Возможности фрезерного станка с ЧПУ в области прототипирования (+ видео)

Одним из самых распространенных типов рельефа является барельеф (фр. bas-relief — низкий рельеф) — разновидность скульптурного выпуклого рельефа, в котором изображение выступает над плоскостью фона не более, чем на половину объёма. Если же рельеф выступает больше, чем на половину, то это уже горельеф (высокий рельеф).

И в нашей статье мы будем говорить именно об изготовлении барельефов с использованием фрезерного станка с числовым программным управлением (ЧПУ).

Если вы думаете, что эти инструменты не имеют отношения к теме 3D-технологий, то сильно ошибаетесь. В случае, когда вам необходимо создать прототип какого-либо изделия, изготовить металлическую пресс форму или, как в нашем примере, сделать барельеф, то оптимальным решением будет использование технологий быстрого прототипирования, одним из видов которых является 3D-фрезеровка.

Для 3D-фрезерования используется фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ), который позволяет обеспечить высокую точность изготавливаемых объектов из любых материалов, будь то дерево, металл, камень, пластик, оргстекло и т.д. При этом процесс 3D-фрезерования проходит быстро (в разы быстрее, чем ручное изготовление) и качественно.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ? В соответствии с загруженной 3D-моделью изделия контроллер ЧПУ преобразует коды управляющего файла (который создан на основе виртуальной модели) в движение режущего инструмента над заготовкой. Таким образом трехмерная модель начинает приобретать формы реального объекта.

В процессе 3D-фрезерования делается два вида проходов:

• черновой, когда задаются основные линии и форма объекта, при этом размер фреза немного больше, чем при чистовой обработке, а также крупнее шаг фрезеровочного станка;
• чистовой, когда фрез еще раз проходит по изделию, но уже с мелкой нарезкой, оттачивая форму, вплоть до сотых долей миллиметра, в полном соответствии с виртуальной 3D-моделью.

Очень важна предварительная подготовка перед непосредственным изготовлением изделия, которая делится на несколько этапов:

1. Выбор или создание 3D-модели желаемого рельефа.
2. Импорт 3D-модел в новый файл будущей программы обработки, где указываются размеры заготовки, ориентация и высота (глубина) рельефа.
3. Процесс обработки заготовки разбивается на этапы (черновое и чистовое фрезерование), где для каждого из них строится траектория движения фрезы, а также выбирается тип режущего инструмента.
4. Выполняется симуляция обработки. Этот этап очень важен, поскольку. позволяет выявить ошибки программирования при предварительной подготовке, не требуя изготовления пробного изделия.
5. Созданная и проверенная программа обработки экспортируется в файл управляющей программы для контроллера ЧПУ.

После завершения всех предварительных этапов обработки файлы управляющей программы загружаются в память фрезерного станка и их можно запускать в работу.

В нашем примере вы можете посмотреть изготовление иконы на станке Cutter SKL.

А примеры, представленные на фото, изготовлены на фрезерном станке Roland MDX-540, который находится на производстве компании Studia3D (ранее - Joonek.ru).