Hvernig velurðu CNC-vél fyrir efnið þitt og fyrirhugaða framleiðslu?

Byrjaðu val á CNC-vél út frá efninu

Val á CNC-vél hefst oft á samanburði á afli, vinnusvæði og verði. Þetta eru mikilvægar breytur, en þær ættu ekki að vera fyrsta skrefið. Fyrst þarftu að svara einfaldari spurningu: hvaða efni ætla ég að vinna og hvaða útkomu vil ég ná?

Fyrirtæki sem sker MDF-plötur þarf aðra tækni en verkstæði sem framleiðir stálhluti, og enn önnur tækni hentar vinnustofu sem sérhæfir sig í að einstaklingsmerkja smávörur. Viður, akrýl, gler, ál og stál hafa ólíka eiginleika og þess vegna hentar sama vélin ekki jafn vel í öll verkefni.

Það er líka þess virði að ákveða hvort fyrirhuguð vinna feli í sér skurð, greypingu, fræsingu, merkingu, borun eða raðframleiðslu hluta. CO₂-leysir getur skorið akrýl og við afar vel, en hann er ekki alhliða lausn til að skera stál. Trefjaleysir (fiber) er hins vegar eðlilegt val til að merkja og skera málma, en hann kemur ekki í stað CO₂-leysis fyrir mörg efni sem eru ekki úr málmi. Kern Laser Systems lýsir CO₂ sem tækni sem er meðal annars vinsæl fyrir við, plast, textíl og frauð, en trefjaleysum er lýst sem lausn sem er sérstaklega skilvirk fyrir málma.

Mikilvægasta reglan: efnið ræður tækninni

Taflan hér að neðan gefur almennan útgangspunkt. Hún kemur þó ekki í stað prófana á efninu, því útkoman ræðst af þykkt, samsetningu, yfirborðsgæðum, tilskilinni nákvæmni og fyrirhuguðum afköstum.

Efni	Heppilegasta tæknin	Dæmigerð notkun
Viður, krossviður, MDF	CO₂-leysir eða CNC-fræsari	Skurður, greyping, skrautþættir, húsgögn, skilti
Akrýl og sumt plast	CO₂-leysir eða CNC-fræsari	Stafir, standar, auglýsingar, hlífar, skrautþættir
Gler	CO₂-leysir, oftast til greypingar	Einstaklingsmerking, skreytingar, merkingar
Svartstál og ryðfrítt stál	Trefjaleysir eða CNC-plasma	Skurður á málmplötum, burðarhlutir, hlutir og merkingar
Ál og málmar án járns	Trefjaleysir, plasma eða CNC-fræsari — eftir þykkt og útkomu	Skurður, merking, vélarhlutir
Byggingarplast	CNC-fræsari eða CO₂-leysir — eftir plasttegund	Frumgerðir, hlífðarkassar, tæknilegir hlutir
Pappír, pappi, leður, auglýsingaefni	CO₂-leysir	Skurður, greyping, einstaklingsmerking
Málmhlutir sem þarfnast varanlegrar merkingar	Trefjaleysir	Raðnúmer, kóðar, lógó, auðkenning hluta

CNC-vél fyrir við, MDF og krossvið

Þegar unnið er með viðarefni er oftast horft til CNC-fræsara eða CO₂-leysis. Báðar tæknilausnir ráða við við, en þær gefa ólíka útkomu og henta ólíkum verkefnum.

Hvenær ættirðu að velja CNC-fræsara?

CNC-fræsari er gott val þegar eftirfarandi skiptir máli:

• meiri vinnsludýpt;
• fræsing á vösum, rákum og þrívíðum flötum;
• vinnsla á þykkum plötum og rúmfræðilegum hlutum;
• möguleiki á að nota mismunandi fræsitennur;
• vinna sem krefst vélrænnar efnistöku;
• framleiðsla á húsgögnum, framhliðum, mótum, sniðmátum og burðarhlutum.

Fræsari getur einnig unnið sumt plast, ál og önnur efni, en geta hans ræðst af stífleika grindarinnar, afli snælduhauss, festingu efnisins, verkfærum og skurðarbreytum. Þetta er mikilvægur greinarmunur: lítill áhugamannafræsari og öflug framleiðsluvél geta borið svipuð heiti en hafa gjörólíka notkun.

