CNC-fræsere: forskellen mellem skæreborde og overfræsere, og hvad er tilgængeligt?

En CNC-router kan være praktisk til skilte- og displaygrafik samt hjælpe bredformatprintere med at udvide til andre industrielle markeder.

I sidste måned dækkede vi digitale skæreborde, og i denne måned vil vi se på et mere kraftigt alternativ, CNC-fræseren, som er bedre egnet til hurtig skæring af tætte materialer såsom træ, plast, aluminiumkompositter og bløde metaller samt almindelige underlag som akryl og skumplader. Disse er alle almindelige materialer for alle, der er involveret i displaygrafik, og masser af bredformatbrugere kører også CNC-routere. Mange inkluderer nu også hoveder til forskellige typer knive, så de også kunne bruges som et alternativ til et skærebord. Og da disse maskiner er ekstremt alsidige, kan de også bruges til en række andre applikationer såsom fremstilling af møbler eller komponenter til andre producenter. Som sådan er de en god mulighed for alle, der ønsker at udvide deres horisont.

Selvfræsere har eksisteret i lang tid og kan ikke kun bruges til at skære gennem materialer, men til at skære riller og andre former ind i disse underlag. Dette kan gøres manuelt for det lejlighedsvise job, men hvis du har nogen form for volumen, er det bedst at se på automatisering, som er her Computer Numerical Control eller CNC-routere kommer til deres ret.

Der er en række ting, du skal overveje, når du skal vælge en CNC-router. For det første skal den have en solid ramme for at modvirke enhver vibration fra skæringen. Den skal også have vakuumpumper, der dækker sengen for at holde materialet på plads, når det skæres. Bordet skal være lille nok til at passe til dit valgte rum, men stort nok til at håndtere de brædder, du måtte ønske at arbejde med i fremtiden. Lige så vigtigt er materialernes højde og om du arbejder på 3D-emner eller bare skærer flade paneler og derfor mængden af frigang portalen skal bruge.

En anden overvejelse er drivsystemet, der tillader skærehovederne at bevæge sig langs X-, Y- og Z-aksen. Der er to grundlæggende typer. Kugleskruer bruger en lang rillet skrue, fastgjort i hver ende, med møtrikken ved hjælp af kuglelejer til at bevæge sig langs skruen. De kommer i forskellige kvaliteter, hvor den dyrere er mere nøjagtig, selvom disse kan tilbyde en meget høj grad af præcision. Ulempen er, at jo længere kugleskruen er, jo større er risikoen for at indføre unøjagtighed i bevægelsen. Det er derfor mest sandsynligt, at dette vil blive brugt til den kortere Z-akse.

Med et tandstangssystem er et tandstang boltet til siderne af maskinen, mens et tandhjul eller tandhjul er fastgjort til det bevægelige portal, og tænder på tandhjulsåbningen ind i rillerne på tandstangen. I nogle tilfælde er tandstangen lige, men det er mere almindeligt at bruge en variation, hvor rillerne i tandstangen er vinklet, kaldet en spiralformet tandstang, som sikrer, at tandhjulet har mere end én tand i indgreb ad gangen. Generelt er de spiralformede rack-drev bedre over længere afstande og lettere at vedligeholde, fordi de er boltet direkte til rammen, selvom det virkelig afhænger af, hvordan et givet drev er blevet specificeret. Uanset hvilken type drev, er de fleste leverandører nu skiftet til at bruge servomotorer frem for remdrev til at drive bevægelsen.

Typisk vil et givet bræt have en række forskellige ting, der skal skæres, eller muligvis endda forskellige opgaver, der er blevet slået sammen, og som kan kræve forskellige værktøjer. De fleste CNC-maskiner bør have en måde til automatisk at skifte mellem disse værktøjer uden at kræve nogen manuel indgriben. Dette kunne omfatte et multihoved med to eller tre hoveder kombineret til at holde forskellige typer værktøj, samt en automatisk værktøjsskifter, der gør det muligt at samle yderligere værktøjer op efter behov. Det siger sig selv, at der også burde være et godt udvalg af værktøjer, herunder knive samt fræsehoveder.

Derudover bør der være en form for støvudsugningssystem, som nogle gange tilbydes som ekstraudstyr. Alligevel er det nok en god idé at anbringe CNC-fræseren i et separat rum, da de har tendens til at støje og producere meget støv, selvom de er udstyret med et udsugningssystem.

Hvad er tilgængeligt?

Der findes en lang række forskellige CNC-routere, nogle bedre egnet til at signere og vise grafikarbejde end andre. Vi har udvalgt nogle af de mest almindelige, men dette er på ingen måde en udtømmende liste.

