CNC-routrar: skillnaden mellan skärbord och fräsar och vad finns tillgängligt?

En CNC-router kan vara praktisk för skylt- och displaygrafik samt hjälpa bredformatsskrivare att expandera till andra industriella marknader.

Förra månaden täckte vi digitala skärbord och den här månaden ska vi titta på ett mer kraftigt alternativ, CNC-överfräsen, som är bättre lämpad för snabb kapning av täta material som trä, plast, aluminiumkompositer och mjuka metaller samt vanliga underlag som akryl och skumskivor. Dessa är alla vanliga material för alla som är involverade i visningsgrafik och många bredformatsanvändare kör också CNC-routrar. Många inkluderar nu även huvuden för olika typer av knivar så att de också skulle kunna användas som ett alternativ till ett skärbord. Och eftersom dessa maskiner är extremt mångsidiga kan de även användas för en rad andra applikationer som att tillverka möbler eller komponenter för andra tillverkare. Som sådana är de ett bra alternativ för alla som vill utöka sina vyer.

Själva routers har funnits länge och kan användas inte bara för att skära rakt igenom material utan för att skära spår och andra former i dessa substrat. Detta kan göras manuellt för enstaka jobb, men om du har någon form av volym är det bäst att titta på automatisering, vilket är där Computer Numerical Control eller CNC-routrar kommer till sin rätt.

Det finns ett antal saker att tänka på när du väljer en CNC-router. För det första måste den ha en solid ram för att motverka vibrationer från skärningen. Den bör också ha vakuumpumpar som täcker sängen för att hålla materialet på plats när det skärs. Bordet måste vara tillräckligt litet för att passa ditt valda utrymme men tillräckligt stort för att klara vilka brädor du än vill arbeta med i framtiden. Lika viktigt är höjden på materialen och om du arbetar med 3D-föremål eller inte bara skär platta paneler och därför mängden utrymme som portalen behöver.

En annan faktor är drivsystemet som gör att skärhuvudena kan röra sig längs X-, Y- och Z-axeln. Det finns två grundläggande typer. Kulskruvar använder en lång räfflad skruv, fäst i varje ände, med muttern med kullager för att resa längs skruven. De finns i olika kvaliteter där den dyrare är mer exakt, men dessa kan erbjuda en mycket hög grad av precision. Nackdelen är att ju längre kulskruven är desto större är risken att införa felaktigheter i rörelsen. Följaktligen kommer detta med största sannolikhet att användas för den kortare Z-axeln.

Med ett kuggstångssystem är en kuggstång bultad på sidorna av maskinen, medan en kugg eller ett kugghjul är fäst vid det rörliga portalen och kuggar på kugghjulsspåret i spåren på kuggstången. I vissa fall är kuggstången rak men det är vanligare att använda en variant där spåren i kuggstången är vinklade, så kallad spiralformad kuggstång, vilket säkerställer att kugghjulet har mer än en tand i ingrepp åt gången. Generellt sett är spiralformade kuggstångsdrivenheter bättre över längre avstånd och lättare att underhålla eftersom de är bultade direkt på ramen, även om det verkligen beror på hur en given enhet har specificerats. Oavsett vilken typ av drivning, har de flesta leverantörer nu gått över till att använda servomotorer snarare än remdrift för att driva rörelsen.

Vanligtvis kommer en given bräda att ha ett antal olika saker som måste skäras, eller möjligen till och med olika jobb som har hopats och som kan kräva olika verktyg. De flesta CNC-maskiner bör ha ett sätt att automatiskt växla mellan dessa verktyg utan att kräva några manuella ingrepp. Detta kan inkludera ett flerhuvud med två eller tre huvuden kombinerade för att hålla olika typer av verktyg, såväl som en automatisk verktygsväxlare som gör att ytterligare verktyg kan plockas upp efter behov. Det säger sig självt att det också bör finnas ett bra utbud av verktyg, inklusive knivar såväl som fräshuvuden.

Dessutom bör det finnas någon form av dammutsugssystem, som ibland erbjuds som tillval. Trots det är det förmodligen en bra idé att placera CNC-routern i ett separat rum eftersom de tenderar att vara bullriga och producera mycket damm, även om de är utrustade med ett utsugssystem.

Vad finns tillgängligt?

Det finns en hel del olika CNC-routrar tillgängliga, vissa är bättre lämpade för att signera och visa grafikarbete än andra. Vi har plockat ut några av de vanligaste men det här är inte på något sätt en uttömmande lista.

Bildtext: AXYZ introducerade denna Innovator CNC-router förra året. Bildkredit: AXYZ.

