Che cos'è il routing CNC?

La fresatura è un processo o uno strumento di controllo numerico computerizzato (CNC) per modellare legno, plastica e metalli teneri.Il controllo computerizzato della fresatura CNC può tagliare, forare e incidere con precisione questi materiali nelle parti previste.Inoltre, le sue capacità di rimozione rapida del materiale e di modellazione dei dettagli sono indispensabili in applicazioni specifiche incentrate sui materiali.

Esaminiamo la sua semplice suddivisione, incluso cos'è il routing CNC, il processo di routing, i router CNC, i vantaggi, le applicazioni, le limitazioni e altro ancora.

Cos'è il routing CNC?

La prima domanda nella tua testa potrebbe essere: cos'è il routing CNC?È uno degli approcci di lavorazione più diffusi nella produzione moderna.Come altre lavorazioni CNC standard, la fresatura si riferisce alla modellatura di materiali compatibili nella forma o geometria desiderata.Tuttavia, la differenza sta negli strumenti e nelle capacità.

La fresatrice utilizza uno strumento specializzato chiamato router con una punta rotante.Questa fresatrice si muove attraverso il pezzo seguendo le istruzioni (codice G) e i percorsi utensile predeterminati per modellarlo ed eseguire le operazioni di lavorazione.Inoltre, prevede un ampio basamento CNC e una bassa pressione dell'utensile.Di conseguenza, le operazioni di instradamento sono adatte per fogli di lavoro sottili e grandi.

Come funzionano le fresatrici CNC?

La macchina prevede un tavolino per sostenere il materiale e un mandrino per sostenere la punta del router CNC.Innanzitutto, i codici G vengono inviati al controller CNC e la punta va nella posizione di taglio iniziale.Allo stesso tempo, l'operatore imposta i parametri di lavorazione, come profondità di taglio, velocità del mandrino, ecc. Successivamente, il mandrino si muove su più assi per rimuovere il materiale e creare la forma desiderata, generalmente X-orizzontale, Y-verticale, e altezza Z.

Qui potresti chiederti come la macchina router controlla il mandrino.Il mandrino è collegato a diversi motori e guide lineari.Man mano che i codici G vengono caricati, il controller li converte in segnali elettrici che controllano questi motori e guide.

Ecco il processo passo passo del routing CNC:

• Modellazione 3D:questo è il primo passo.Il progettista ha creato un modello dettagliato con tutte le specifiche, caratteristiche e tolleranze.
• Codice G:I codici G vengono ottenuti elaborando il modello 3D nel software CAM.Contiene tutte le informazioni sulla lavorazione.
• Impostazione della macchina:Nella configurazione della macchina, per ottenere i risultati desiderati sono necessarie macchine utensili e frese CNC adeguate.Allo stesso modo, fissare il pezzo nel basamento della macchina.
• Posizionamento zero:La punta della fresa viene impostata nella posizione iniziale (riferimento 0, 0, 0).
• Lavorazione:La punta di fresatura ruota ad alto numero di giri e inizia a rimuovere il materiale lungo il percorso predeterminato.
• Monitoraggio:La lavorazione prosegue fino alla forma finale.Pertanto, il processo rimane sotto osservazione per possibile usura dell'utensile, deflessione di precisione e altri difetti.
• Finitura superficiale:Se la finitura così come lavorata non è sufficiente per la funzionalità o l'estetica, vengono applicate ulteriori finiture, come sabbiatura, sbavatura e spazzolatura.
• Controllo di qualità:Le ispezioni e le misurazioni finali garantiscono che le parti soddisfino le specifiche e gli standard desiderati.

Quali sono i componenti principali di un router CNC?

Un router CNC è un macchinario complesso.È costituito da vari componenti, ciascuno con un ruolo e una funzione unici.L'azione cumulativa di questi componenti completa il processo di routing CNC.

Di seguito sono riportati i sei componenti principali:

1. Telaio e portale

Il telaio è tipicamente un supporto con gambe in alluminio o acciaio di alta qualità.Resiste alla forza di taglio e smorza le vibrazioni, conferendo rigidità e stabilità alla macchina.Allo stesso modo, il portale supporta strutturalmente i movimenti del mandrino e della testa di taglio.