Hvenær er CO₂-leysir betri?

CO₂-leysir er áhugaverð lausn þegar hraður skurður og greyping á flötum plötum skiptir mestu. Hann hentar vel fyrir við, krossvið, MDF, akrýl, pappír, pappa, leður og mörg auglýsingaefni.

Leysirinn krefst ekki vélrænnar snertingar milli verkfæris og efnis. Þess vegna getur hann unnið fín smáatriði og flóknar útlínur án þess að skipta um fræsitennur. Þó þarf að hafa í huga útsog, loftaðstoð (air assist), kælingu, hreinsun á ljósfræði og öruggt val á efni.

Þegar um við og MDF er að ræða ræðst útkoman af þéttleika, raka, lími og einsleitni platna. Sama forritið getur gefið örlítið ólíka brún á tveimur efnislotum. Áður en raðframleiðsla hefst er þess virði að framkvæma prófun á hraða og afli.

Akrýl og plast — valið ræðst af tegund efnisins

Akrýl er eitt þeirra efna þar sem CO₂-leysir gefur oft aðlaðandi útkomu, sérstaklega við skurð. Hægt er að ná sléttri og fallegri brún, sem skiptir máli við framleiðslu á stöfum, skiltum, stöndum og skrautþáttum.

CNC-fræsari er betri ef þú þarft að gera göt, vasa, fasa eða hluti sem eru þykkari. Hann gerir einnig kleift að vinna mörg byggingarplastefni sem ekki ætti að skera með leysi án þess að kanna samsetninguna.

Með plast þarf að fara varlega með efni af óþekktum uppruna. Ekki allt plast hentar til vinnslu með leysi. Sum geta gefið frá sér hættuleg brunaefni eða valdið vandamálum með skurðargæði. Fyrir vinnu með leysi ættir þú alltaf að skoða efnisskjöl og ráðleggingar framleiðanda tækisins.

Gler — fyrst og fremst greyping, ekki hefðbundinn skurður

CO₂-leysi má nota til að greypa gler. Það felur yfirleitt í sér að ná mattri, skrautlegri merkingu á yfirborði flösku, glass, glugga eða annars hlutar.

Hann ætti þó ekki að teljast alhliða verkfæri til að skera glerplötur. Við greypingu á gleri skipta hraði, afl, fókus, glertegund og aðferð við hitalosun máli. Meira afl gefur ekki alltaf betri útkomu — of mikil orka getur aukið hættu á sprungum eða ójafnri greypingu.

Gler krefst annarra breyta en akrýl, og stillingar fyrir mismunandi efni og leysisgerðir ætti að líta á sem útgangspunkt fyrir prófanir.

Stál, ryðfrítt stál og ál — trefjaleysir eða plasma?

Fyrir málma eru trefjaleysir og CNC-plasma oftast borin saman. Í sumum tilvikum má einnig horfa til öflugri CNC-fræsara.

Trefjaleysir fyrir málm

Trefjaleysir er góð leið þegar eftirfarandi skiptir máli:

• nákvæmar útlínur;
• mjó skurðarrauf;
• lágmarks eftirvinnsla;
• endurtekjanleiki;
• hröð merking málma;
• vinna með stál, ryðfrítt stál, ál og aðra málma.

Fyrir þynnri og meðalþykkar plötur getur trefjaleysir verið aðlaðandi fyrir fyrirtæki sem framleiða hluti, plötur, auglýsingaþætti, hlífðarkassa og stuttar raðir. Þegar valið er þarf að greina ekki aðeins afl uppsprettunnar, heldur einnig hausinn, borðið, hugbúnaðinn, leysisuppsprettuna, kælinguna og þjónustuna.

CNC-plasmaskeri

CNC-plasma getur verið hagkvæm lausn þegar fyrirtæki sker málmplötur og þarf tiltölulega afkastamikla tækni fyrir burðarhluti, málmskreytingar eða þykkari hluti.