Axyz, som är baserat i Kanada, tillverkar flera olika typer av CNC-routrar uppdelade på fem huvudmärken som täcker en rad olika branscher. Dessa inkluderar Innovator, som lanserades i slutet av förra året som en nybörjarmodell som även lämpar sig för skylttillverkning. Den använder spiralformade kuggstångsdrivningar med servomotorer. Den finns i två storlekar - 1244 x 1346 mm och 2438 x 1524 mm - båda med ett portalspel på 152 mm. Den kan skära aluminium, plast och lövträ och det finns möjlighet att lägga till en verktygsväxlare som rymmer upp till tre verktyg

Axyz introducerade också en uppdaterad version av sin Trident-serie tidigare förra året, som har fått större automatisering och produktivitet. Den är utformad som en mångsidig maskin som inkluderar en frässpindel med tangentiella och oscillerande knivenheter. Det finns ett nytt knivverktyg som oscillerar snabbare så att det kan hantera ett bredare utbud av media.

Det amerikanska varumärket Multicam har utvecklat ett brett utbud av CNC-routrar, som var och en erbjuder olika nivåer av funktioner och skärkraft för att passa olika applikationer. Dessa inkluderar 7000-serien, som finns i flera storlekar och erbjuder ett arbetsområde från 1,5 x 3 m upp till 2,1 x 4,3 m med 203 mm spelrum på Z-axeln. De använder en spiralformad kuggstångsdrivning på X- och Y-axeln och en kulskruv på Z-axeln. Basramen är en svetsad stålram i ett stycke med gjutjärnsstöd för portalen. Den kommer med en 13,3 hk spindel men denna kan uppgraderas till en 16 hk enhet. Bland tillvalen finns en automatisk verktygsväxlare och ett registreringskamerasystem samt ett dubbelt huvud och en tangentiell kniv.

Tekcel, som kommer från Australien, tillverkar tre serier av CNC-routrar, som börjar med den kompakta P2. Detta har ett bord som mäter 2490 x 1260 mm, som tar material upp till 110 mm i höjd. Den har en 4kW spindel och bör vara lämplig för de flesta skyltarbeten. Som med alla Tekcel-maskiner är den utrustad med ett automatiskt verktygsställ som rymmer upp till tio verktyg så att maskinen automatiskt kan plocka upp avsedda verktyg för ett jobb och byta verktyg vid behov.

Tekcel gör också M-serien, som verkligen riktar sig till träbearbetningsmarknaden. Denna kommer med en 9kW spindel och rymmer upp till 16 verktyg. Den är 1800 mm bred men med ett val mellan 2500 och 3660 mm lång. Den har ett automatiserat system för att ladda lakan på - och skära av delar - sängen.

Enduro-serien är Tekcels svar för tunga arbetsbelastningar, även utrustad med 9kW spindeln. Den finns i sex storlekar från 2500 x 1540 mm upp till 4100 x 2058 mm, och med spelrum från 140 till 500 mm. Det automatiska verktygsstället rymmer upp till 18 verktyg. Alla Tekcel-maskiner använder en kulskruvsdrift med servomotorer för alla riktningar.

Mantech Machinery, baserat i West Midlands i Storbritannien, tillverkar ett antal olika CNC-routrar, inklusive Spartan-serien på nybörjarnivå. Denna finns i olika storlekar, från och med den minsta 600 x 900 mm sängen upp till 2x3 m. De mest grundläggande av dessa modeller kommer med en 2,2 kW spindel och använder kulskruvar på alla axlar. Men det finns också en version med mycket högre specifikation som kommer med en automatisk verktygsväxlare på en 9kW spindel och är utrustad med en spiralformad kuggstångsdrivning på X- och Y-rörelserna.

Mantech är också toppen av serien Apollo-serien, som nu även kan skryta med automatiskt verktygsbyte. Den använder en 9kW luftkyld spindel med en spiralformad kuggstångsdrivning för X- och Y-axeln och en förbättrad dammutsugningsenhet. Apollo kommer också med en pekskärmskontroll och Mantechs eget M-Tech rörelsekontrollsystem plus ytterligare alternativ inklusive ett kamerasystem och en oscillerande knivenhet.

Sammanfattningsvis säger det sig självt att priset alltid är viktigt, men även om en standardmaskin kan vara billigare, bör en anständig leverantör kunna skräddarsy en skräddarsydd konfiguration som kanske bättre motsvarar dina behov. Dessutom håller dessa maskiner länge så det är viktigt att välja en leverantör som du är bekväm med, en som kan ta hand om servicen, all nödvändig utbildning och ge råd om verktyg för nya applikationer.