Как обрабатывают камень на станке с ЧПУ
Камень твёрдый, хрупкий и абразивный. Твердосплавная фреза, которая легко режет дерево и пластик, на граните за минуты тупится, а её кромки выкрашиваются. Поэтому для камня применяют алмазный инструмент: на рабочую часть нанесена алмазная крошка, и каждое зерно снимает мельчайшую частицу камня, как на шлифовальном круге.
Фрезерный станок с ЧПУ ведёт такую фрезу по траектории из программы и гравирует надписи, орнаменты, изображения и неглубокий рельеф. Работа идёт медленнее, чем по дереву, неглубокими проходами и обязательно с водой.
Алмазная фреза и твердосплавная: в чём разница
| Параметр | Алмазная фреза | Твердосплавная фреза |
|---|
| Как снимает материал | истирает алмазными зёрнами | срезает стружку кромкой |
| Материалы | гранит, мрамор, искусственный камень | дерево, пластики, мягкие металлы |
| Охлаждение | вода обязательна | воздух или без охлаждения |
| Проход | неглубокий, малая подача | глубже и быстрее |
| Износ | алмазный слой стирается постепенно | кромка тупится или выкрашивается |
Алмазный инструмент не нужно затачивать: по мере износа на поверхность выходят новые зёрна, пока слой не израсходуется. Зато его нельзя перегревать. Без воды связка, которая держит алмазы, перегревается, зёрна засаливаются, и фреза перестаёт снимать камень.
Какой камень можно обрабатывать
| Камень | Твёрдость по Моосу | Что учесть |
|---|
| Мрамор, известняк | 3-4 | мягче, обрабатывается быстрее, края канавки легко скалываются |
| Гранит | 6-7 | твёрдый и неоднородный, режимы ниже, износ фрезы выше |
| Кварцевый агломерат | до 7 у кварцевого наполнителя | очень абразивный, много кварцевой пыли |
| Акриловый искусственный камень | мягкий | обрабатывается легко, но плавится при перегреве |
Чем твёрже камень, тем медленнее идёт съём и тем быстрее расходуется алмазный слой. Гранит содержит зёрна разной твёрдости, поэтому на нём особенно важны неглубокие проходы: при перегрузке зерна кварца и полевого шпата выкрашиваются по краю линии. Мрамор мягче, но тоже хрупкий, и резкий заход фрезы оставляет скол.
Требования к станку
- Жёсткость. Камень сопротивляется равномерно, но вибрация портала даёт рваный край канавки. Чем жёстче рама и направляющие, тем ровнее линия.
- Шпиндель и цанга. Цанга должна соответствовать хвостовику фрезы, биение увеличивает ширину линии и изнашивает фрезу с одной стороны.
- Защита от воды и шлама. Направляющие, винты и электронику закрывают от брызг, шлам с абразивной каменной пылью быстро изнашивает механику.
- Ровный стол. Перекос плиты меняет глубину гравировки по полю, а с ней и ширину линий.
Вода и сбор шлама
Воду подают струёй прямо в точку контакта фрезы и камня. Её задача охладить алмазный слой, вымыть шлам из канавки и связать пыль. Капли на поверхности рядом с фрезой не охлаждают: если вода не попадает в канавку, фреза работает всухую.
Под плитой ставят поддон или ванну со сливом, воду отстаивают или фильтруют, чтобы шлам не возвращался в зону обработки. Сухой шлам потом превращается в мелкую пыль, поэтому его убирают влажным.
Подготовка и крепление плиты
Плиту кладут на ровное основание и закрепляют упорами, чтобы она не смещалась от вибрации. Прижимы ставят вне траектории фрезы. Нулевую точку по Z снимают по поверхности камня, а при большой плите проверяют высоту в нескольких точках: разница даже в несколько десятых миллиметра заметна по ширине тонких линий.
Перед работой над изделием режим проверяют на обрезке того же камня. Это дешевле испорченной полированной плиты и сразу показывает, нет ли сколов по краю линии.
Безопасность
- Каменная пыль содержит кристаллический кремнезём, который опасен для лёгких. Работают только мокрым способом, а убирают влажной уборкой, без сухого подметания.
- Вода и электричество рядом: станок подключают через устройство защитного отключения, кабели и разъёмы держат вне зоны брызг.
- Работают в защитных очках, обломки камня и шлам летят из зоны обработки.
- Плиты тяжёлые, их поднимают вдвоём или подъёмником.
Частые ошибки
- Обрабатывают камень твердосплавной фрезой по дереву.
- Работают без воды или направляют воду мимо фрезы.
- Ставят глубину за проход, как по дереву, и перегружают алмазный слой.
- Не выравнивают плиту и получают линии разной ширины.
- Не защищают направляющие от шлама, и механика быстро изнашивается.
