Гравировка с ЧПУ позволяет создавать сложные конструкции и точную маркировку на различных материалах. Она сочетает в себе передовое компьютерное управление со специализированными инструментами для достижения высокого уровня точности и повторяемости. В этой статье рассматриваются ключевые аспекты гравировки с ЧПУ, включая инструменты, программное обеспечение, вопросы проектирования и услуги, доступные в отрасли.
Что такое гравировка на станке с ЧПУ?
Гравировка с ЧПУ (числовым программным управлением) — это субтрактивный производственный процесс, в котором для вырезания, травления или маркировки материалов используются автоматизированные машины. Она широко используется в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, ювелирная и вывесочная, для создания декоративных узоров, подробных надписей или функциональных маркировок, таких как серийные номера.
Как работает гравировка с ЧПУ?
Процесс гравировки с ЧПУ начинается с того, что дизайнер использует программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) для создания детальной визуализации шаблона гравировки. После завершения проектирования следующим шагом является программирование станка с ЧПУ с использованием программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM). CAM программное обеспечение генерирует необходимые инструкции для машины, выбирая соответствующие инструменты, устанавливая параметры процесса и определяя траектории инструмента. Затем он создает файл G-кода, который машина с ЧПУ интерпретирует для выполнения гравировки.
Перед началом процесса гравировки оператор станка устанавливает заготовку на станок с ЧПУ. После завершения настройки станок с ЧПУ автоматически выполняет гравировку. После завершения гравировки заготовка снимается, а станок подготавливается к следующему проекту.
Инструменты для ЧПУ-гравировки
Основа успешной гравировки с ЧПУ — выбор правильных инструментов. Существует несколько типов инструментов, используемых в зависимости от гравируемого материала, сложности дизайна и требуемой точности.
Биты для гравировки
Гравировальные фрезы являются основными инструментами, используемыми в гравировке с ЧПУ. Они бывают разных форм и размеров, и выбор фрезы зависит от уровня детализации, необходимого для гравировки. Некоторые распространенные типы включают:
- V-биты: V-образные биты предназначены для создания острых угловатых дизайнов и мелких деталей. Они идеально подходят для гравировки текста, логотипов и сложных узоров, где требуются точные и резкие линии.
- Биты с шаровой головкой: Эти биты имеют закругленный край, что делает их идеальными для создания более гладких, закругленных разрезов. Они обычно используются для 3D-гравировки или резьбы фигур с гладкими, изогнутыми поверхностями.
- Концевые фрезы: Концевые фрезы — это универсальные инструменты, которые обычно используются как для гравировки, так и для резки. Они доступны в различных размерах и геометриях, что делает их подходящими для более крупных или глубоких гравировок.
Материалы
Тип гравируемого материала также влияет на выбор инструментов. Граверы с ЧПУ могут работать с:
Драгоценные металлы
Материалы: Алюминий, латунь, сталь и т. д.
Металлы требуют высокоточных твердосплавных сверл для гравировки на станках с ЧПУ. Эти сверла долговечны и способны выдерживать износ при гравировке твердых металлов, сохраняя при этом высокую точность.
Дерево
Материалы: Дерево и МДФ (древесноволокнистая плита средней плотности)
Для более мягких материалов, таких как дерево, требуются сверла из быстрорежущей стали (HSS). Сверла HSS обеспечивают чистые, гладкие разрезы без повреждения материала, гарантируя тонкую детализацию и минимальное образование сколов или трещин.
пластики
Материалы: Акрил, ПВХ, поликарбонат и т. д.
Пластик можно гравировать с помощью различных бит в зависимости от желаемого эффекта. Обычно используются как твердосплавные, так и быстрорежущие биты. Выбор зависит от твердости пластика и требуемой глубины гравировки.
Виды гравировки с ЧПУ
Гравировка с ЧПУ может выполняться с использованием различных технологий и методов, каждый из которых подходит для различных материалов, приложений и требований к дизайну. Ниже приведены три распространенных типа методов гравировки с ЧПУ:
Ротационная гравировка с ЧПУ
Ротационная гравировка с ЧПУ использует вращающийся инструмент, часто гравировальную фрезу или концевую фрезу, для вырезания рисунков на материале. Материал обычно фиксируется на месте, а инструмент перемещается по поверхности, создавая желаемый рисунок или текст. Этот метод очень универсален и может использоваться на металлах, пластике, дереве и керамике.
Наши преимущества:
- Высокая точность и повторяемость.
- Возможность работы с широким спектром материалов.
- Идеально подходит для глубокой гравировки или резки материалов.
Приложения: Ротационная гравировка с ЧПУ идеально подходит для создания детализированных дизайнов, логотипов, текстов и изображений на различных материалах.
