Ghid complet pentru achizitia unui Router CNC

Achizitia unui router CNC este de cele mai multe ori un proces complex. In acest sens, am pregatit un ghid complet pentru a va indruma pas cu pas catre solutia potrivita nevoilor dvs.

1. Ce este un router CNC?

Daca deja sunteti familiarizat cu routerele CNC, puteti sari peste partea de introducere direct la sfaturile noastre despre cum sa alegeti un astfel de echipament.

Router-ul CNC este o masina de frezat si taiat ce foloseste controlul numeric computerizat, folosita pentru materiale cu diverse dimensiuni, forme si calitate a suprafetelor. Router-ul deplaseaza axele sale liniare si de rotatie pe rute predefinite, pentru a obtine prelucrarea materialului fixat pe masa de lucru. Operatiunile efectuate includ frezarea, gravarea, gaurirea si taierea. Materialele prelucrate pot fi lemn, metal, plastic, materiale compozite precum placi de circuite imprimate.

Un router CNC este foarte asemanator cu o masina CNC de frezat, impartasind acelasi concept, aceeasi structura, cu exceptia faptului ca router-ul CNC este mult mai usor si mai orientat spre fabricarea de obiecte mai mici, in scop recreational sau hobby, in tip ce masinile CNC de frezare sunt aplicate mai degraba in atelierele de productie pentru componente industriale. O alta diferenta vizibila este aceea ca routerele CNC sunt aproape toate de tip portabil (coloana dubla cu sina), pe cand majoritatea frezelor CNC sunt masini cu o singura coloana, verticala sau orizontala.

Procesul de rutare CNC cu un ruter de lemn
Procesul de rutare CNC cu un router de lemn
Procesul de rutare

Rutarea se refera la deplasarea spindle-ului de-a lungul axelor liniare X, Y, Z. Spindle-ul se invarte cu o unealta inserata in capatul lui, oferind forta rotativa de prelucrare. Materialul este fixat pe masa de taiere. CNC-ul se refera la controlul numeric computerizat si este un sistem de control si programare ce pune in miscare spindle-ul de-a lungul axelor masinii. Prin intermediul sistemului CNC, spindle-ul se deplaseaza liniar de-a lungul a 3 axe la pozitii specifice pentru a realiza taierea si implicit forma specifica a obiectului dorit.

Cu ajutorul unui accesoriu special pe spindle sau pe capul de frezare, puteti adauga 2 axe aditionale, dand posibilitatea CNC router-ului pentru a realiza procesare pe 5 axe.

router cnc care taie componente metalice
Router cnc care taie componente metalice
Materiale taiate

Router-ul CNC poate taia in mod normal materiale usoare, moi – lemn, plastic, compozite, aluminiu, insa un router CNC industrial poate taia fier, otel, aliaje.

Scopul rutarii CNC

Scopul rutarii CNC este de a taia materiale la dimensiuni si forme dorite, cu o anumita precizie si calitate a suprafetei. Pe langa scopurile industriale de taiere, un router CNC poate fi folosit pentru a realiza gravuri pentru decoratiuni, elemente de semnalistica, insigne, suveniruri.

Structura unui CNC Router
Structura unui CNC Router
Structura unui router CNC

Un router CNC este o masina ce este in mod normal structurata dupa cum urmeaza:
Structura de suport pentru masa de lucru: Unele routere CNC nu au o structura de suport pentru masa de lucru, fiind de obicei masini mici, cum ar fi modelele desktop. Masinile mai mari au o structura de suport pentru masa de lucru ce ofera o baza rigida atat pentru masa de lucru, cat si pentru intreaga masina. Structura suport este realizata de obicei din otel.
Coloanele masinii: Coloanele sunt structurile verticale ce se afla pe fiecare parte a suportului pentru masa de lucru, acestea fiind controlate de CNC pentru deplasare pe axa Y. Impreuna cu elementul de conectare dintre ele, constituie structura mobila a echipamentului si sunt realizate de obicei din otel.
Element de conectare: Elementul de conectare este acea structura de otel ce uneste cele 2 coloane, impreuna constuind ansamblul mobil.
Suportul pentru spindle: Acest suport este locul in care este fixat spindle-ul. Suportul se deplaseaza concomitent cu ansamblul mobil, executand doua miscari programabile: de-a lungul mesei de lucru (axa Y) si sus-jos fata de masa (axa Z).

