CNC-jyrsimet: mitä eroa on leikkuupöydillä ja jyrsimillä ja mitä on saatavilla?

CNC-jyrsin voi olla kätevä kyltti- ja näyttögrafiikassa sekä auttaa laajakuvatulostimia laajentumaan muille teollisuusmarkkinoille.

Viime kuussa käsittelimme digitaalisia leikkuupöytiä, ja tässä kuussa tarkastelemme raskaampaa vaihtoehtoa, CNC-jyrsintä, joka soveltuu paremmin tiheiden materiaalien, kuten puun, muovien, alumiinikomposiittien ja pehmeiden metallien sekä yleisten alustojen, kuten akryylin ja vaahtomuovilevyn, nopeaan leikkaamiseen. Nämä kaikki ovat yleisiä materiaaleja kaikille, jotka ovat tekemisissä näyttögrafiikan kanssa, ja monet laajakuvakäyttäjät käyttävät myös CNC-jyrsimiä. Monissa on nykyään myös päät erityyppisille veitsille, joten niitä voidaan käyttää myös leikkauspöydän vaihtoehtona. Koska nämä koneet ovat erittäin monipuolisia, niitä voidaan käyttää myös moniin muihin sovelluksiin, kuten huonekalujen tai muiden valmistajien komponenttien valmistukseen. Sellaisenaan ne ovat hyvä vaihtoehto kaikille, jotka haluavat laajentaa näköalojaan.

Jyrsimet ovat olleet käytössä jo pitkään, ja niitä voidaan käyttää materiaalien leikkaamisen lisäksi myös urien ja muiden muotojen leikkaamiseen kyseisiin materiaaleihin. Tämä voidaan tehdä manuaalisesti satunnaista työtä varten, mutta jos työmäärä on suuri, on parasta harkita automatisointia, jolloin tietokoneen numeerinen ohjaus tai CNC-jyrsimet ovat omiaan.

CNC-jyrsintä valittaessa on otettava huomioon useita asioita. Ensinnäkin siinä on oltava tukeva runko, joka estää leikkaamisesta aiheutuvan tärinän. Siinä pitäisi myös olla tyhjiöpumput, jotka peittävät sängyn ja pitävät materiaalin paikallaan leikattaessa. Pöydän on oltava tarpeeksi pieni, jotta se mahtuu valitsemaasi tilaan, mutta tarpeeksi suuri käsittelemään kaikkia levyjä, joita haluat ehkä työstää tulevaisuudessa. Yhtä tärkeää on materiaalien korkeus ja se, työstätkö 3D-kappaleita vai leikkaatko vain tasaisia levyjä, ja näin ollen portaalin tarvitsema vapaa tila.

Toinen näkökohta on käyttöjärjestelmä, jonka avulla leikkuupäät liikkuvat X-, Y- ja Z-akselilla. On olemassa kahta perustyyppiä. Kuularuuveissa käytetään pitkää uritettua ruuvia, joka on kiinnitetty molemmista päistä, ja mutteri liikkuu ruuvia pitkin kuulalaakereiden avulla. Niitä on eri laatuluokkia, joista kalliimmat ovat tarkempia, vaikka ne voivat tarjota erittäin suuren tarkkuuden. Haittapuolena on se, että mitä pidempi kuularuuvi on, sitä suurempi on riski, että liike on epätarkka. Näin ollen tätä käytetään todennäköisimmin lyhyemmällä Z-akselilla.