Þegar plasmaskeri er valinn ætti að huga að þykkt og gerð málmsins, plötustærð, vinnuálagi, plasmauppsprettu, hæðarstýringu brennarans, gæðum þrýstilofts og aðferð við að fjarlægja reyk og slettur. Hypertherm bendir einnig á mikilvægi fjárhagsáætlunar, vaxtarmöguleika fyrirtækisins, hugbúnaðar, lengdar ábyrgðar og gæða tækniaðstoðar.

Plasma gefur ekki alltaf sömu brúngæði og trefjaleysir, en í vissum tilvikum getur það verið skynsamlegra val með tilliti til kostnaðar, efnisþykktar og afkasta.

CNC-fræsari fyrir málm

CNC-fræsari er rétta tæknin ef þú þarft, í stað þess að skera einungis, að framkvæma rúmfræðilega vinnslu: göt, gengjur, vasa, fleti, rákir eða nákvæm yfirborð. Hann krefst þó nægilega stífrar grindar, viðeigandi snælduhauss, kælingar, verkfæra og stöðugrar festingar.

Þú ættir ekki að gera ráð fyrir að hver fræsari sem auglýstur er sem „CNC fyrir ál” henti til reglulegrar framleiðslu á stálhlutum. Fyrir málma skipta stífleiki, nákvæmni, spónahreinsun og geta til að vinna með breytur aðlagaðar að tilteknu málmblendi sérstöku máli.

CO₂-, trefja- eða plasmaleysir — hver er munurinn í reynd?

Tækni	Hentar best fyrir	Dæmigerð notkun	Hvað þarf að varast?
CO₂-leysir	Viður, MDF, krossviður, akrýl, pappír, leður og mörg efni sem eru ekki úr málmi	Skurður og greyping	Loftræsting, útsog, loftaðstoð, ljósfræði og örugg efnissamsetning
Trefjaleysir	Stál, ryðfrítt stál, ál og aðrir málmar	Skurður og varanleg merking	Val á afli, haus, vinnusvæði, hlíf og breytum fyrir málmblendið
CNC-plasma	Stál, ryðfrítt stál og ál, sérstaklega í meiri þykktum	Hraður skurður á burðar- og skrautþáttum	Brúngæði, reykur, slettur, þrýstiloft og rekstrarvörur

Trefjaleysir eða plasma? Einföld útskýring

Báðar tæknilausnir eru aðallega notaðar til að vinna málm, en þær virka gjörólíkt. Trefjaleysir sker málm með fókuseruðum ljósgeisla. Plasma sker hann með mjög heitri, jónaðri gastegund, þ.e. plasmaboga.

Einfaldasta leiðin til að muna þetta: trefjaleysir er yfirleitt valinn þegar nákvæmni, nákvæm útlína og fagurfræðileg brún skipta mestu. CNC-plasma er oft hagkvæmara þegar þú þarft að skera stærri eða þykkari málmplötur hratt, og hámarksnákvæmni brúnarinnar er ekki mikilvægasta viðmiðið.

Viðmið	Trefjaleysir	CNC-plasma
Skurðaraðferð	Fókuseraður ljósgeisli bræðir og gufar upp efnið	Plasmabogi bræðir málminn og gasstraumur fjarlægir bráðna efnið
Dæmigerður kostur	Nákvæmni, nákvæmar útlínur og mjó skurðarrauf	Afkastamikill málmskurður og gott val fyrir meiri þykktir
Brún	Yfirleitt sléttari og krefst minni eftirvinnslu	Getur krafist þess að fjarlægja gjall eða frekari eftirvinnslu
Bestu notkunartilvik	Hlutir, hlífðarkassar, plötur, auglýsingaþættir, stuttar raðir	Burðarvirki, málmskreytingar, stálhlutir og þykkari plötur
Hvað þarf að útvega	Viðeigandi afl, haus, ljósfræði, kælingu og útsog	Plasmauppsprettu, þrýstiloft, hæðarstýringu brennara og reyksog
Rekstrarkostnaður	Ræðst meðal annars af uppsprettu, gasi, ljósfræði og þjónustu	Felur aðallega í sér orku, loft og rekstrarvörur brennara

Dæmi: ef fyrirtæki vill skera nákvæmar stálplötur með götum og flókinni útlínu getur trefjaleysir verið betri leið. Ef það hyggst hins vegar gera stærri stálhluti fyrir burðarvirki, hlið, skreytingar eða vélar getur plasma reynst hagkvæmara.