Spindle
Spindle

Spindle-ul: Spindle-ul se invarte cu o anumita viteza si are un anumit cuplu, oferind forta necesara pentru executare operatiunilor de taiere, gravare, frezare, gaurire. Acesta este de obicei pus in miscare cu ajutorul unui motor alimentat AC sau DC. Cu cat router-ul CNC este mai mare, cu atat spinde-ul este mai puternic.
Masa de lucru: Masa de lucru este realizata din otel cu o suprafata profilata de prindere, pentru fixarea materialului in vederea prelucrarii. Fixarea se face in mod normal cu ajutorul unor cleme mecanice, pneumatice sau hidraulice. Masa de lucru si spatiul de lucru trebuie sa fie egale sau putin mai mari decat dimensiunile materialului taiat.
Controlul numeric computerizat (CNC): Un CNC este in esenta un computer ce controleaza miscarile axelor masinii si miscarile altor dispozitive, cum ar fi schimbatorul automat de unelte. Contine hardware de computer, un disk media si un panou special cu circuite electrice pentru a controla si programa miscarile echipamentului. Un CNC reprezinta “creierul” unui router CNC, care este responsabil si de sincronizarea deplasarii pe mai multe axe. Spre exemplu, in timp de deplasarea pe axa X este de 1mm, sistemul CNC programeaza si controleaza coordonarea pentru deplasarea pe axa Y cu 0,5mm si pe axa Z cu 0,25mm. Routerele CNC mai mari sau mai complexe sunt echipate cu un controller separat pentru toate placile de circuit, cabluri, conectori, amplificatori, etc.

CNC, cutia electrica, motorul servo si transmisia liniara a unui router CNC
CNC, cutia electrica, motorul servo si transmisia liniara a unui router CNC

Motoare servo, transmisii liniare: Un computer (CNC) nu poate opera de sine statator, avand nevoie de un dispozitiv pentru transmita si sa implementeze miscarile, acesta fiind motorul servo. Motorul servo este un motor ce realizeaza miscari angulare precise, in conformitate cu instructiunile CNC-ului. Un alt tip de motor este motorul stepper (pas cu pas), ce se deplaseaza cu un unghi mic la fiecare pas (spre exemplu 3 grade la fiecare pas), oferind astfel o miscare precisa. O transmisie liniara are rolul de a transforma miscarea angulara a motorului servo intr-o miscare liniara, pentru ca echipamentul sa poata realiza miscari inainte si inapoi liniar, ca urmare a rotatiei motorului.
Uneltele de taiere: Uneltele de taiere sunt acele unelte care realizeaza taierea materialului. Acestea pot fi freze, burghie, gravori. Acestea sunt inserate in spindle, se rotesc impreuna cu acesta si se deplaseaza pe material in vederea prelucrarii. O unealta de taiere este formata dintr-un suport (aceasta parte este introdusa in spindle), corp si varf (varful ascutit cu care se realizeaza taierea efectiva). In anumite cazuri, corpul uneltei si varful uneltei sunt una si aceeasi componenta. Un router CNC poate fi echipat cu unelte de taiere multiple pentru a realiza diverse sarcini de taiere.
Magazie de unelte: Un router CNC este echipat de obicei cu mai multe unelte, acestea fiind plasate intr-o magazie si interschimbate manual sau automat in spindle.
Schimbator automat de unelte: Un router CNC de obicei isi deplaseaza spindle-ul pentru a prelua/schimba uneltele de care are nevoie in timpul prelucrarii. Un schimbator automat de unelte este destul de rar intalnit, insa este in mod cert posibil sa va dotati echipamentul cu un asemenea dispozitiv. Totusi, daca nu aveti volume mari de lucru si materialele nu sunt dificil de prelucrat, schimbarea manuala a uneltelor este de obicei cea mai potrivita alegere.
Elementele de fixare a materialului: Elementele de fixare sunt clemele, suruburile si piulitele (elemente mecanice) sau dispozitive pneumatice sau hidraulice. Unele materiale vor avea nevoie de un anumit tip de elemente de fixare, iar alte materiale de alte tipuri.
Fundatia unui router CNC: De obicei un router CNC nu are nevoie de o fundatie speciala. Acesta poate fi plasat direct pe o podea solida si neteda. Un router CNC de dimensiuni mici poate fi plasat chiar si pe o masa, birou sau pe un banc de lucru.

