Obróbka CAM na plikach STL, płaskorzeźby to proces obróbki, w którym narzędzie frezujące usuwa materiał z płaskiej powierzchni, tworząc trójwymiarową strukturę o różnych głębokościach.
Obróbka CAM na plikach STL płaskorzeźby to proces obróbki, w którym narzędzie frezujące usuwa materiał z płaskiej powierzchni, tworząc trójwymiarową strukturę o różnych głębokościach.
Proces ten jest często stosowany w produkcji płaskorzeźby artystycznej, elementów dekoracyjnych, znaków czy innych detali, gdzie istotna jest precyzja i estetyka. W niniejszym artykule przedstawiona została metodyka obróbki lica – maski z użyciem oprogramowania EDGECAM.
Obróbkę CNC wykonaliśmy na obrabiarce DMG MORI DMU 60 eVo. Jest to frezarka wyposażona w pięć osi sterowanych numerycznie z układem sterowania Sinumerik 840D. Użyte narzędzia frezarskie podczas procesu obróbki dostarczone zostały przez firmę narzędziową Sandvik. Natomiast do obróbki detalu wykorzystaliśmy standardowe cykle obróbkowe angażujące trzy osie w systemie CAM EDGECAM.
Zaprogramujemy też Twoją maszynę CNC!
Obróbka CAM na plikach STL płaskorzeźby z użyciem oprogramowania EDGECAM.
Rys. 1.1. Model płaskorzeźby w CAM oraz po obróbce na maszynie CNC.Modelem wyjściowym do obróbki jest plik STL (rys. 1.2), więc wykonamy obróbkę powierzchniową. Jako półfabrykat wykorzystujemy kostkę ze stopu aluminium PA9/7075 o wymiarach 175 x 225 x 90 mm.
Do obróbki dobierzemy cztery narzędzia frezarskie firmy Sandvik:
- głowicę frezarską RA590-080J25A-11M,
- frez walcowo czołowy R790-025A25S2-16L,
- frez kulisty Ø6 mm 2B320-0600-NG H10F
- frez kulisty Ø1.5 mm R216.42-01530-AI15G 1610.
Rys. 1.2. Model STL detalu do obróbki wczytany do środowiska EDGECAM.W pierwszym kroku stosujemy cykl zgrubny (rys. 1.3), pozostawiamy naddatek 0.8 mm, usuwamy znaczną część półfabrykatu z wykorzystaniem wcześniej wspomnianej głowicy frezarskiej RA590-080J25A-11M. Jest to tzw. głowica wysoko posuwowa (z ang. High feed machininig), która wpisuje się w nurt frezowania wysokowydajnego HEM (z ang. High efficiency milling).
Obróbka wysokowydajna polega na usunięciu możliwie największej ilości materiału obrabianego w jak najkrótszym czasie, dzięki użyciu wysokich posuwów i angażując narzędzie wysokimi wartościami szerokości skrawania. Strategia obróbki użyta w tym cyklu to strategia frezowania dynamicznego WAVE, generująca ścieżki obróbkowe w ten sposób, aby narzędzie podczas obróbki utrzymywało stały kąt opasania, co wpływa na mniejsze obciążenie narzędzia.
Rys. 1.3. Pierwszy zabieg frezarski – Cykl zgrubny.Następnym krokiem, po wymianie narzędzia na frez walcowo czołowy R790-025A25S2-16L będzie Obróbka resztek. Dostępna jest ona w Cyklu zgrubnym. Polecenie Obróbki resztek umożliwia wygenerowanie ścieżek w miejscach gdzie poprzednie narzędzie o większej średnicy nie mogło dotrzeć (rys.1.4).
Rys. 1.4. Drugi zabieg frezarski – Cykl zgrubny, strategia Obróbki resztek.W trzecim kroku wybieramy frez kulisty Ø6 mm i przystępujemy do obróbki pół wykańczającej detalu z użyciem Cyklu zgrubnego, pozostawiamy naddatek 0.1 mm. Aby wygenerować poprawnie ścieżki narzędzia i uniknąć cięć w powietrzu wywołujemy polecenie Zaktualizuj półfabrykat. Polecenie to sprawia, że oprogramowanie EDGECAM uwzględnia na półfabrykacie poprzednie zabiegi obróbkowe.
Rys. 1.5. Trzeci zabieg frezarski – obróbka pół wykańczająca.W kolejnym kroku do obróbki wykończeniowej wykorzystamy Cykl koncentryczny (rys. 1.6). Cykl ten umożliwia wygenerowanie ścieżek obróbkowych wokół wskazanej cechy angażując jednocześnie ruchy obróbkowe maszyny w trzech osiach: X, Y i Z.