Þetta þýðir ekki að trefjaleysir sé alltaf betri eða að plasma sé ófaglegri lausn. Þetta eru verkfæri fyrir ólík verkefni. Endanlegt val ræðst fyrst og fremst af gerð og þykkt málmsins, tilskilinni nákvæmni, fjölda hluta og ásættanlegu magni eftirvinnslu eftir skurð.

Fyrir merkingu málma er trefjaleysir eðlilegt val fyrir raðnúmer, kóða, lógó og auðkenningu hluta. Plasma er fyrst og fremst notað til skurðar, ekki nákvæmrar merkingar.

Auglýsingaefni — hvað þarf að hafa í huga?

Auglýsingafyrirtæki vinna oft með mörg efni og sinna bæði stökum pöntunum og stuttum röðum. Í slíku tilviki er mikilvægasti þátturinn ekki endilega hámarksskurðarþykkt, heldur fjölhæfni og hraðar umskiptingar.

Dæmigerð efni eru viður, krossviður, MDF, akrýl, greypingarlamínöt, pappír, pappi, leður, filmur, anóðiserað ál og stálhlutir. CO₂-leysir getur verið góð lausn til að skera og greypa mörg efni sem eru ekki úr málmi. Trefjaleysir hentar vel fyrir varanlega merkingu málma og CNC-fræsari fyrir þykkar plötur, fræsingu stafa og rúmfræðilega vinnslu.

Það er þess virði að huga að möguleikanum á að nota snúningsbúnað (rotary) ef fyrirtækið hyggst merkja bolla, flöskur eða aðra sívala hluti. Þegar líkar pantanir eru margar skipta einnig sjálfvirk hæðarstilling, hröð heimkeyrsla (homing) og einfaldur undirbúningur skráa máli.

Breytur sem þarf að laga að framleiðslunni

Eftir að tæknin hefur verið valin kemur að stillingum. Hér er heldur engin ein breyta sem ræður öllu.

Breyta	Spurning sem þú þarft að svara
Vinnusvæði	Hver er stærsti hluturinn, og erum við að vinna heila plötu eða smærri búta?
Efnisþykkt	Hver er dæmigerð þykkt, og hver er einstaka hámarksþykkt?
Afl uppsprettu eða snælduhauss	Er mikilvægara að vinna þykkara efni, hraði eða fíngerð greyping?
Nákvæmni og endurtekjanleiki	Hvaða vikmörk eru tilskilin, og þarf hver hlutur að vera eins?
Vinnuhraði	Hversu marga hluti eða plötur þarf að framleiða á dag?
Fjöldi yfirferða og umskiptinga	Krefst afurðin einnar aðgerðar eða margra þrepa?
Festing efnis	Þarftu lofttæmisborð, klemmur, vatnsborð eða sérstakar festingar?
Hugbúnaður	Hefur teymið þegar reynslu af CAD/CAM, hreiðrun (nesting) eða merkingu?
Útsog, kæling og þrýstiloft	Hvaða kröfur gerir vinnustöðin, og eru innviðirnir þegar til staðar?
Þjónusta og varahlutir	Hversu fljótt er hægt að leysa bilun, og býður framleiðandinn upp á þjálfun og stuðning?

Hvernig velurðu CNC-vél skref fyrir skref?

Skref 1: Skráðu efnin

Skráðu ekki aðeins heiti efnisins, heldur einnig þykkt þess, snið, framleiðanda og áætlað magn. „Viður” getur átt við þunnan krossvið, þykka húsgagnaplötu eða harðan hlut sem krefst fræsingar.

Skref 2: Skilgreindu ferlið

Ákveddu hvort þú þarft skurð, greypingu, merkingu, fræsingu, borun eða nokkrar aðgerðir í einu ferli.

Skref 3: Áætlaðu framleiðsluna

Áhugamaður sem gerir nokkra hluti á mánuði þarf aðra vél en fyrirtæki sem afgreiðir tugi pantana á dag. Hugsaðu um hvert dæmigert vinnuálag er, hversu langan tíma ein aðgerð getur tekið og hvort þú áformar að vaxa.