Unelte CNC Router
Unelte CNC Router
Unelte de taiere

Uneltele sunt cele care realizeaza taierea efectiva a materialelor, de aceea ele merita un paragraf separat pentru a introduce tipurile si functiile acestora. Familia uneltelor de taiere pot fi:

  • freze
  • unelte de gravare
  • cuttere cu miscare sus/jos pentru decupare
  • burghie pentru realizare de gauri
  • lame-fierastrau pentru taiere si canelare
  • cuttere de profil pentru realizarea suprafetelor 3D, etc.
CNC Router SpotLine
CNC Router SpotLine

2. Tipuri de routere CNC

Un router CNC poate fi de mai multe tipuri. Unele sunt doar variante mici, altele sunt suficient de mari pentru a face o diferenta semnificativa in design-ul echipamentului si in proprietatile lui mecanice.

Router CNC pentru lemn vs. router CNC pentru metal

O mare parte dintre routerele CNC sunt folosite pentru prelucrarea lemnului, fie ca este vorba despre taiere sau gravare. Acestea pot fi de dimensiuni mari, insa sunt relativ mai ieftine, mai usoare si necesita unelte mai putin costisitoare.

In contrast, routerele pentru metal necesita proprietati mecanice superioare, componente mai stabile, unelte speciale pentru taierea metalului, ceea ce conduce la cresterea pretului pentru aceste echipamente. Metalele pot fi moi, asa cum este aluminiul/cupru/alama sau dure precum otelurile aliate.

Alte materiale se situeaza intre lemn si metal in ceea ce priveste duritatea. Spre exemplu, un router CNC poate fi adesea folosit atat pentru taierea de aluminiu, cat si pentru plastic si materiale compozite (asa cum sunt placile de circuite imprimate). Cu toate acestea, nu denumim in mod special routerele dupa materialele pe care le taie, ci le categorisim la modul general: router CNC pentru prelucrare lemn, router CNC pentru metal.

Router CNC industrial versus router CNC pentru hobby

Multe routere CNC pot fi achizitionate, instalate, operate de catre hobbisti ce realizeaza componente pentru proiecte personale, cum ar fi matrite din lemn, sticla, placi de circuite imprimate sau placi de metal gravate. In afara de componente DIY (do it yourself), multi hobbisti aleg sa isi construiasca singuri si router-ul CNC, dupa achizitionarea tuturor componentelor necesare.

Routerele CNC industriale sunt folosite de obicei pentru prelucrarea componentelor sau dispozitivelor din metal.

3 axe versus 5 axe

In mod similar cu masinile de frezat, routerele CNC pot fi echipate cu control simultan pentru 3 axe, 4 axe sau 5 axe, prin instalarea sistemului CNC, transmisiei liniare si unitatii de actionare angulara potrivite. Prelucrarea pe 5 axe este atinsa prin sincronizarea miscarilor pe axele X, Y si Z cu 2 axe de rotatie a capului pivotant.

Functia de taiere versus functia de gravare

Multe routere CNC realizeaza matrite, imagini, lucrari de arta, decoratiuni sau suveniuri prin gravare. Materialele ce pot fi gravate sunt lemn, sticla, aluminiu, otel, bronz/cupru, argint sau chiar si aur.

Taierea se refera la procese mai conventionale de prelucrare a metalului si lemnului. Aceste procese pot fi de taiere, frezare, gaurire a diverse materiale.

Router cu structura suport pentru masa de lucru versus router instalat pe podea

Tipul router cu structura de suport pentru masa de lucru se refera la existenta unei baze de otel/fier pe care masa de lucru este asezata, iar tipul de router instalat pe podea se refera la faptul ca masa de taiere este instalata direct pe podea sau pe suprafata unei mese. In mod normal, routerele mai mari au structura de suport deoarece ofera mai multa rigiditate si stabilitate echipamentului.

3. Aplicatiile routerelor CNC

Componente industriale

Routerele CNC sunt doar masini de frezat de dimensiuni mai mici ce pot fi folosite pentru realizarea de componente industriale, cum ar fi carcase pentru motoare, pentru cutii de viteza sau pentru pompe de apa.

Componente personale

Routerele CNC sunt in principal utilizate pentru a realiza obiecte personale – gravari 3D, obiecte de arta, modele, decoratiuni, etc.

Prototipuri

Oamenii au nevoie sa realizeze prototipuri pentru a verifica design-uri si pentru a testa procesul de fabricatie. Routerele CNC sunt foarte potrivite pentru prototiparea precisa a componentelor de dimensiuni mici, din diverse materiale.