2. Tavolo o letto

Sono superfici piane con scanalature a T o sistemi di fissaggio a vuoto, che consentono morsetti e dispositivi di fissaggio.Pertanto, tavoli o letti hanno il compito di posizionare e trattenere in modo sicuro i pezzi da lavorare.Inoltre, i letti contengono anche sensori del percorso utensile o occasionalmente rovinano pannelli di MDF.

3. Mandrino

Sono i componenti che forniscono la forza di taglio necessaria durante la fresatura CNC.Fondamentalmente, il mandrino è un albero rotante collegato a diversi motori, cuscinetti e sistemi di guida per il controllo del movimento.Contiene anche una pinza o un mandrino per contenere gli utensili da taglio, come le punte della fresa che ruotano e si muovono con il mandrino.Successivamente può ruotare ad una velocità di 10.000-20.000 giri al minuto.

4. Utensili da taglio

La fresatrice consente l'utilizzo di diversi utensili da taglio per ottenere forme complesse ed esigenze di lavorazione uniche.Alcuni kit di fresatura comprendono punte a V, frese a punta sferica, punte da trapano, punte dritte e a filo, superfici Spoilboard, ecc.

Ognuna di queste varietà di strumenti ha usi di lavorazione distinti.Ad esempio, le punte diritte sono adatte per tagli e scanalature dritte, mentre le punte a V sono per applicazioni di incisione.

5. Motori degli assi

Come sappiamo, il mandrino si muove lungo più assi per le operazioni di fresatura.Pertanto, i motori degli assi facilitano tutto ciò grazie alle loro coordinate precise e al controllo del movimento.È possibile trovare due tipi di motori utilizzati nell'azionamento degli assi: servomotori e motori passo-passo.

I servomotori muovono il portale e il motore del mandrino verso le rispettive guide in base alle istruzioni del codice G.Usano il feedback per regolare continuamente la velocità e la posizione.Al contrario, lo stepper è più semplice e si muove a passi discreti per controllare la posizione e la velocità.Allo stesso modo, lungo l’asse più lungo è fissato un sistema a pignone e cremagliera, che consente al mandrino o al portale di muoversi lungo gli assi X e Y.

6. Controllore CNC

Un controller CNC è un componente elettronico delle macchine di fresatura CNC.È costituito da un processore di controllo (CPU), memoria (RAM), porte di ingresso e uscita e un circuito di azionamento.Questo controller riceve i codici G ed esegue inviando il segnale elettrico ai motori.Pertanto, i motori (e in definitiva il mandrino) si muovono seguendo i segnali del controller.

Tipi comuni di router CNC

Esistono diversi tipi di macchine router CNC in base alle dimensioni, alle capacità e alle applicazioni di lavorazione specifiche.Anche se qui discuteremo dei tre tipi principali: router industriali, desktop e multiasse.

Router industriale

I router industriali sono adatti per la produzione pesante grazie ai mandrini ad alta potenza.Queste sono le macchine di costruzione grandi e robuste che gestiscono progetti di routing intensivi.Inoltre, richiedono più spazio rispetto al router hobby o al router desktop.Inoltre, i router industriali sono essenziali nella lavorazione del legno, nella fabbricazione dei metalli, nel settore aerospaziale, automobilistico e marittimo per la lavorazione rapida e precisa di varie parti.

Router da tavolo

I router desktop sono macchine CNC efficienti e potenti in grado di spostare tre o più assi.Ma sono piccoli e progettati per l’efficienza dello spazio e la facilità d’uso.Questi router non sono in grado di gestire percorsi industriali pesanti a causa delle limitazioni di capacità.Tuttavia, un router CNC desktop è l'ideale per le piccole imprese, le officine domestiche e gli appassionati di router fai-da-te.

Router CNC multiasse

Per lavorazioni complesse sono disponibili fresatrici con diverse capacità di assi.Queste macchine hanno capacità di movimento a 3, 4 o 5 assi, in alcuni casi anche più di 5.All’aumentare del numero di movimenti degli assi, le macchine possono creare parti più complesse e precise.Tuttavia, la scelta dipende dalla complessità, dalle tolleranze e dal materiale del pezzo.

