Frezowanie tworzyw sztucznych – najważniejsze zagadnienia

Tworzywa sztuczne znajdują zastosowanie w niemal każdej dziedzinie naszego życia ze względu na swoje doskonałe właściwości mechaniczne, uniwersalny charakter i łatwość w obróbce. Jedną z najpopularniejszych metod obróbki tworzyw sztucznych jest frezowanie, które umożliwia wytwarzanie elementów o praktycznie dowolnym kształcie.

Na czym polega frezowanie?

Frezowanie to rodzaj obróbki skrawaniem, które pozwala na wycinanie elementów z płaszczyzn, wykonywanie stopni, rowków i otworów a także kształtowanie krawędzi obiektów. Naddatek materiału usuwany jest na skutek ruchu obrotowego, wykonywanego przez narzędzie (frez), które dodatkowo odpowiednio przesuwa się względem obrabianego elementu.

Urządzenie, na którym wykonywane są tego rodzaju operacje nazywamy frezarką lub ploterem frezującym. Ze względu na sposób sterowania wyróżniamy obrabiarki konwencjonalne oraz obrabiarki CNC. W przypadku maszyn konwencjonalnych obecność operatora jest konieczna do wykonania obróbki, natomiast urządzenia CNC są sterowanie numerycznie. W dzisiejszych czasach bardzo istotna jest szybkość i precyzja, dlatego nowoczesne zakłady produkcyjne stawiają na automatyzację, która w znaczącym stopniu pozwala ograniczyć udział człowieka w skomplikowanych procesach technologicznych.

– Frezarki CNC zapewniają najniższe koszty produkcji, dzięki szybkiej pracy i optymalnemu wykorzystaniu obrabianego materiału – podkreśla specjalista z zakładu Laser Craft, renomowanego producenta wyrobów z tworzyw sztucznych.

Maszyny CNC (z ang. Computerized Numerical Control) umożliwiają szybką i precyzyjną obróbkę tworzyw sztucznych. Wszystkie parametry i dane wejściowe wprowadzane są do pamięci wewnętrznej komputera, który zajmuje się sterowaniem i kontrolowaniem pracy całego urządzenia. Komunikacja operatora z urządzeniem odbywa się zazwyczaj za pomocą relatywnie prostego w obsłudze interfejsu graficznego, pozwalającego na wczytywanie i edytowanie danych oraz monitorowanie postępów wykonywanych operacji. Współczesne układy sterowania CNC oferują wysoką wydajność, powtarzalność procesów oraz bezkonkurencyjną jakość.

Ploter frezujący

Nowoczesne plotery frezujące to uniwersalne maszyny CNC, które znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle oraz branży reklamowej. Urządzenia tego typu pozwalają na wycinanie praktycznie dowolnych kształtów z płyt, tworzenie zagłębień, otworów a nawet wykonywanie skomplikowanych modeli 3D. W zależności od konfiguracji, plotery umożliwiają frezowanie tworzyw sztucznych, jak również obróbkę warstwowych płyt kompozytowych, drewna oraz metalu. Najważniejsze elementy, z jakich składa się typowy ploter frezujący CNC to:

• brama przesuwna – kontroluje położenie frezu względem obrabianego elementu,
• wrzeciono – odpowiada za ruch obrotowy i stanowi punkt mocowania frezu,
• stół współrzędnościowy – miejsce mocowania obrabianych elementów,
• stanowisko sterowania – pulpit z komputerem sterującym.

Frezowanie tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne to rozległa grupa materiałów, które składają się głównie z polimerów i dodatków modyfikujących. Ze względu na swoje doskonałe właściwości chemiczne i fizyczne, tworzywa polimerowe towarzyszą nam dosłownie wszędzie. Materiały te odznaczają się bardzo zróżnicowaną strukturą i wytrzymałością, ale niemal wszystkie posiadają dość słabą odporność na wysoką temperaturę.

Frezowanie tworzyw sztucznych wymaga dobrania odpowiednich narzędzi oraz parametrów w zależności od cech danego materiału w celu uzyskania optymalnych rezultatów. W przypadku tworzyw termoplastycznych (np. plexi) należy unikać wysokich obrotów i korzystać z frezów o niewielkiej powierzchni styku ostrza z obrabianym materiałem. Z kolei podczas frezowania tworzyw sztucznych, posiadających wyższą odporność na ścieranie (np. kompozyty polimerowe) warto zastosować wzmocnione frezy z większą liczbą ostrzy. Niemniej trzeba mieć na uwadze, że frezy wieloostrzowe mają tendencję do generowania wyższych temperatur, co może prowadzić do uszkodzenia materiału w trakcie frezowania.