Aplicatii ale CNC Routerelor
Aplicatii ale CNC Routerelor

4. Industrii in care sunt utilizate routerele CNC

Arte si mestesuguri

Routerele CNC sunt des utilizate pentru a realiza obiecte de arta si mestesuguri prin gravare. Obiectele tipice includ sculpturi de animale, sculpturi de chipuri umane, simboluri gravate, etc.

Rutare placi de circuite imprimate

Placile de circuite imprimate sunt materiale compozite plane, cu mai multe straturi, ceea ce le face ideale pentru prelucrare cu ajutorul routerelor CNC.

Rutare DIY (do it yourself)

Routerele CNC sunt preferatele hobbistilor in ceea ce priveste proiectele DIY. Cu ajutorul acestora, ei pot realiza o gama larga de obiecte, cum ar fi: Scrabble, placi de surf, instrumente muzicale, structuri boltite, modele de case, modele de barci/vase/corabii, tatuaje, sculpturi, elemente creative de semnalistica.

Gravare acril
Gravare acril
Lemn

Exista o mare varietate de obiecte din lemn care pot fi realizate cu ajutorul unui router CNC, printre care: modele de plante si animale, mobila, ustensile de bucatarie, decoratiuni, ceasuri, cutii, rame, mese, dulapuri, piese de puzzle, etc.

Rutare lemn
Rutare lemn
Rutare piatra

Routerele CNC pot prelucra chiar si piatra, marmura, granit. Aceste materiale sunt folosite pentru a crea de obicei elementele de semnalistica, matrite, obiecte mestesugaresti, decoratiuni.

Rutare piatra
Rutare piatra
Rutare stante si matrite

Unele routere CNC industriale pot fi folosite pentru a realiza stante si matrite. Acestea redau forma componentelor fabricate ulterior cu ajutorul lor.

Rutare matrite
Rutare matrite

5.  Cum se face achizitia unui Router CNC?

Un plan bun

Totul incepe cu un plan bine gandit, care trebuie sa raspunda la toate intrebarile urmatoare:

  1. Ce doriti sa realizati cu acest echipament?
  2. Ce materiale veti taia?
  3. Care sunt dimensiunile materialelor taiate?
  4. Ce precizie trebuie sa obtineti?
  5. De ce set de unelte aveti nevoie?
  6. De ce software CAD/CAM aveti nevoie?
  7. Ce tip de CNC preferati?

Pana in acest moment ar trebui sa fiti hotarati ce doriti sa faceti cu routerul CNC – este un model 3D de barca? Este un model de avion? Sticla gravata? Elemente de semnalistica din marmura? Desi la inceput puteti porni cu tot felul de idei, atunci cand va hotarati sa achizitionati un echipament CNC, trebuie sa va limitati la un singur tip de produse.

Din ce material vor fi facute obiectele dvs? Vor fi din metal? In acest caz aveti nevoie de un router mai puternic, cu un cadru rigid, motor puternic, cuplu mai mare al spindle-ului, ceea ce va costa mai multi bani. Daca obiectele vor fi din lemn, configuratia router-ului poate fi mai relaxata.

Care sunt dimensiunile 3D ale obiectului dvs? Spatiul de lucru al echipamentului (lungime, latime, inaltime) trebuie sa fie mai mare decat obiectul dvs, insa nu mult mai mare. Va recomandam sa va consultati cu potentialii furnizori de materiale in privinta dimensiunilor disponibile si sa le cereti sfatul. De asemenea, trebuie sa va ganditi si daca veti produce piese mai mari in viitorul apropiat.

Cat de precis trebuie sa fie router-ul dvs? Aveti o valoare concreta? Fie ca raspunsul este da sau nu, de preferat este sa cereti specificatii de la potentialii furnizori si apoi sa le analizati.

De ce unelte aveti nevoie pentru taierea/gravarea obiectului? Le poate suporta router-ul dvs?

Folositi in prezent vreun software CAD/CAM? Aveti produsele deja proiectate? Daca da, verificati cat de compatibil este acel software cu CNC-ul. Daca software-ul ruleaza pe sistemul de operare Windows, insa controlul CNC-ului se face din Linux, trebuie sa stiti acest lucru de dinainte. In ziua de astazi, majoritatea CNC-urilor sunt compatibile cu PC-uri, insa tot aveti nevoie de confirmare. De asemenea, cu ce sistem de operare este compatibil CNC-ul? Linux, Mac OS sau Windows?