Billedtekst: AXYZ introducerede denne Innovator CNC-router sidste år. Billedkredit: AXYZ.

Axyz, som er baseret i Canada, producerer flere forskellige typer CNC-routere fordelt på fem hovedmærker, der dækker en række forskellige industrier. Disse omfatter Innovator, der blev lanceret i slutningen af sidste år som en entry-level model, der også er velegnet til skiltefremstilling. Den bruger spiralformede rack-drev med servomotorer. Den fås i to størrelser - 1244 x 1346 mm og 2438 x 1524 mm - begge med en portalafstand på 152 mm. Den kan skære aluminium, plast og hårdttræ, og der er mulighed for at tilføje en værktøjsskifter, der kan rumme op til tre værktøjer

Axyz introducerede også en opdateret version af sin Trident-serie tidligere sidste år, som har fået større automatisering og produktivitet. Den er designet som en alsidig maskine, der inkluderer en fræsende spindel med tangentielle og oscillerende knivenheder. Der er et nyt knivværktøj, som oscillerer hurtigere, så det kan håndtere en bredere vifte af medier.

Det amerikanske mærke Multicam har udviklet en bred vifte af CNC-routere, der hver tilbyder forskellige niveauer af funktioner og skærekraft, så de passer til forskellige applikationer. Disse omfatter 7000-serien, som kommer i flere størrelser med et arbejdsområde fra 1,5 x 3 m op til 2,1 x 4,3 m med 203 mm frigang på Z-aksen. De bruger et spiralformet tandstangsdrev på X- og Y-aksen og en kugleskrue på Z-aksen. Bundrammen er en svejset stålramme i ét stykke med støbejernsstøtter til portalen. Den leveres med en 13,3 hk spindel, men denne kan opgraderes til en 16 hk enhed. Blandt ekstraudstyret er en automatisk værktøjsskifter og et registreringskamerasystem samt et dobbelthoved og en tangentiel kniv.

Tekcel, der kommer fra Australien, laver tre serier af CNC-routere, startende med den kompakte P2. Dette har et bord, der måler 2490 x 1260 mm, der tager materialer op til 110 mm i højden. Den har en 4kW spindel og burde være velegnet til de fleste skilteopgaver. Som med alle Tekcel-maskinerne, er den udstyret med et automatisk værktøjsstativ, der kan rumme op til ti værktøjer, så maskinen automatisk kan hente udpeget værktøj til et job og skifte værktøj efter behov.

Tekcel laver også M-serien, som virkelig er rettet mod træbearbejdningsmarkedet. Denne kommer med en 9kW spindel og kan rumme op til 16 værktøjer. Den er 1800 mm bred, men med et valg mellem 2500 og 3660 mm lang. Den har et automatiseret system til at lægge lagner på - og skære dele af - sengen.

Enduro-serien er Tekcels svar på tunge arbejdsbelastninger, også udstyret med 9kW-spindelen. Den fås i seks størrelser fra 2500 x 1540 mm op til 4100 x 2058 mm og med frigang fra 140 til 500 mm. Det automatiske værktøjsstativ kan rumme op til 18 værktøjer. Alle Tekcel-maskinerne bruger et kugleskruetræk med servomotorer til alle retninger.

Mantech Machinery, der er baseret i West Midlands i Storbritannien, laver en række forskellige CNC-routere, herunder Spartan-serien på begynderniveau. Dette kommer i forskellige størrelser, startende med den mindste 600 x 900 mm seng op til 2x3m. De mest basale af disse modeller kommer med en 2,2 kW spindel og bruger kugleskruetræk på alle akser. Der er dog også en version med meget højere specifikationer, der kommer med en automatisk værktøjsskifter på en 9kW spindel og er udstyret med et spiralformet tandstangsdrev på X- og Y-bevægelserne.

Mantech er også toppen af Apollo-serien, som nu også kan prale af automatisk værktøjsskift. Den bruger en 9 kW luftkølet spindel med et spiralformet stativdrev til X- og Y-aksen og en forbedret støvudsugningsenhed. Apollo kommer også med en touchscreen kontrol og Mantechs eget M-Tech motion control system plus yderligere muligheder, herunder et kamerasystem og en oscillerende knivenhed.

Afslutningsvis siger det sig selv, at prisen altid er vigtig, men selvom en standardmaskine kan være billigere, bør en anstændig leverandør være i stand til at skræddersy en skræddersyet konfiguration, der måske bedre opfylder dine behov. Derudover holder disse maskiner i lang tid, så det er vigtigt at vælge en leverandør, som du er fortrolig med, en der kan tage sig af servicering, al nødvendig uddannelse og rådgive om værktøj til nye applikationer.