Vantaggi e limiti del routing CNC

Il primo vantaggio significativo della fresatura CNC è la lavorazione rapida e precisa di materiali morbidi.Parliamo dei vantaggi e dei limiti semplici.

Benefici

• Può raggiungere una precisione di circa ± 0,0025 mm ed è molto più avanti rispetto ai tradizionali router portatili.
• Le grandi dimensioni del banco di fresatura consentono la lavorazione di lamiere o pezzi di grandi dimensioni.
• Strumenti avanzati come i router ATC consentono il cambio automatico delle punte del router CNC durante il funzionamento, riducendo il tempo di ciclo.
• Il routing offre un'eccellente ripetibilità.Può creare forme complesse identiche in modo coerente.
• È conveniente e può creare forme complesse da materiali CNC compatibili.

Limitazioni

• Anche la macchina router CNC presenta alcune limitazioni.Non può lavorare materiali duri come acciaio e titanio.
• Le dimensioni del basamento CNC limitano le dimensioni del pezzo e la modifica del progetto richiede troppo tempo.
• La fresatrice può essere rumorosa a causa del suo sistema di aspirazione.

• Materiali per il processo di fresatura CNC

  Poiché la fresatura è il processo di lavorazione preferito per i materiali morbidi, si potrebbe pensare che sia compatibile con un minor numero di opzioni di materiali di lavorazione CNC.Al contrario, il router può lavorare diverse plastiche, legni e alcuni materiali compositi e metalli.Non è adatto solo per metalli e leghe con elevata durezza.

  Di seguito sono riportati i materiali per il processo di instradamento.

• Legni (morbidi, duri e strati)
• Acrilico
• Polietilene ad alta densità (HDPE)
• Policarbonato
• Acrilonitrile Butadiene Stirene (ABS)
• Cloruro di polivinile (PVC)
• Alluminio e sue leghe (2024, 6061, 6062, 7075, ecc)
• Ottone
• Rame
• Acciaio
• Fibra di vetro

• Applicazioni delle parti del router CNC

  Le capacità di lavorazione avanzate e la vasta gamma di materiali rendono il processo di fresatura CNC applicabile in molti settori, come la lavorazione del legno CNC, la formatura e l'incisione di metalli, la segnaletica, la costruzione di stampi, ecc.

• Realizza mobili complessi e carpenteria personalizzata nella lavorazione del legno, segnaletica 3D e targhe incise per aziende ed eventi.Successivamente, gli strumenti musicali utilizzano parti del router CNC, come corpi di chitarra e fusti di batteria.Nel settore automobilistico e aerospaziale, è un metodo popolare per la prototipazione rapida di diversi componenti.

  Inoltre, le parti della fresa sono preziose anche per realizzare stampi, modelli architettonici, circuiti stampati, applicazioni marine, maschere e dispositivi, involucri elettronici, ecc.

  Fresatura CNC e fresatura: quali sono le differenze?

  Criteri	Instradamento CNC	Fresatura CNC
  Lavorando	Un mandrino si muove lungo gli assi X, Y e Z con una fresa rotante che rimuove il materiale.	Il mandrino si muove lungo più assi (3 o più) con un utensile da taglio con elevata forza di taglio per la rimozione dei materiali.
  Rigidità	Le fresatrici sono meno rigide delle fresatrici.	Il telaio robusto e la struttura delle fresatrici CNC le rendono estremamente rigide.
  Velocità	La fresatrice CNC funziona ad alta velocità.	Velocità di taglio da basse a moderate
  Capacità materiali	Legno, plastica, schiuma e alcuni metalli teneri e compositi.	Quasi tutti i materiali CNC, dalla plastica ai metalli duri e alle leghe.
  Forza di taglio	Forze di taglio medio-basse	Forze di taglio elevate
  Precisione	Eccellente precisione nella lavorazione specifica del materiale con una tolleranza minima di ± 0,0025 mm.	Molto più che semplici instradamenti, tolleranze strette per progetti complessi e dettagliati.
  Complessità	Più adatto per lavorazioni su larga scala piuttosto che per lavorazioni complesse.	Milling gestisce progetti complessi e dettagliati.
  Opzioni degli utensili	Punte diritte, punte a filo, punte arrotondate, scanalature a V, ecc.	Diverse opzioni di macchine utensili come fresatrici, frese a candela, frese per spianare, trapani, utensili per smussatura, frese a testa sferica, ecc.
  Costo	Altamente conveniente	Costoso rispetto al routing