Buget

Pana la urma totul se rezuma la bugetul pe care il aveti, insa va recomandam sa nu achizitionati un router CNC avand un buget strans. Dimpotriva, fiti pregatit pentru cheltuieli mai mari. Daca doriti sa cumparati un echipament de 1000 de euro, bugetul la care trebuie sa va asteptati trebuie sa fie de cel putin 1500 de euro, deoarece veti avea nevoie de unelte aditionale, sisteme de fixare, piese de schimb, circuite electronice, etc. Cu exceptia cazului in care sunteti un pasionat al proiectelor DIY si aveti cunostinte solide in domeniu, nu va recomandam sa incercati sa va contruiti singur un router CNC in scopul de a economisi bani. Exista riscul de a fi coplesit de deciziile legate de design si de specificatiile structurii, mesei de taiere, etc. Va trebui sa stiti ce viteza si ce cuplu ar trebui sa aiba spindle-ul, ce ar trebui sa alegeti intre motoarele servo si stepper si multe altele. Veti petrece foarte mult timp incercand sa raspundeti acestor intrebari si va veti confrunta cu nesiguranta. Puteti chiar sa esuati in incercarea dvs. Toate acestea va vor costa si mai mult in final.

Componente de calitate

Acest aspect este usor de inteles. Va doriti ca furnizorul dvs sa utilizeze componente de calitate in constructia echipamentului dvs. De aceea, interesati-va de cati ani este compania pe piata, daca au o echipa buna sau de cati ingineri/tehnicieni dispun. Nu sunt rare cazurile in care un proiect promitator finantat pe Kickstarter esueaza si isi inchide portile in primele 12-24 de luni, asa ca este bine sa fiti prevazator.

Suport excelent

Cu siguranta veti intampina probleme in ceea ce priveste instalarea, operarea si taierea materialelor cu ajutorul echipamentului. De aceea, este de real ajutor daca aveti posibilitatea de a contacta furnizorul si a pune cateva intrebari despre piese mecanice, despre decizii de asamblare, semnale de alarma, defectiuni, etc. In faza de achizitie asigurati-va ca veti primi suport tehnic. Intrebati de asemenea, cate ore vi se vor aloca si daca aveti o persoana de contact pe care o puteti suna sau careia sa ii trimiteti email-uri. Unii furnizori de CNC-uri vand echipamentele ieftin, insa suportul tehnic este inexistent sau insuficient. Asigurati-va ca aveti toate informatiile inainte de plasarea comenzii si nu va fie frica sa cereti suport tehnic suplimentar, chiar daca trebuie sa platiti pentru el.

Forumuri active

Daca furnizorul are o comunitate activa, acesta este un semn foarte bun. Puteti pune intrebari si obtine raspunsuri utile de la alti utilizatori de routere CNC.

Software CNC/CAD/CAM

Intrebati-va potentialul furnizor ce sistem CNC folosesc, cautati detalii despre acesta si aflati daca este unul bun, versatil si daca il puteti programa si controla de pe calculatorul personal. Aveti nevoie de o placa de baza speciala sau de un port USB? Care este compatibilitatea cu alte software CAD/CAM? Avand in vedere faptul ca veti petrece mult timp experimentand cu sistemul dvs CNC, asigurati-va ca este unul bun.

Piese de schimb

Echipamentele sunt bunuri cu componente care se uzeaza, asa cum sunt uneltele de taiere, transmisia pe surub cu bile, rack-ul si pinioanele, rulmentii, etc. Aveti nevoie de un furnizor care sa va ofere rapid piesele de care aveti nevoie. Interesati-va si cat costa aceste piese.

Review-uri pozitive

Cautati online modelul de router CNC pe care intentionati sa il achizitionati si cititi review-urile altor utilizatori. Daca acestea sunt pozitive, atunci puteti lua in considerare acel model. Daca nu exista, atunci puteti intreba chiar dvs pe diverse forumuri de profil.

Speram ca acest ghid va reprezenta un real ajutor pentru o viitoare achizitie a unui router CNC. Pe langa informatiile prezentate mai sus, echipa de specialisti din cadrul Z Spot Media va sta la dispozitie si pentru alte intrebari pe care le-ati putea avea. Pentru a consulta oferta noastra completa de routere CNC, va invitam sa vizitati site-ul www.zspotmedia.ro, la categoria Masini CNC.

 

Date de contact:

Showroom Z Spot Media
Bd. Timisoara Nr. 84 (incinta COMET), Bucuresti
Tel: 021 420 5093
Fax: 021 404 3368
Email: office@zspotmedia.ro
Website: www.zspotmedia.ro

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *