Frezowanie – wszystko co warto wiedzieć

utworzone przez | 14 kwietnia 2021

14 kwietnia 2021

Frezowanie to jeden z rodzajów obróbki skrawaniem, czyli tzw. obróbki ubytkowej. Frezowanie odbywa się za pomocą narzędzi wieloostrzowych (frezów), a głowice urządzeń oraz przedmioty / materiały poddawane obróbce, w zależności od rodzaju maszyny, stopnia jej zaawansowania i funkcjonalności – mogą przesuwać się w kilku osiach (np. obrabiarki 5-osiowe realizują jednocześnie względny i wzajemny ruch narzędzia i przedmiotu obrabianego w aż pięciu komputerowo sterowanych osiach). Obróbce poprzez frezowania można poddawać różne materiały, zarówno płaskie, jak i z kategorii free-form. Co to jest frezowanie? Jakie techniki frezowania można zastosować do obróbki poszczególnych materiałów? Czym charakteryzuje się frezowanie drewna czy sklejki, a czym frezowanie plexi? 

Co to jest frezowanie? 

Frezowanie jest jedną z najpopularniejszych metod obrabiania różnego rodzaju materiałów, a przedmioty, które na jakimś etapie ich powstawania zostały poddane frezowaniu – otaczają nas niemal wszędzie. Frezowanie może służyć nadaniu danemu materiałowi / przedmiotowi pożądanego kształtu lub funkcjonalności (np. frezowanie otworów), bądź być zastosowane w celu wykonani zdobień (np. dekoracyjne frezowanie krawędzi). 

Frezowanie wykonuje się za pomocą urządzeń nazywanych frezarkami, czyli specjalistycznych maszyn wyposażonych w głowice z frezami. Narzędzia frezerskie to narzędzia wieloostrzowe, o zróżnicowanej geometrii i kształtach, za pomocą których można obrabiać zarówno płaszczyzny, jak i powierzchnie kształtowe oraz rowki. Frezy dzieli się ze względu na: geometrię ostrzy (tzw. kąt natarcia), kształt ostrzy i kierunek pracy. Do podstawowych narzędzi frezerskich należą frezy: walcowe, walcowo – czołowe i frezy trzpieniowe (tzw. palcowe) oraz frezy tarczowe.

Techniki i rodzaje frezowania

Technik frezowania jest kilka i można je podzielić, biorąc pod uwagę następujące kryteria doboru: technologiczne (frezowanie: walcowe, czołowe i skośne), konstrukcyjne (frezowanie: pełne, niepełne i swobodne) i kinematyczne (frezowanie: przeciwbieżne i współbieżne). 

Frezowanie walcowe, czołowe i skośne

Kryterium technologiczne decyduje o wyróżnieniu trzech rodzajów frezowania:

  • frezowanie walcowe (inaczej: obwodowe) – to frezowanie, w którym oś obrotu frezu jest równoległa do obrabianej powierzchni;
  • frezowanie czołowe – to frezowanie, w którym oś obrotu frezu jest prostopadła do obrabianej powierzchni;
  • frezowanie skośne – to frezowanie, w którym oś obrotu frezu w stosunku do obrabianej powierzchni jest pod kątem innym niż 0st. i 90st. 

Frezowanie pełne, niepełne i swobodne

Kryterium konstrukcyjne decyduje o wyróżnieniu trzech rodzajów frezowania:

  • frezowanie pełne (trzystronne / trójstronne) – frezowanie, w którym obrabiane są trzy powierzchnie;
  • frezowanie niepełne (dwustronne) – frezowanie, w którym obrabiane są równocześnie dwie powierzchnie;
  • frezowanie swobodne (jednostronne) – frezowanie, w którym obrabiana jest wyłącznie jedna powierzchnia. 

Frezowanie współbieżne i przeciwbieżne

Kryterium kinematyczne decyduje o wyróżnieniu dwóch rodzajów frezowania:

  • frezowanie współbieżne to frezowanie, podczas którego obrabiany materiał przesuwa się w tym samym kierunku, co kierunek ruchu ostrza;
  • frezowanie przeciwbieżne to frezowanie, podczas którego obrabiany materiał przesuwa się w kierunku przeciwnym niż kierunek ruchu ostrza. 

