Trong bài viết này, từ "end" sẽ được dùng để chỉ tất cả các bề mặt cắt của máy phay CNC. Trong ngành công nghiệp, các loại đầu khác nhau có thể được gọi là đầu, mũi, máy phay đầu, máy cắt hoặc máy khoan (để kể tên một số). Một số tên này phù hợp hơn với một số đầu nhất định, nhưng để rõ ràng, tất cả sẽ được gọi chung là "ends" trong bài viết này.
Việc lựa chọn vật liệu để gia công trên máy phay CNC đòi hỏi phải cân nhắc đến nhiều yếu tố khác nhau ngoài chi tiết cuối cùng mong muốn. Các vật liệu khác nhau bị ảnh hưởng theo nhiều cách khác nhau bởi máy phay, tùy thuộc vào đầu được sử dụng và cài đặt máy. Bản thân máy phay, đặc biệt là đầu được sử dụng, bị ảnh hưởng bởi vật liệu. Điều quan trọng là phải hiểu các tùy chọn vật liệu có sẵn và có thể đưa ra dự đoán từ hành vi của các vật liệu đã biết khi quyết định gia công vật liệu không chuẩn.
Gô
Có nhiều loại gỗ có thể sử dụng trên máy phay CNC và không nên đánh giá thấp tính đa dạng của các đặc tính của chúng. Chúng khác nhau về độ cứng, độ dai, độ cứng và mật độ, cùng với các đặc tính khác. Tuy nhiên, tất cả gỗ đều là hỗn hợp của các polyme tự nhiên là cellulose và lignin, với một số thành phần là nhựa cây hoặc nhựa thông.
Điều quan trọng cần nhớ là các đặc tính sẽ thay đổi theo độ ẩm của gỗ. Nhìn chung, độ ẩm làm cho gỗ mềm hơn, dẻo hơn, đặc hơn và dính hơn. Gỗ dùng với máy phay phải luôn được bảo quản trong môi trường khô ráo và cắt khi khô.
Không có gì ngạc nhiên khi gỗ trên toàn bộ quang phổ tính chất khá lý tưởng để sử dụng trong máy phay CNC. Gỗ có độ cứng thấp so với đầu máy phay thép thông thường, do đó máy ít bị mài mòn. Gỗ cũng có độ dẻo rất thấp, do đó gỗ bị loại bỏ sẽ vỡ thành các mảnh vụn nhỏ dễ dàng bị ném hoặc hút khỏi khu vực làm việc, giúp đầu máy luôn mát.
Các loại gỗ
• Gỗ mềm: Thông, tuyết tùng, linh sam.
• Gỗ cứng: Sồi, thích, anh đào, óc chó.
• Gỗ công nghiệp: Ván ép, MDF (Ván sợi mật độ trung bình), ván dăm.
LƯU Ý: Người vận hành nên giảm tỷ lệ loại bỏ vật liệu được sử dụng trên các loại gỗ dày hoặc cứng hơn cho phù hợp.
Tấm Laminate và Ván Ép Composite
Khi cắt vật liệu bằng bất kỳ phương pháp nào, trước tiên cần lưu ý đến cơ chế hỏng hóc của vật liệu. Trong trường hợp vật liệu composite nhiều lớp (tức là, lớp sợi carbon, một số sợi thủy tinh và ván ép), cơ chế hỏng hóc cần lưu ý là sự tách lớp của các lớp. Điều này có thể được kiểm tra ở bất kỳ cạnh nào của vật liệu bằng cách cố gắng nạy mở cạnh đó và quan sát hành vi của vết nứt được tạo ra:
1. Nứt luôn lan ra bề mặt theo đường đi ngắn nhất – Phá hoại liên lớp.
2. Vết nứt lan vào mặt phẳng của tấm – Hỏng do tách lớp.
Đối với vật liệu bị hỏng do tách lớp, các cạnh có khả năng bị rách và cong theo chiều dọc trong quá trình định tuyến. Để ngăn ngừa kết quả này, nên sử dụng đầu nén.
Đầu nén kết hợp cạnh cắt xoắn ốc hướng xuống ở phía trên với cạnh cắt xoắn ốc hướng lên ở phía dưới. Điều này có nghĩa là vật liệu được cắt có bề mặt trên và dưới bị nén về phía tâm trong quá trình cắt, cho phép độ bền của vật liệu khi nén chống lại điểm yếu của nó khi nứt mở khi kéo.
