Wielkoformatowe centra obróbkowe z frezem pionowym do aluminium to nowoczesne urządzenia, które potrafią wycinać tanio i solidnie, na co wskazuje jakość wyprodukowanych na nich elementów. Mają stosunkowo niską cenę, a jednocześnie bardzo duże formaty. Maszyny te znajdują zastosowania nawet wśród najbardziej wymagających klientów, czyli w przemyśle lotniczym. Oczywiście są one również coraz popularniejsze w branży maszynowej, AGD czy budowlanej. Na czym polega zainteresowanie wielkoformatowymi centrami obróbkowymi?
Potrzeba sygnalizowana przez rynek
W przemyśle jest wiele przykładów tworzenia czy wykorzystania nowych technologii w odpowiedzi na potrzeby rynku. Nie inaczej było w przypadku wielkoformatowych centrów obróbczych. Jedna z dużych firm lotniczych w Polsce do tej pory kupowała blachy aluminiowe, duralowe na poszycia śmigłowców czy samolotów i sama zajmowała się wycinaniem odpowiednich kształtów. Zwrócono jednak uwagę, że wykonywane kształty są duże i nieregularne, a co za tym idzie – powstaje bardzo dużo odpadów. Okazało się, że straty związane z tym materiałem są tak duże, że bardziej opłaca się współpraca z firmami, które dostarczają wycięte już detale. Korzyści dla obu firm są jednoznaczne. Zakład, który kupował arkusze, nie tylko nie marnuje już materiału, ale również nie ponosi kosztów związanych z wycinaniem elementów. Z kolei zlecanie wykrojów detali na postawie zadanych plików *.DXF daje usługodawcy możliwość żonglowania kształtami ze zleceń wykonywanych na tych samych blachach. W związku z tym, że większa liczba firm daje większą różnorodność elementów, stopień wykorzystania takiego arkusza może być nieporównywalnie większy. Od wielu lat mamy w Polsce przedsiębiorstwa, które zajmują się dostarczaniem aluminium w formatach wycinanych dla klienta. Jak widać jednak na przywołanym przykładzie, usługa ta u wszystkich dystrybutorów została wymuszona rynkiem. Wiele lat temu kupowało się arkusze nawet grubych blach. Nikt nie chciał ich przecinać. Kiedy jedna czy druga firma zaczęły ciąć grube arkusze na kostki, bloki czy płyty o zadanych wymiarach, w zasadzie każdy musiał rozszerzyć swoją ofertę, żeby nie zostać w tyle. Mało tego, nagle się okazało, że byli i potencjalni zainteresowani, którzy chcieliby od razu kupować gotową część wyciętą z arkusza. Tak właśnie rozwinęła się usługa rozkroju na wielkoformatowych centrach obróbkowych frezem pionowym, głównie dla aluminium.
Inwestycja, która daje oszczędność
Można by zapytać, po co konstruować nowe maszyny, kiedy dany proces można wykonać na starych, które już znajdują się w zakładzie produkcyjnym? Owszem, można przeprowadzić obróbkę aluminium czy to w przemyśle lotniczym, czy w branży oświetleniowej, obróbki profili lub wyposażenia wnętrz na drogich, ciężkich centrach obróbkowych do stali, które najczęściej mają niskie obroty wrzeciona, są ciężkie i drogie, a jeżeli mają duży obszar roboczy, to pracują wolniej ze względu na mniejszą dynamikę pracy i niższe obroty wrzeciona. Po co jednak, jeśli mamy do dyspozycji specjalne centra obróbkowe wielkoformatowe dla aluminium, które potrafią wycinać tanio i szybko? Urządzenia te mają stosunkowo niską cenę, a jednocześnie bardzo duże formaty. Gwarantują najwyższą jakość wykonywanych detali oraz wydajności cięcia m.in. dzięki właściwemu doborowi narzędzi i oprogramowania. Przykładem jest np. wycinanie blachy aluminiowej o grubości 8 mm z prędkością 150 mm/s w jednym przejściu, z założeniem, że powierzchnia boczna jest błyszcząca. Efektem procesu może być wykonywanie detali z dokładnością do pojedynczych setnych części milimetra, co zdecydowanej większości klientów wystarcza jako obróbka na gotowe. To jednak nie wszystko. Na wielkoformatowych centrach obróbkowych można wycinać, przeprowadzać również otworowanie, fazowanie, wybieranie kieszeni, wybieranie kieszeni z wykrywaniem rys, prace na wielu etapów zagłębiania, gwintowanie, grawerowanie. Wszystkie te prace można prowadzić w sposób bardzo łatwy, ponieważ maszyny są wyposażone w stoły próżniowe, na których blacha trzyma się do momentu wykonania wszystkich prac bez konieczności budowania przyrządów montażowych, które byłyby