3D фрезерование – технологическая операция, подразумевающая обработку детали в трех измерениях. Стандартный фрезер работает только по горизонтали и вертикали, аналог 3D оборудован набором направляющих элементов, приводов, перемещающих шпиндель по необходимым траекториям. Чтобы автоматизировать процесс, современные фрезеры комплектуются программируемыми блоками управления. Оператору достаточно настроить алгоритм обработки, а дальше – только наблюдать за процессом. Минимальное вмешательство человека исключает риск ошибки, порчи заготовки. Какими еще особенностями, достоинствами характеризуется технология 3D-фрезерования?
Тонкости процесса
Технически трехмерную фрезеровку можно охарактеризовать как придание заготовке определенной формы и объема. Объем можно быть полным (в результате обработки получается скульптура), половинным (формирование барельефа, панно). Рабочий инструмент – фреза, зафиксированная в шпинделе. Конфигурация фрезы различна, что и определяет форму получаемого среза. Инструмент удаляет необходимые объемы материала, формирует борозды определенной ширины и длины, за счет чего достигается желаемый результат. Как правило, в процессе фреза меняется. Сначала используются более крупные элементы, направленные на черновую обработку, подготовку заготовки грубой формы. Далее они меняются на небольшие фрезы, обеспечивающие точечное воздействие для тонкой обработки, финишной корректировки формы.
Сферы использования
3D-фрезерование – технология, подходящая для различных хозяйственных, промышленных областей:
- Мебельное производство, формирование изящных резных ножек и декоративных элементов предметов интерьера;
- Высокоточное изготовление составных элементов для автомобилей, судов и других транспортных средств;
- Изготовление декора, предметов рекламной направленности;
- Приборостроение, вплоть до наиболее точных электронных областей промышленности;
- Производство сувенирной продукции независимо от сложности конфигурации готового изделия;
- Изготовление матриц для литья, в том числе в ювелирном деле.
Преимущества технологии
Достоинства 3D-фрезерования следующие:
- Высочайшая точность. Числовой блок управления гарантирует воспроизведение мельчайших деталей, обозначенных на эскизе. Готовый объект на 100% повторяет исходник, что в случае с ручной работой крайне маловероятно;
- Нивелирование человеческого фактора. Станок, в отличие от человека, не ошибется, не испортит заготовку. Движения фрезы четкие, отточенные, сколы, вмятины, нарушения структурной целостности материала исключены;
- Универсальность. Допустима обработка материалов, различных по плотности, твердости, структуре;
- Длительный срок службы готовых изделий. Товары, выполненные при помощи 3D-фрезерования служат дольше аналогов, выполненных другими методами, дольше сохраняют четкость формы, насыщенность цветов;
- Высокая скорость производства. Производительность станка, укомплектованного блоком ЧПУ, на порядок выше, чем у ручного труда. Этот момент объясняет и меньшую цену изделий, в сравнении с теми, что изготовлены вручную.
Стадии процесса
Этапы 3D-фрезерования следующие:
- Создание трехмерной модели в специальной компьютерной программе. Второй вариант подготовки математической модели – сканирование готового физического аналога, оцифровка изображения, загрузка параметров на компьютер;
- Создание программы управления. Оператор фиксирует последовательность действий, выполняемых фрезой, определяет алгоритм ее перемещения, скорость вращения, глубину погружения в материал и прочие моменты, влияющие на результат;
- Подготовка оборудования. Фиксация заготовки, установка новой фрезы, определение корректности работы охлаждающей системы – операции, характерные для этой стадии;
- Черновая обработка. Задача черновой фрезеровки – подготовка заготовки к чистовому производству, формирование грубых форм, нуждающихся в финишной доводке, корректировке. Для этого используется крупная фреза;
- Чистовая фрезеровка. Используются небольшие фрезы, формирующие окончательные очертания, закругления, декоративные вставки.
Готовое изделие может быть в завершении обработано и вручную, покрыто декоративно-защитным составом, краской или лаком.