Hãy nhớ rằng đầu nén đẩy vật liệu bị loại bỏ ra theo chiều ngang, không phải theo hướng lên trên hoặc xuống dưới, do đó vật liệu chỉ có thể được loại bỏ dọc theo cạnh tiếp xúc.
Các loại vật liệu tổng hợp
• Sợi thủy tinh: Nhựa gia cường.
• Sợi Carbon: Tỷ lệ độ bền/w8 cao.
• Phenolic: Chịu nhiệt, bền.
Ghi vùng nén giữa 2 hướng cắt ở đầu phải nằm ở giữa vật liệu của bạn.
- Các thành phần của vật liệu composite của bạn cần được xem xét cả chung và riêng biệt.
- Nếu nền của vật liệu composite là nhựa polyme thì áp dụng các cân nhắc phù hợp với loại nhựa đó.
- Nếu vật liệu composite có chứa sợi hoặc hạt mài mòn, hãy sử dụng đầu phay được làm cứng thích hợp và làm mát để giảm mài mòn.
Nhựa
Bọt
Bọt polyme có sẵn để định tuyến CNC và có ưu điểm là không tạo ra sự mài mòn đáng chú ý ở đầu, đồng thời cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp để đóng gói tùy chỉnh, thẩm mỹ, hình học thử nghiệm hoặc để thực hành rủi ro thấp. Đặc điểm xác định của các vật liệu này là độ bền cắt thấp, cho phép cắt nhanh chóng và dễ dàng.
Khi lựa chọn những vật liệu này, nếu độ bền kéo của bọt thậm chí còn thấp hơn độ bền cắt, thì các khối có thể bị xé ra thay vì các mảnh vụn được cắt sạch. Cũng có thể có những mảnh bọt tương đối cứng và linh hoạt bị xé ra và quấn quanh đầu máy phay.
Đối với các loại bọt hiếm có nguy cơ này, hãy đảm bảo sử dụng đầu cắt sắc ở tốc độ RPM cao với các rãnh mạnh, chứ không phải đầu mài mòn hoặc nông. Tuy nhiên, bọt cứng có thể được mài mòn thay vì cắt để tránh biến dạng.
Nhựa mềm
Nhựa mềm (như polyethylene mật độ thấp) được định nghĩa theo một phép đo tương đối: Chúng là các polyme tạo ra "các lọn tóc xoăn" hoặc các mảnh vụn rất dài khi cắt. Điều này có nghĩa là chúng ít cứng hơn và có khả năng dễ uốn hơn. Hãy nhớ rằng nhựa mềm hơn cũng có khả năng có điểm nóng chảy thấp hơn và mất dung sai kích thước do uốn cong khi cắt khi nóng. Giảm xu hướng này bằng nhiệt độ môi trường mát, quạt và các vết cắt nông. Đầu cắt có ít rãnh hơn hoặc các rãnh ít hung hăng hơn có thể làm giảm các vấn đề do kẹt với các lọn tóc xoăn dài.
Nhựa cứng
Nhựa cứng (như polymethyl-methacrylate) được định nghĩa theo một phép đo tương đối: Chúng tạo ra các mảnh vụn ngắn với các đầu bị gãy khi cắt. Điều này có nghĩa là chúng cứng hơn và có thể được cắt bằng các đầu ít có rãnh hơn, vì việc loại bỏ các hạt nhỏ hơn sẽ dễ dàng hơn. Tuy nhiên, quá nhiệt vẫn có thể dễ dàng là một vấn đề.
Nhựa cứng ít bị biến dạng hơn khi quá nóng, nhưng có thể tan chảy hoặc phân hủy ngay tại bề mặt cắt, khiến vật liệu nhựa bị cháy tích tụ ở đầu máy phay và ngăn không cho máy cắt. Giảm xu hướng này bằng nhiệt độ môi trường mát, quạt và cắt nông.
Các loại nhựa
• Acrylic: Trong suốt, nhiều màu sắc, bền chắc.
• Polycarbonate: Khả năng chống va đập cao, trong suốt.
• PVC (Polyvinyl Clorua): Bền, đa dụng.