Frezowanie różnych materiałów – zasady

Frezowanie poszczególnych materiałów wymaga zastosowania frezów, odpowiednio dobranych do właściwości danego materiału oraz konkretnego zadania. Frezowanie drewna jest stosunkowo łatwe, ze względu na miękkość materiału i jego podatność na obróbkę. Użycia innych frezów i parametrów urządzenia będzie wymagało frezowanie sklejki, frezowanie styrodruku czy frezowanie pleksi, które jest tworzywem dużo twardszym niż pozostałe. Możliwe jest również frezowanie metalu, frezowanie betonu czy gipsu – wszystko zależy od rodzaju urządzenia, jego parametrów i funkcjonalności oraz doboru właściwego rodzaju frezu. 

Frezowanie CNC w D-POS

Frezowanie w D-POS realizowane jest za pomocą hybrydowego urządzenia Trident 4010 ATC, dedykowanego branży specjalizującej się w wykonywaniu zadruków na różnego rodzaju materiałach. Ta innowacyjna frezarka została wyposażona w wszechstronną kombinację noży, które umożliwiają realizację nawet najbardziej skomplikowanych i wymagających zleceń z zakresu obróbki skrawaniem, cięcia i wycinania, bigowania i oscylacji. Są to:

  • wrzeciono frezarskie (frezarka CNC) – wrzeciono posiada automatyczny magazynek wymiany siedmiu frezów, co umożliwia precyzyjną obróbkę materiału z wykorzystaniem różnych frezów, bez konieczności zmiany pozycji opracowywanego materiału;
  • aktywny nóż styczny – nóż do obróbki giętkich i półsztywnych materiałów (m.in. PCV, PETG, papier, tektura), z gwarancją uzyskania czystych krawędzi cięcia; w głowicy można w łatwy sposób, ręcznie wymieniać noże, np. na „saber blade”, kółko do cięcia (tzw. pizza), nóż bigujący, nóż 45 stopni czy nóż prosty;
  • pneumatyczny nóż oscylacyjny – nóż wykonujący 9 tysięcy oscylacji na minutę, za pomocą którego można skutecznie wycinać materiały takie jak: guma, tektura czy pianka; głowica umożliwia ręczną wymianę ostrzy, co pozwala na dobieranie optymalnych noży do obróbki konkretnego podłoża.

Trident 4010 ATC to urządzenie stołowe, którego pole robocze ma wymiary 1,52m x 3,05m. Można na nim obrabiać różnego rodzaju materiały płaskie oraz materiały o wypukłej powierzchni (maksymalnie: płaskorzeźby). W D-POS frezujemy w materiałach takich jak: dibond, plexi, PCV, poliwęglan, HIPS, MDF, drewno, sklejka i pianka – nie frezujemy metalu. Podczas frezowania ruch obrotowy i ruch posuwowy wykonywane są przez maszynę, a materiał obrabiany / podłoże umieszczone jest nieruchomo na stole z tzw. podsysem, zapewniającym stabilność chwytu / zatrzymania materiału. 

Głowice frezarki CNC nie są uchylne, co oznacza, że mogą obracać się wokół własnej osi i poruszać w pionie (góra – dół), ale nie mogą pracować pod kątem, np. w celu uzyskania w obrabianym materiale tzw. kątów ujemnych. Możliwość zaprogramowania automatycznej zmiany narzędzi, pozwala na kompletną realizacją skomplikowanych zleceń i projektów, np. gotowej obudowy czy pudełka z dibond (najpierw frezarka nadcina frezem ze zbieżnością miejsca zagięcia, a po zmianie narzędzia – wycina kształty docelowe). Urządzenie wyposażone jest również w kamerę do rozpoznawania nadrukowanych paserów, co z kolei umożliwia precyzyjne wycinanie dowolnych kształtów po wydruku (np. techniką UV). 

Podsumowanie

Frezowanie jest jednym z technik obróbki rozmaitych materiałów, za pomocą skrawania – to tzw. obróbka ubytkowa, w której usuwa się materiał w opracowywanym miejscu, zgodnie z projektem. Celem frezowania może być nadanie podłożu / materiałowi / przedmiotowi pożądanego kształtu, zapewnienie mu wybranej funkcjonalności (np. poprzez stworzenie otworów, nacięć, rowków) lub ozdobienie go (np. w poprzez frezowanie krawędzi). Różne techniki frezowania i możliwość doboru frezów z szerokiej gamy narzędzi frezerskich pozwala m.in. na frezowanie drewna, frezowanie pleksi czy frezowanie sklejki.