  Confronto tra router e mandrino: cosa devi sapere

  Il router e il mandrino hanno entrambi uno scopo simile.Tuttavia, presentano differenze in termini di prestazioni e applicazioni.Il mandrino funziona con coppia elevata e bassa velocità di taglio.Al contrario, la fresatura prevede una coppia bassa e una velocità di taglio molto elevata.Successivamente, il runout di un mandrino è 0,0002 pollici o inferiore, mentre varia da 0,0010 a 0,0015 pollici per una fresatrice Source.

   

  Il router è applicabile nella creazione di mobili, incisioni, opere d'arte, parti in plastica e metallo morbido e prototipi.D’altro canto, il mandrino ad alta velocità è una scelta migliore per le applicazioni industriali pesanti.Pertanto, la scelta tra fresatrice e mandrino richiede la considerazione di alcuni criteri di selezione.Questi criteri sono il materiale del pezzo, la precisione, la complessità, il costo, il volume operativo, ecc.

  Come posso avviare il routing CNC?

  L'avvio del routing CNC comporta un'attenta esecuzione di diversi passaggi.Prima di iniziare, devi disporre di un modello 3D della parte desiderata in un formato compatibile, come STEP, STL e DXF.Quindi, ecco i passaggi in ordine cronologico:

• Attiva il controller CNC, il telecomando, il letto/tavolo e il raccoglitore di polvere.
• Scegli la punta del router CNC appropriata e collegala a una pinza o un mandrino.
• Posizionare il pezzo sul tavolo regolando le zone di aspirazione.
• Posizionare la punta nella posizione iniziale e impostare le coordinate 0, 0, 0.
• Inserire il file CAD/CAM nel controller ed eseguire il programma.
• Monitorare il processo continuamente fino alla fine.

• NO!Non è possibile utilizzare frese per fresatrici CNC.Il bit da utilizzare dipende dal routing inviato alla macchina.Ogni tipo di fresa CNC ha compatibilità dei materiali e capacità di lavorazione specifiche.Ad esempio, puoi utilizzare le punte a V per incisioni dettagliate sul legno, ma le punte dritte non possono raggiungere questo obiettivo.

  Pertanto, dovresti scegliere la punta giusta in base al materiale di lavoro e ai risultati desiderati.Altrimenti, influisce sulla tolleranza, sulla velocità e sulla finitura superficiale.A volte, un attrezzaggio errato può anche danneggiare il pezzo e l'utensile stesso.In questo caso è meglio chiedere la consulenza di un esperto per scegliere la fresa giusta per qualsiasi progetto particolare.

  Conclusione

  Il lavoro del router CNC converte i progetti in parti fisiche con specifiche esatte.Offre precisione ed efficienza dei costi con la lavorazione di qualsiasi materiale appropriato.Tuttavia, la scelta degli strumenti e dei parametri giusti, l'utilizzo di attrezzature avanzate e le capacità dell'operatore determinano il risultato finale.

  Race dispone di macchinari e competenze avanzati per gestire qualsiasi progetto di fresatura CNC.Forniamo tutti i servizi di lavorazione CNC in diversi settori.I nostri servizi affidabili spaziano dalla prototipazione rapida alla produzione in serie di parti industriali e personalizzate.I nostri ingegneri esperti lavorano a stretto contatto per garantire che possiamo superare le aspettative del cliente.Quindi, se hai bisogno di fresatura CNC o servizi simili, puoi richiedere un preventivo per le nostre soluzioni di lavorazione CNC precise ma convenienti.

  Posso utilizzare qualsiasi punta del router per le macchine del router CNC?