Если вам интересно, как на заводах превращают листы металла или цельные блоки в точные детали, вы наверняка сталкивались с фразой "металлорежущие станки с ЧПУ". Возможно, вы любитель, интересующийся металлообработкой, или у вас небольшая мастерская, и вы хотите расширить свои возможности. В любом случае, понимание основных типов станков поможет вам решить, какой из них соответствует вашим целям и бюджету.

Возможно, вы спросите: "Какие металлорежущие станки с ЧПУ лучше всего подходят для толстой стали? А как насчет хрупкого алюминия? Нужен ли мне лазер, плазменная дуга или что-то другое?" Короткий ответ заключается в том, что не существует универсального подхода. Каждый метод - лазерный, плазменный, фрезерный, фрезерный или гидроабразивный - хорош в разных ситуациях.

В этом руководстве мы рассмотрим все основные категории металлорежущих станков с ЧПУ и разберем, как они работают, в каких отраслях используются чаще всего и на что следует обратить внимание при выборе подходящего инструмента для изготовления металлоконструкций.

Что такое станки для резки металла с ЧПУ?

Металлорежущие станки с ЧПУ используют компьютеризированные системы управления для направления режущих инструментов, лазеров, потоков плазмы или воды. Каждая система нацелена на различные металлы, формы и толщины. От точной лазерной резки до сверхмощных плазменных дуг - эти станки обеспечивают современное производство в автомобильной, аэрокосмической, строительной и многих других отраслях промышленности по всему миру.

Скорость и эффективность 

Каждый Обработка на станках с ЧПУ различаются по скорости. Лазерные резаки могут прорезать тонкие листы, в то время как плазменные дуги работают с более толстыми листами в умеренном темпе. Фрезерование или фрезеровка зависят от диаметра инструмента и скорости подачи. Выбирайте систему, соответствующую вашим объемам и временным ограничениям.

Универсальность материалов 

Некоторые машины работают с широким спектром материалов. Водоструйные аппараты работают со сталью, титаном и даже гранитом, а лазеры - с черными и цветными металлами. Плазменные дуги отлично справляются с токопроводящими материалами, а фрезерные станки могут обрабатывать как металл, так и пластик, просто меняя фрезы.

Требования к точности

Если вам нужны мелкие детали - сложные вырезы или жесткие допуски, - лазерные и гидроабразивные системы известны своей точностью. Плазма чуть менее точна, но отлично справляется с более толстыми участками. Фрезерная обработка - это лучший вариант для скульптурных деталей с 3D-контурами или сложными геометрическими характеристиками.

Станки для лазерной резки с ЧПУ

Лазерные резаки с ЧПУ - одни из самых популярных станков для резки металла с ЧПУ на рынке. Они используют сфокусированный лазерный луч для быстрого расплавления или испарения металла. Вы можете найти CO2-лазеры и волоконные лазеры, каждый из которых имеет свои преимущества. Волоконные лазеры завоевали популярность благодаря своей большей эффективности, особенно при работе с отражающими металлами, такими как алюминий и латунь.

Как это работает:

Мощный лазерный луч направляется на заготовку. Тепло, создаваемое в фокусной точке, расплавляет или прожигает металл. Струя газа (часто азота или кислорода) может сдувать расплавленный материал для получения чистой кромки. Управляемое компьютером движение обеспечивает точность каждого прохода, надежно повторяя формы даже при больших объемах.

1. CO2-лазеры:
   • Эти лазеры существуют уже несколько десятилетий.
   • Отлично подходит для различных металлов, но может не справиться с сильно отражающими поверхностями.
   • Часто более доступны по цене, чем оптоволокно, но могут быть менее энергоэффективными.
2. Волоконные лазеры:
   • Для направления светового луча используйте оптоволоконные кабели.
   • Не так подвержен влиянию отражающих металлов.
   • Как правило, быстрее и энергоэффективнее.

Приложения:

Лазерные резаки используются на автомобильных заводах для изготовления деталей на заказ, в аэрокосмической отрасли для создания сложных форм и на предприятиях электроники, где требуется точная резка тонких материалов. Они также популярны среди небольших мастерских по изготовлению листового металла, где очень важны сложные детали.

Информация: Лазерная резка позволяет достичь допусков ±0,005 дюйма (или даже лучше, в зависимости от станка), что делает ее лучшим выбором для прецизионных задач.

Станки плазменной резки с ЧПУ

Плазменная резка является основным видом оборудования для резки металла с ЧПУ, особенно для средних и толстых листов стали, алюминия и других токопроводящих материалов. Их часто можно увидеть на строительных верфях, в судостроении и на заводах по производству тяжелых изделий, где резка толстых металлических листов является рутинной задачей.

Как это работает:

Плазменный резак генерирует высокотемпературный ионизированный газ - плазму - для расплавления металла. Расплавленный материал выдувается потоком газа. Этот метод позволяет с легкостью прорезать металл большой толщины, хотя при этом ширина пропила может быть больше, чем при использовании лазера.

Приложения:

• Строительные балки и ригели
• Элементы корпуса судна
• Сельскохозяйственное оборудование
• Рамы грузовиков и детали тяжелой техники

Быстрый совет: Рассмотрите возможность использования воздушно-плазменной системы в качестве недорогой установки, если вы режете сталь лишь изредка. Для промышленных работ выбирайте мощные плазменные дуги, которые эффективно справляются с толстыми листами.

Фрезерные станки с ЧПУ

Когда речь идет о металлорежущих станках с ЧПУ, которые могут создавать сложные 3D-формы, Фрезерование с ЧПУ выделяется. Вы не просто срезаете кромки, вы создаете скульптуру всей заготовки. Такой подход отлично подходит для деталей, которым нужны карманы, прорези, резьба или обработка нескольких граней.