Skref 4: Kannaðu tæknilegar aðstæður

Hugaðu að rými, flutningi, gólfefni, aflgjafa, loftræstingu, útsogi, kælingu, þrýstilofti og hávaðastigi. Verð tækisins felur ekki alltaf í sér undirbúning allrar vinnustöðvarinnar.

Skref 5: Biddu um efnisprófun

Prófun á tilteknu efni er oft verðmætari en tafla með breytum ein og sér. Hún gerir þér kleift að kanna brúngæði, nákvæmni, vinnutakt og hvers kyns nauðsynlega eftirvinnslu.

Skref 6: Berðu saman þjónustu, ekki bara tækniforskriftir

Kannaðu hvort framleiðandinn bjóði upp á uppsetningu, þjálfun, varahluti, fjargreiningu, þjónustu og aðstoð við stillingar. Hypertherm leggur áherslu á að tækniaðstoð, fræðsluefni og ábyrgðarskilmálar séu mikilvægir þættir í vali á plasmaborði.

Algengustu mistökin: að velja vél „til öryggis”

Að kaupa stærri og öflugri vél getur virst öruggt, en það er ekki alltaf skynsamlegt. Of stórt tæki getur þýtt hærra kaupverð, meiri plásskröfur, dýrari þjónustu og breytur sem fyrirtækið mun aldrei nota.

Á hinn bóginn getur of lítil vél takmarkað vöxt eftir aðeins nokkra mánuði. Þess vegna er þess virði að greina á milli þriggja þrepa þarfa: dæmigerðs efnis og þykktar, hámarksþarfa og mögulegs vaxtar á komandi árum. Besta uppsetningin finnst yfirleitt einhvers staðar á milli tækis sem keypt er eingöngu fyrir verkefni dagsins í dag og vélar sem valin er fyrir algjörlega ímyndaða framtíð.

Samantekt: hvaða CNC-vél verður best?

Það er engin ein besta CNC-vél. Það er hins vegar til vél sem hentar best fyrir tiltekið efni, ferli, stærð hluta og framleiðsluumfang.

• Fyrir við, MDF og krossvið er þess virði að bera saman CNC-fræsara og CO₂-leysi.
• Fyrir akrýl hentar CO₂-leysir oft vel, og fyrir vélræna vinnslu — fræsari.
• Fyrir gler er oftast horft til CO₂-leysis til greypingar.
• Fyrir stál, ryðfrítt stál og ál er þess virði að bera saman trefjaleysi og CNC-plasma, með tilliti til þykktar og tilskilinna brúngæða.
• Fyrir nákvæma rúmfræðilega vinnslu málma þarftu nægilega stífan CNC-fræsara.
• Fyrir varanlega merkingu málma er trefjaleysir oftast valinn.

Ef þú ert ekki viss um hvaða tækni hentar efninu þínu, hafðu samband við Roboteus. Við getum aðstoðað þig við að velja vél fyrir fyrirhugaða framleiðslu, rætt kröfur vinnustöðvarinnar og skipulagt sýnikennslu á tilteknu efni. Frekari upplýsingar má finna á roboteus.com.

Samband: +48 533 566 701

Heimildir

• [1] Kern Laser Systems — Leiðbeiningar um leysiskurð og leysiskera
• [2] Epilog Laser — Efnisstillingar
• [3] Hypertherm — Hvernig velja á besta CNC-plasmaborðið fyrir þínar þarfir
• [4] MIT Environment, Health & Safety — Öryggi við leysiskera

Athugasemd ritstjórnar

Taflan og ráðleggingarnar eru einungis til almennrar leiðbeiningar. Endanlegt val ætti að taka mið af tilteknu efni, þykkt þess og samsetningu, tilskilinni útkomu, framleiðslumagni, uppsetningaraðstæðum og prófun sem framkvæmd er á raunverulegum sýnum. Sérstaklega fyrir plast og auglýsingaefni ætti að staðfesta samsetningu þeirra og öryggi við vinnslu áður en vinna hefst.