Лазерная гравировка с ЧПУ
Лазерная гравировка с ЧПУ использует сфокусированный лазерный луч для травления или резки рисунков на материалах. Лазерный луч испаряет материал в точке контакта, оставляя высококонтрастную, детализированную гравировку. В отличие от вращающейся гравировки, которая физически касается материала, лазерная гравировка использует световую энергию. Лазерную гравировку с ЧПУ можно использовать на различных материалах, включая металлы (например, нержавеющую сталь, алюминий), пластик, дерево, стекло, кожу и керамику.
Наши преимущества:
- Отсутствие физического контакта с материалом, что снижает износ инструментов.
- Высокая точность и возможность изготовления мелких деталей.
- Может создавать как поверхностные, так и глубокие гравировки.
Приложения: Лазерная гравировка обычно используется в приложениях, требующих высокой точности, таких как создание индивидуальных гравировок для рекламной продукции, наград, медицинских инструментов и подробной маркировки на металлических деталях.
Алмазная гравировка
Алмазная гравировка с помощью волочения использует инструмент с алмазным наконечником, который волочится по поверхности материала. Острый алмазный наконечник создает тонкие, точные гравировки, волоча по материалу, оставляя постоянный след. Эта техника обычно медленнее, чем вращательная гравировка, но она производит высококачественные, мелкие детали гравировки. Алмазная гравировка с помощью волочения наиболее эффективна на более твердых материалах, таких как металлы (например, нержавеющая сталь, латунь), стекло и керамика.
Наши преимущества:
- Чрезвычайно точный и способный передавать мельчайшие детали.
- Подходит для твердых материалов, которые сложно гравировать другими методами.
- Обеспечивает чистую, полированную гравировку без чрезмерного нагрева.
Приложения: Этот метод гравировки обычно используется для маркировки металлических деталей, инструментов, а также для создания высококачественных декоративных гравюр на металлических и стеклянных изделиях, включая награды, кубки и высокоточные промышленные детали.
Краткое изложение различий:
| Способ доставки | Используемый инструмент | Материалы | Приложения | Наши преимущества |
|---|---|---|---|---|
| Ротационная гравировка с ЧПУ | Гравировальное сверло, концевая фреза | Металлы, пластик, дерево, керамика | Вывески, логотипы, промышленная маркировка, декор | Высокая точность, универсальность, работает с различными материалами |
| Лазерная гравировка с ЧПУ | Лазерный луч | Металлы, пластик, дерево, стекло, керамика | Индивидуальные гравюры, рекламная продукция, награды | Никакого физического контакта, мелкие детали, высокая точность |
| Алмазная гравировка | Инструмент с алмазным наконечником | Твердые металлы, стекло, керамика | Маркировка инструментов, трофеи, высокоточная гравировка | Исключительная точность, чистота обработки твердых материалов |
Преимущества гравировки с ЧПУ
- Создает подробные и идентичные гравюры с точными размерами.
- Сокращает ручной труд, ускоряет производство и сводит к минимуму ошибки.
- Работает с широким спектром материалов, включая металлы, пластик, дерево, стекло и керамику.
- Можно создавать сложные и подробные конструкции с помощью Программное обеспечение CAD.
- Обеспечивает единообразное качество всех выпускаемых изделий.
- Автоматизирует процесс гравировки, сокращая потребность в квалифицированной рабочей силе.
- Позволяет создавать глубину и текстуру в дизайне.
- Минимизирует отходы, удаляя только необходимый материал.
- Позволяет наносить уникальные персонализированные гравировки.
- Обеспечивает острые края и гладкие поверхности.
- Инструменты служат дольше благодаря контролируемым, автоматизированным процессам.
Недостатки гравировки с ЧПУ
- Затраты на настройку и оснащение гравировальных станков с ЧПУ могут быть высокими.
- Требует детального проектирования в системе автоматизированного проектирования, что ограничивает гибкость в плане спонтанных или вносимых в последнюю минуту изменений.
- Требуются опытные операторы для правильного программирования и настройки машины, особенно для сложных конструкций.
- Регулярное техническое обслуживание станков и инструментов с ЧПУ может увеличить общую стоимость.
