosmiczną” dokładności. Charakteryzują się one ogromnymi możliwościami w procesie obróbczym, świetnie sprawdzają się podczas długiej pracy a elementy powtarzalne są identyczne.

Przewaga frezarek CNC nad maszynami konwencjonalnymi

Technologia CNC pozwala na zaprogramowanie maszyny z pomocą wbudowanego komputera w taki sposób, aby samodzielnie mogła ona wykonywać proces obróbczy, jaki został zaplanowany przy minimalnym udziale człowieka, w bardzo krótkim czasie. W przypadku maszyn konwencjonalnych, to pracownik sprawdza dokładność wymiarowo-kształtową obrabianego przedmiotu. Wszystko odbywa się ręcznie, przez co czas pracy ulega wydłużeniu co może generować straty oraz opóźnienia w zakresie dostarczania zamówienia.