Как это работает:

Вращающийся режущий инструмент, называемый фрезой или концевой фрезой, снимает материал с неподвижной или иногда вращающейся заготовки. Стол может перемещаться по нескольким осям (часто по трем, четырем или пяти), что позволяет станку вырезать сложные контуры.

Типы фрезерных станков с ЧПУ:

1. Вертикально-фрезерные станки: Шпиндель, удерживающий режущий инструмент, ориентирован вертикально. Часто встречается при общей обработке.
2. Горизонтальные фрезерные станки: Шпиндель расположен горизонтально, что делает их более подходящими для выполнения некоторых тяжелых работ. Стружка (металлическая стружка) легче отходит.
3. 5-осевые фрезерные станки: Обеспечивают движение в пяти направлениях. Идеально подходит для сложных аэрокосмических и автомобильных деталей с большим количеством углов и изгибов.

Приложения:

Мастерские по изготовлению пресс-форм и штампов в значительной степени полагаются на фрезерование, чтобы придать стальным блокам форму форм для впрыска пластика. Автомобильные детали, такие как блоки двигателей или головки цилиндров, также подвергаются фрезеровке. Фрезеровке подвергается даже электроника, например корпуса ноутбуков (изготавливаемые из алюминия).

Опасность: Плохо закрепленная заготовка может сместиться во время фрезерования, испортить деталь или повредить режущий инструмент. Всегда проверяйте способ крепления перед каждым запуском.

Маршрутизаторы с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ возможно, не первый инструмент, который вы представляете себе для металлорежущих станков с ЧПУ, однако они удивительно хорошо справляются с легкими металлами, такими как алюминий. Они отлично справляются с широкоформатными работами, особенно при изготовлении вывесок, декоративных панелей или архитектурных элементов.

Как это работает:

Фрезерные станки похожи на фрезерные, но часто имеют более легкие станины и шпиндели. Процесс резки аналогичен: вращающееся сверло снимает материал при движении стола или портала. Хотя фрезерные станки с ЧПУ обычно ассоциируются с деревом, при правильном управлении скоростью и подачей многие мастерские приспосабливают их для обработки тонкого алюминия или латуни.

Приложения:

• Декоративные металлические знаки
• Мебель на заказ (с некоторыми металлическими вставками)
• Прототипирование тонколистовых деталей
• Производство для любителей или малых предприятий

Предложение: Если вы планируете резать металл на фрезерном станке, приобретите прочную раму с минимальным изгибом. Вибрация может привести к плохой обработке поверхности или поломке насадок.

Станки гидроабразивной резки с ЧПУ

Среди металлорежущих станков с ЧПУ, гидроабразивная резка отличаются своей способностью резать практически любой материал без теплового искажения. Вместо источника тепла в этих системах используется поток воды под высоким давлением, часто смешанный с абразивом, например гранатом.

Как это работает:

Вода подается под давлением 50 000-90 000 фунтов на квадратный дюйм и направляется через небольшое отверстие. Для усиления режущей способности могут быть добавлены абразивные частицы. Мощная струя размывает материал по запрограммированной траектории. Благодаря отсутствию сильного нагрева кромки не подвергаются термическому повреждению.

Приложения:

• Аэрокосмические детали, требующие минимального напряжения на кромках
• Изготовление камня и плитки по индивидуальным проектам
• Автомобильные прототипы
• Многослойная резка (укладывайте несколько листов для одновременной резки)

Информация: В зависимости от давления насоса и качества абразива гидроабразивная машина может разрезать металл толщиной до нескольких дюймов. Это также экологически чистый вариант, поскольку многие системы фильтруют и перерабатывают воду.

Таблица сравнения машин

Вопрос "Какие металлорежущие станки с ЧПУ выбрать?" зависит от материала, толщины и требуемой точности. Ниже приведена таблица, обобщающая ключевые аспекты:

Эта таблица дает краткое представление о том, как каждый тип машины удовлетворяет различным потребностям. Не забывайте, что фактическая толщина и стоимость зависят от конкретной модели и региона.

Заключение

Итак, какие существуют типы металлорежущих станков с ЧПУ? Теперь вы знаете основные пять: лазерный, плазменный, фрезерный, фрезерный и водоструйный. Каждый из них работает в определенных областях. Лазер подходит для тонких или умеренно толстых листов с высокой детализацией. Плазма на скорости пробивает толстые проводящие металлы. Фрезерная обработка превращает твердые тела в сложные трехмерные формы. Фрезеры справляются с легкими металлами или крупноформатными задачами. Водометы разрезают практически все, толстые и тонкие, без дополнительного нагрева.

Оптимальный выбор зависит от материала, толщины и требуемой точности. Всегда учитывайте эксплуатационные расходы, от расходных материалов до потребления электроэнергии. Сбалансировав эти факторы, вы сможете выбрать идеальный станок, который обеспечит эффективность вашего рабочего процесса и высокое качество конечной продукции.

Вопросы и ответы

Может ли один цех использовать несколько металлорежущих станков с ЧПУ?

Да. Многие производственные цеха имеют как минимум два типа станков - например, плазменный для толстой стали и лазерный для сложных тонких деталей.

Какой станок лучше всего подходит для резки отражающих металлов, таких как латунь или медь?

Волоконный лазер или водяная струя обычно лучше подходят для работы с отражающими металлами. CO2-лазеры иногда не справляются с отражениями.

Как сохранить низкие эксплуатационные расходы при гидроабразивной резке?

Повторное использование воды, выбор доступных абразивных материалов и оптимизация траектории резания могут снизить расходы. Правильное техническое обслуживание помогает сохранить срок службы насоса.