Hammastanko- ja hammaspyöräjärjestelmässä hammastanko on kiinnitetty koneen sivuille, kun taas hammastanko tai hammasratas on kiinnitetty liikkuvaan portaaliin, ja hammasrattaan hampaat ovat hammastangon urissa. Joissakin tapauksissa hammastanko on suora, mutta tavallisempaa on käyttää muunnelmaa, jossa hammastangon urat ovat kulmikkaita, niin sanottua spiraalista hammastankoa, joka varmistaa, että hammasrattaassa on useampi kuin yksi hammas kerrallaan. Yleisesti ottaen kierteiset hammastankovaihteet ovat parempia pidemmillä matkoilla ja helpompia huoltaa, koska ne on pultattu suoraan runkoon, vaikka se riippuukin siitä, miten mikäkin vaihteisto on määritetty. Riippumatta siitä, minkä tyyppinen käyttölaite on kyseessä, useimmat valmistajat ovat siirtyneet käyttämään liikkeen voimanlähteenä servomoottoreita hihnakäytön sijasta.

Tyypillisesti tietyllä levyllä on useita eri asioita, jotka on leikattava, tai mahdollisesti jopa erilaisia töitä, jotka on yhdistetty toisiinsa ja jotka saattavat vaatia erilaisia työkaluja. Useimmissa CNC-koneissa pitäisi olla keino vaihtaa automaattisesti näiden työkalujen välillä ilman manuaalisia toimenpiteitä. Tähän voi kuulua monipää, jossa on kaksi tai kolme päätä, jotka yhdistetään erityyppisten työkalujen pitämiseen, sekä automaattinen työkalunvaihtaja, joka mahdollistaa uusien työkalujen ottamisen tarpeen mukaan. On sanomattakin selvää, että työkaluvalikoiman on oltava hyvä, mukaan lukien veitset ja jyrsinpäät.

Lisäksi koneessa pitäisi olla jonkinlainen pölynpoistojärjestelmä, jota tarjotaan joskus lisävarusteena. CNC-jyrsin kannattaa kuitenkin sijoittaa erilliseen huoneeseen, sillä ne ovat yleensä meluisia ja tuottavat paljon pölyä, vaikka niissä olisikin poistojärjestelmä.

Mitä on saatavilla?
Saatavilla on useita erilaisia CNC-jyrsimiä, joista toiset soveltuvat paremmin kyltti- ja näyttögrafiikkatöihin kuin toiset. Olemme poimineet joitakin yleisimpiä, mutta tämä ei ole missään nimessä tyhjentävä luettelo.

Kanadassa sijaitseva Axyz valmistaa useita erityyppisiä CNC-jyrsimiä, jotka jakautuvat viiteen eri tuotemerkkiin ja kattavat useita eri teollisuudenaloja. Näihin kuuluu Innovator, joka lanseerattiin viime vuoden lopulla perustason mallina, joka soveltuu myös kylttien valmistukseen. Siinä käytetään kierteisiä hammastankoasemia, joissa on servomoottorit. Sitä on saatavana kahdessa koossa – 1244 x 1346 mm ja 2438 x 1524 mm – ja molemmissa on 152 mm:n porttivälys. Sillä voidaan leikata alumiinia, muovia ja kovapuuta, ja siihen on mahdollista lisätä työkalunvaihtaja, johon mahtuu jopa kolme työkalua.

Axyz esitteli aiemmin viime vuonna myös päivitetyn version Trident-sarjasta, jonka automatisointia ja tuottavuutta on parannettu. Se on suunniteltu monipuoliseksi koneeksi, joka sisältää jyrsinkaran, jossa on tangentiaali- ja oskilloiva veitsiyksikkö. Mukana on uusi veitsityökalu, joka värähtelee nopeammin, joten se pystyy käsittelemään laajempaa valikoimaa materiaaleja.

Amerikkalainen tuotemerkki Multicam on kehittänyt laajan valikoiman CNC-jyrsimiä, joista jokainen tarjoaa eri ominaisuuksia ja leikkaustehoa eri sovelluksiin. Näihin kuuluu 7000-sarja, jota on saatavana useissa eri kokoluokissa ja joka tarjoaa työalueen 1,5 x 3 m:stä aina 2,1 x 4,3 m:iin asti 203 mm:n välyksellä Z-akselilla. Niissä käytetään X- ja Y-akselilla kierukkavetoisia hammastankoja ja Z-akselilla kuularuuvia. Peruskehys on yksiosainen hitsattu teräsrunko, jossa on valurautatukia portaalia varten. Laitteen mukana toimitetaan 13,3 hv:n kara, mutta se voidaan päivittää 16 hv:n yksikköön. Lisävarusteena on muun muassa automaattinen työkalunvaihtaja ja rekisteröintikamerajärjestelmä sekä kaksoispää ja tangentiaaliveitsi.