największym problemem dla firm usługowych. Taki sposób działania jest bardzo efektywny, ponieważ również w tym przypadku można na jednym arkuszu danej grubości rozmieścić wiele zleceń różnych klientów, generując duży zysk, a jednocześnie wykorzystując maksymalnie dostępny materiał. W opisywanej technologii grubość arkusza jest ograniczona tylko rozsądkiem. W przypadku cięcia do 10 mm można ciąć blachy naraz, powyżej jest większa liczba przejść. Ważna jest również sztywność narzędzia. Jeżeli frez będzie za długi i za cienki, to będzie drgał i się po prostu załamie. Ale oczywiście na rynku są technologie dla tych przedsiębiorstw, które potrzebują ciąć grubsze materiały, obojętnie czy to będzie aluminium, stal czy dowolny inny materiał. Przemysł aluminiowy coraz częściej zaczyna wykorzystywać profesjonalne wielkoformatowe centra obróbkowe, które są wystarczająco sztywne, żeby robić doskonałej jakości detale, przy zachowaniu nawet trzykrotnie niższych kosztów samej maszyny niż byłoby to w przypadku obrabiarek do stali. Tego typu maszyny są wykonane na bazie monolitycznej konstrukcji stalowej obrabianej w jednym zamocowaniu. Brama również jest monolityczna, z obustronnym napędem z elektroniczną kompensacją kąta bramy. Wrzeciona stosowane w takich maszynach mają od 9 do 24 kW i obroty rzędu 24 tys. w standardzie do pracy ciągłej. Są to wrzeciona na łożyskach ceramicznych z nadciśnieniem w komorze łożysk wrzecionowych z pływającą górną oprawą łożysk do kompensacji rozszerzania termicznego wirnika. Są to wrzeciona, które mają stożki ISO 30 lub HSK 63. Maszyny te mogą mieć liniowy zmieniacz narzędzia zlokalizowany na końcu stołu lub – jeżeli ktoś chciałby mieć maszynę przelotową – może to być zmieniacz rewolwerowy jeżdżący na bramie. Takie centra obróbkowe są wyposażone w stoły próżniowe z pompą próżniową dedykowaną właśnie do maszyn CNC.
Parametry dostosowane do branży
W kwestii zakupu centrów obróbkowych ważny jest właściwy dobór maszyny i technologii do potrzeb konkretnej firmy, ale też branży. Jeżeli chodzi o sektor lotniczy, to najistotniejszymi parametrami są wielki format i dokładność urządzenia. Trudno bowiem wyprodukować maszynę dużą, która jest dokładna. W branży AGD również liczy się duży gabaryt centrów obróbkowych. Tutaj wykorzystuje się różne maszyny 3-, 4-, 5-osiowe do modeli z kompozytów i aluminium do wnętrz lodówek czy w pozostałych elementach AGD. Na takich maszynach są wykonywane również obróbki wykańczające paneli sterowniczych. Często w celu uproszczenia produkcji wiele modeli AGD ma te same panele sterownicze wykonane z formy wtryskowej. Żeby jednak z tego samego panelu powstało wiele różnych urządzeń, otwory pod różnego rodzaju wyposażenie: wyświetlacze, przyciski czy pokrętła dla modeli o różnym zaawansowaniu, frezuje się już na frezarkach. Kolejna branża, jeżeli chodzi o aluminium, to wykonywanie obróbki profili aluminiowych. Tutaj mamy z kolei maszyny o bardzo ciekawej geometrii z pochylanym wrzecionem. Profile aluminiowe najczęściej mają rozwiązania, w których potrzeba wykonać obróbkę profili z boku, rzadko kiedy od przodu, tam gdzie jest pusto. W związku z tym rozwiązanie czteroosiowe jest dużo tańsze od pełnych pięciu osi, a w przypadku profili praktycznie w zupełności to wystarcza. Takie rozwiązanie, w którym zastosowanie ma pochylne wrzeciono, jest unikalne. Standard to maszyny z agregatami kątowymi pobieranymi z magazynu. Jednak te rozwiązania mają ograniczenia: przede wszystkim jest to jednak przeniesienie napędu przez przekładnię zawieszoną na stożku, więc rozwiązanie to ma ograniczone sztywność i obroty, ponieważ przy wyższych obrotach może dojść do przegrzania agregatu. W związku z tym do profili stworzony został specjalny system z pochylanym wrzecionem: narzędzie jest cały czas w stożku wrzeciona, czyli nie ma problemu z przegrzewaniem ani ze sztywnością. Sterowanie jest w pełni symultaniczne pod dowolnym katem ±95°.
Jak będzie wyglądała przyszłość wielkoformatowych centrów obróbkowych z frezem pionowym do aluminium? Perspektywy są obiecujące, a czas pokaże, w jakim stopniu branże zdecydują się na wykorzystanie tych maszyn z ogromnym potencjałem.