Rys. 1.6. Czwarty zabieg frezarski – Cykl koncentryczny.W następnym kroku obróbkowym wykonaliśmy obróbkę wykończeniową naroży detalu frezem kulistym Ø1.5 mm z użyciem Cyklu obróbka ołówkowa (rys. 1.7) i Profilowanie (rys. 1.8). Cykl obróbka ołówkowa podobnie jak Cykl koncentryczny angażuje jednocześnie ruchy obróbkowe maszyny w trzech osiach: X, Y i Z.
Rys. 1.7. Piąty zabieg frezarski – Cykl obróbka ołówkowa.
Rys. 1.8. Szósty zabieg frezarski – Cykl profilowanie.W ostatnim kroku zastosujemy Cykl grawerowanie. Tworzymy tekst do grawerowania czcionką typu Wektor (rys. 1.9). Korzystamy z Cyklu grawerskiego tekst i tworzymy ścieżki obróbkowe (rys. 1.10). Ponieważ cykl tekst umożliwia wykonywanie grawerowania na płaskich powierzchniach musimy użyć Cyklu rzutowanie ścieżek (rys. 1.11), który daje możliwość zrzutowania dowolnego płaskiego cyklu obróbkowego na wypukłe i wklęsłe powierzchnie.
Rys. 1.9. Tekst czcionką typu wektor.
Rys. 1.10. Cykl grawerski „tekst”.
Rys. 1.11. Siódmy zabieg obróbkowy – Cykl rzutowanie ścieżki.
Rys. 1.12. Widok detalu po obróbce w symulatorze EDGECAM.Zobacz relację z wydarzenia, gdzie programowaliśmy i wykonywaliśmy obróbkę CNC!
Kilka słów o obróbce CAM płaskorzeźby oraz plikach STL
Obróbka CAM płaskorzeźby to zaawansowany proces frezowania CNC, który łączy precyzję z estetyką, umożliwiając tworzenie trójwymiarowych płaskorzeźb o różnych głębokościach. W ramach tego procesu, narzędzie frezujące usuwa materiał z płaskiej powierzchni, dostosowując się do trójwymiarowego modelu.
Obróbka CAM płaskorzeźby – Etapy
Projektowanie Modelu, inicjalnym krokiem jest stworzenie trójwymiarowego modelu, będącego podstawą dla przyszłej płaskorzeźby. To może być dokonane za pomocą oprogramowania do modelowania 3D.
Programowanie CAM, oprogramowanie CAM precyzyjnie generuje ścieżki narzędziowe dla maszyny CNC, uwzględniając trójwymiarowy model. To kluczowe dla skutecznego przekształcania projektu w fizyczny artefakt.
Przygotowanie Materiału, wybór odpowiedniego materiału, takiego jak drewno, metal czy plastik, jest istotny. Materiał jest starannie przygotowywany i zamocowywany na stole roboczym maszyny CNC.
Obróbka CNC, maszyna CNC, wyposażona w narzędzie frezujące, przemieszcza się zgodnie ze ścieżkami narzędziowymi, precyzyjnie usuwając materiał i formując płaskorzeźbę.
Kontrola Jakości, po zakończeniu obróbki, następuje staranna kontrola jakości, zapewniająca zgodność z projektem oraz estetyczne i jakościowe spełnienie oczekiwań.
Obróbka CAM płaskorzeźby łączy w sobie technologiczną precyzję z artystycznym wyrafinowaniem, oferując innowacyjne rozwiązania w dziedzinie frezowania CNC.
Pliki STL (Standard Tessellation Language) są jednym z najpopularniejszych formatów używanych w inżynierii odwrotnej, projektowaniu trójwymiarowym (CAD) i produkcji przy użyciu technologii druku 3D. Są to pliki tekstowe lub binarne, które opisują geometrię trójwymiarowego obiektu poprzez reprezentację powierzchni jako trójkątów.
Eksportowanie do Formatu STL
W większości programów CAD istnieje opcja eksportu modelu do formatu STL. Zazwyczaj jest to dostępne w menu eksportu lub jako jedna z opcji zapisu pliku.
Geometria Opisana Trójkątami
Pliki CAD w formacie STL opisują geometrię obiektu za pomocą trójkątów. Każdy trójkąt jest zdefiniowany przez trzy wierzchołki w trójwymiarowej przestrzeni.
Dokładność Modelu
Dokładność plików STL zależy od ilości trójkątów użytych do opisania modelu. Większa liczba trójkątów zazwyczaj oznacza dokładniejsze odwzorowanie geometrii.
Normalne Powierzchni
Każdy trójkąt w pliku STL ma przypisaną normalną powierzchni. Jest to wektor prostopadły do powierzchni trójkąta i pomaga w określeniu kierunku powierzchni.
Podział na „Solid” i „Surface”
Pliki STL mogą być eksportowane jako „solid” (jednolita bryła) lub „surface” (każdy trójkąt reprezentuje oddzielną powierzchnię). Opcja „solid” jest bardziej powszechna w przypadku druku 3D.