• HDPE (Polyetylen mật độ cao): Nhẹ, chống ẩm.
Kim loại
Trong phần lớn các trường hợp, kim loại duy nhất nên cắt bằng máy phay là nhôm. Một số hợp kim Si cao của Al rất cứng và chỉ nên sử dụng trong máy nghiền.
Nhôm sẽ tạo ra những lọn xoăn dài khi cắt bằng các đầu thông thường, thường dẫn đến kẹt nếu không có đủ khoảng hở lớn. Khi phải cắt nhôm với dung sai nhỏ, nên sử dụng đầu bẻ phoi đặc biệt. Loại đầu này, với các đặc tính nằm giữa đầu mài mòn và đầu cắt nhiều rãnh, có hoa văn bề mặt hình thoi "kim cương" ngăn không cho một bề mặt cắt duy nhất tiếp xúc với một lượng lớn vật liệu trong toàn bộ một vòng cắt, do đó bẻ vật liệu đã cắt thành nhiều phoi rời rạc.
Lưu ý rằng độ cứng và làm mát khuếch tán của kim loại nhạy cảm với nhiệt độ môi trường xung quanh, do đó, cài đặt chính xác cho bộ định tuyến của bạn có thể thay đổi nếu nhiệt độ trong không gian làm việc của bạn không được kiểm soát. Khi nhiệt tích tụ, đầu sẽ mòn nhanh hơn do mềm và bề mặt kim loại trở nên dẻo hơn, gây ra biến dạng "bôi nhọ" thay vì cắt sạch và chính xác. Cắt tương đối chậm và sử dụng quạt làm mát.
Trong một số trường hợp hiếm hoi, kim loại khác ngoài nhôm có thể được định tuyến.
- Một số hợp kim đồng thau đủ mềm để có thể phay một cách cực kỳ cẩn thận, hãy chọn các đầu rất cứng và đường dẫn CNC được thiết kế riêng cho mục đích đó.
- Về mặt lý thuyết, các kim loại rất mềm như đồng nguyên chất, vàng hoặc chì cũng có thể được định tuyến.
- Đối với vật liệu đặc, dễ uốn như kim loại nguyên chất mềm, hãy chọn đầu cắt mạnh có ít rãnh.
- Đối với vật liệu đặc, dễ uốn như kim loại nguyên chất mềm, hãy chọn đầu cắt mạnh có ít rãnh.
Các loại kim loại
• Nhôm: Nhẹ, chống ăn mòn.
• Đồng thau: Trang trí, dễ cắt.
• Thép: Chắc chắn, bền bỉ.
• Đồng: Dẫn điện, mềm.
Đá và Gốm
Những vật liệu rất cứng, có độ dẻo dai thấp như đá trầm tích và gốm sứ thông thường (đá granit, đá sa thạch, gạch) có thể được gia công bằng đầu mài cứng.
Các đầu này thường được làm bằng kim loại có các hạt kim cương nhúng làm chất mài mòn. Đối với gạch có độ bền rất thấp, đầu nông, có rãnh dày hoặc đầu bẻ phoi làm bằng HSS hoặc carbide có thể phù hợp.
Nhìn chung, máy phay CNC được sử dụng cho các vật liệu này khi cần chi tiết nổi hoặc hoa văn cạnh phức tạp. Do độ cứng cao và độ dẫn nhiệt thấp của vật liệu đá và gốm, một lượng nhiệt lớn được tạo ra và rất ít được bề mặt dẫn đi và các hạt bị loại bỏ. Điều này có nghĩa là sự tích tụ nhiệt ở đầu máy phay là một vấn đề lớn. Nên làm mát trực tiếp bằng nước.
Các loại đá và gốm
• Đá cẩm thạch: Thanh nhã, tương đối mềm.
• Đá granit: Cứng, bền.
• Gạch men: Cứng, giòn.
Để đạt được kết quả mong muốn trong các dự án máy phay CNC, vật liệu phù hợp là yếu tố quan trọng. Mỗi vật liệu có đặc tính riêng và yêu cầu các công cụ, tốc độ và kỹ thuật cụ thể. Thực hiện theo các biện pháp tốt nhất được nêu trong hướng dẫn này sẽ giúp bạn tối đa hóa khả năng của máy phay CNC.