Программное обеспечение для ЧПУ-гравировки
Вот некоторые из наиболее популярных и широко используемых программ для гравировки на станках с ЧПУ:
| Тип программного обеспечения | ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ | Описание | Free / Платные |
|---|---|---|---|
| CAD | AutoCAD | Широко используется для создания детализированных 2D- и 3D-дизайнов, идеально подходит для гравировки и черчения. | оплату |
| CAD | SolidWorks | Отлично подходит как для дизайна, так и для проектирования, особенно подходит для 3D-гравировки. | оплату |
| CAD | Fusion 360 | Облачное программное обеспечение САПР с мощными возможностями 3D-проектирования, обеспечивающее гибкость для сложных гравировальных работ. | Бесплатно (для личного использования, малого бизнеса) / Платно |
| CAM | VCarve Pro | Популярно для гравировки на станках с ЧПУ, позволяет легко создавать дизайны и генерировать G-код для точной гравировки. | оплату |
| CAM | Mastercam | Известны своей универсальностью, используются для сложных задач обработки, включая гравировку. | оплату |
| CAM | ArtCAM | Разработан специально для художников и граверов, позволяет создавать сложные дизайны высочайшего качества с интуитивно понятным интерфейсом. | Платная (теперь часть Autodesk) |
Конструктивные особенности гравировки на станках с ЧПУ
При подготовке дизайна для гравировки на станке с ЧПУ необходимо учитывать ряд факторов, чтобы гравировка была не только точной, но и эстетически приятной.
Разрешение и детализация
Одним из ключевых аспектов гравировки с ЧПУ является уровень детализации. Для захвата каждого нюанса дизайна следует использовать изображения с высоким разрешением или векторные файлы. Мелкие детали требуют меньших бит гравировки и более медленных скоростей машины для достижения желаемой точности.
Управление глубиной
Граверы с ЧПУ могут создавать неглубокие или глубокие гравировки в зависимости от требований дизайна. Важно установить правильную глубину для каждого прохода, чтобы избежать повреждения материала или влияния на окончательный вид гравировки.
Свойства материала
Каждый материал по-разному реагирует на гравировку. Например, более мягкие материалы, такие как дерево, могут гравироваться с меньшей детализацией по сравнению с более твердыми металлами или пластиком, которым может потребоваться больше проходов или специальные насадки для более тонкой детализации.
Выбор текста и шрифта
При гравировке текста выбор шрифта имеет решающее значение. Простые, жирные шрифты лучше всего подходят для глубокой гравировки, в то время как более сложные шрифты могут потребовать более высокой точности и более медленной скорости для сохранения читаемости.
Применение гравировки с ЧПУ
- Производство: Маркировка и маркировка деталей, серийных номеров, штрих-кодов и логотипов на металле, пластике или дереве.
- ювелирных изделий: Сложные рисунки и узоры на таких металлах, как золото, серебро и платина; гравировка текста или индивидуальных логотипов на ювелирных изделиях.
- Аэрокосмическая индустрия: Идентификация деталей и индивидуальная гравировка для компонентов самолетов; обеспечение прослеживаемости и соответствия.
- Мед: Гравировка серийных номеров, штрих-кодов и логотипов на медицинских приборах, имплантатах и хирургических инструментах.
- Signage: Создание индивидуальных знаков и логотипов для предприятий, общественных мест, а также знаков безопасности из таких материалов, как металл, акрил и дерево.
- Electronics: Гравировка серийных номеров, логотипов и товарных знаков компании на электронных компонентах, таких как печатные платы и корпуса.
- Награды и трофеи: Персонализированная гравировка на кубках, медалях и табличках за спортивные состязания, корпоративные мероприятия и академические достижения.
- Искусства и ремесла: Индивидуальная гравировка в художественных целях на дереве, стекле и других материалах; создание скульптур, декоративных изделий и подарков.
- Автомобильная: Маркировка деталей транспортного средства, такая как VIN-номера, логотипы и индивидуальные рисунки на металлических компонентах или приборных панелях.
- Армия: Маркировка оружия, оборудования и военных транспортных средств для обеспечения идентификации и соответствия правилам.
Услуги гравировки с ЧПУ
Для предприятий и частных лиц, не имеющих доступа к станкам с ЧПУ или предпочитающих доверить технические детали экспертам, услуги гравировки с ЧПУ являются отличным решением.
бойы предлагает высокоточные Обработка с ЧПУ и услуги гравировки, специализирующиеся на индивидуальных дизайнах на таких материалах, как металлы, пластик и дерево. Благодаря быстрому выполнению заказов и возможности обработки как прототипов, так и крупных производственных партий, BOYI гарантирует высококачественные результаты с четкими деталями и точностью.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
FAQ
Гравировка с ЧПУ использует вращающиеся инструменты для вырезания на материалах, в то время как лазерная гравировка использует сфокусированный лазерный луч для травления рисунков. ЧПУ лучше подходит для глубоких разрезов и 3D-текстур, в то время как лазер идеально подходит для точности на уровне поверхности.
Стоимость гравировки зависит от материала, сложности и времени. Гравировка с ЧПУ обычно стоит от 50 до 200 долларов в час, тогда как лазерная гравировка стоит от 10 до 100 долларов в час.
Чтобы сделать гравировальный станок с ЧПУ, вам понадобится шаговый двигатель, шпиндельный двигатель, плата управления, рама и гравировальные насадки. Соберите детали, подключите двигатели и установите программное обеспечение ЧПУ для управления станком.
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