Australialainen Tekcel valmistaa kolmea CNC-jyrsinsarjaa, joista ensimmäinen on kompakti P2. Sen pöydän mitat ovat 2490 x 1260 mm, ja se kestää enintään 110 mm korkeita materiaaleja. Siinä on 4 kW:n kara, ja sen pitäisi soveltua useimpiin kylttien valmistustöihin. Kuten kaikissa Tekcelin koneissa, myös tässä on automaattinen työkaluhylly, johon mahtuu jopa kymmenen työkalua, jotta kone voi automaattisesti valita työhön tarvittavat työkalut ja vaihtaa työkalut tarpeen mukaan.

Tekcel valmistaa myös M-sarjaa, joka on todella suunnattu puutyömarkkinoille. Siinä on 9 kW:n kara, ja siihen mahtuu jopa 16 työkalua. Se on 1800 mm leveä, mutta sen pituus on valittavissa 2500 ja 3660 mm välillä. Siinä on automaattinen järjestelmä levyjen lataamiseksi sängylle ja leikattujen osien poistamiseksi sängyltä.

Enduro-sarja on Tekcelin vastaus raskaisiin työtehtäviin, ja se on varustettu myös 9 kW:n karalla. Sitä on saatavana kuudessa koossa 2500 x 1540 mm:stä aina 4100 x 2058 mm:iin asti, ja välykset ovat 140-500 mm. Automaattiseen työkaluhyllyyn mahtuu jopa 18 työkalua. Kaikissa Tekcel-koneissa käytetään palloruuvikäyttöä, jossa on servomoottorit kaikkiin suuntiin.

Yhdistyneen kuningaskunnan West Midlandsissa sijaitseva Mantech Machinery valmistaa useita erilaisia CNC-jyrsimiä, mukaan lukien perustason Spartan-sarja. Sitä on saatavana eri kokoluokissa alkaen pienimmästä 600 x 900 mm:n sängystä aina 2×3 m:n sänkyyn asti. Näistä malleista yksinkertaisimmissa on 2,2 kW:n kara, ja niissä käytetään kuularuuvikäyttöä kaikissa akseleissa. Saatavilla on kuitenkin myös paljon korkeamman spesifikaation versio, jossa on automaattinen työkalunvaihtaja 9 kW:n karalla ja joka on varustettu X- ja Y-akselien kierteisellä hammastankoasemalla.

Mantech valmistaa myös Apollo-sarjan huippumalleja, joissa on nyt myös automaattinen työkalunvaihto. Siinä käytetään 9 kW:n ilmajäähdytteistä karaa, jossa on X- ja Y-akselien kierteinen hammastankoajo ja parannettu pölynpoistoyksikkö. Apollossa on myös kosketusnäyttöohjaus ja Mantechin oma M-Tech-liikkeenohjausjärjestelmä sekä lisävarusteita, kuten kamerajärjestelmä ja värähtelevä veitsiyksikkö.

Lopuksi on sanomattakin selvää, että hinta on aina tärkeä, mutta vaikka vakiokone voi olla halvempi, kunnollisen toimittajan pitäisi pystyä räätälöimään räätälöityä kokoonpanoa, joka saattaa vastata paremmin tarpeitasi. Lisäksi nämä koneet kestävät pitkään, joten on tärkeää valita toimittaja, jonka kanssa olet tyytyväinen ja joka voi huolehtia huollosta, tarvittavasta koulutuksesta ja antaa neuvoja uusien sovellusten työkalujen suunnittelusta.