Do produkcji mebli nie nadają się plotery frezujące – użycie tego typu urządzeń w przemyśle meblarskim nie ma ekonomicznego uzasadnienia, ponieważ dysproporcje wydajności takiej maszyny w stosunku do szybkiej maszyny przemysłowej mogą wynosić 1:10.
Wśród wielu typów maszyn oferowanych pod marką KIMLA znajdują się frezarki CNC, obrabiarki CNC, plotery frezujące i przemysłowe, więc osoby, które zaczynają przygodę z maszynami CNC, często są zdezorientowane, na jakiego typu maszynę się zdecydować.
Przemysław Kimla: Jeśli chodzi o różnice pomiędzy maszynami, które różnie są nazywane, to rzeczywiście na rynku pojawia się dużo błędnie zdefiniowanych nazw maszyn, a w związku z tym nie brakuje problemów związanych z określeniem, czym dana maszyna jest, ponieważ te same urządzenia jedne osoby i firmy określają jako plotery, inne jako routery, jeszcze inne jako centra do nestingu albo wielkoformatowe centra obróbcze, lub stoły frezujące. Są to określenia bardzo niejednoznaczne i należałoby to usystematyzować. Polskie określenie plotery frezujące, które powstało dla pewnego typu maszyn, historycznie wywodzi się z tego, że ploter, jak sama nazwa wskazuje, z języka angielskiego, jest urządzeniem do rysowania. Plotery były urządzeniami, które pojawiły się, gdy nastąpił rozwój komputerów osobistych. Umożliwiały one rysowa- nie map, schematów czy rysunków technicznych. Pierwsze plotery były urządzeniami dość solidnymi, ciężkimi i sztywnymi, bo nie miały plastikowych obudów, tylko stalowe korpusy i dosyć ciężkie elementy. W związku z tym wiele osób wpadło na pomysł, że skoro urządzenie jest tak solidne, to spróbujmy zainstalować na nim jakąś frezarkę górnowrzecionową, jakieś wrzeciono i coś tym urządzaniem frezować. Na pierwsze plotery, w jakimś ograniczonym zakresie, można było założyć głowice frezarskie i zaczęto je nazywać ploterami frezującymi.
Później tego typu urządzenia najczęściej były wykorzystywane w bardzo lekkich zastosowaniach, głównie w branży reklamowej…
P.K.: Najczęściej były to urządzenia wyposażone w jakieś lekkie wrzeciona, plastikowe, z silnikiem szczotkowym. Później pojawiły się pierwsze urządzenia, które nie były przerabiane z ploterów, ale przeznaczone do tego celu.
Cały czas mówimy o urządzeniach, którym daleko było do centrów obróbki drewna…
P.K.: Tamte maszyny powstawały z profili aluminiowych, z przerabianych innych maszyn, które różne firmy, na niewielką skalę, wręcz amatorsko zaczęły wytwarzać i oferować. Podczas gdy na świecie tego typu technologie były bardziej rozwinięte, w Polsce dopiero rodziła się wolność gospodarcza i co bardziej pomysłowe „złote rączki” próbowały w garażach rozkręcić jakiś biznes. Jednak możliwości tworzenia maszyn z wyższej półki były mocno ograniczone. Natomiast z każdym rokiem, równolegle do maszyn „ekonomicznych” stosowanych w branży reklamowej, pojawiały się u nas ciężkie maszyny do obróbki drewna z zachodniego rynku wtórnego. Dużo maszyn przywożono z Włoch, trochę z Niemiec i z innych części świata. Były to maszyny drogie, ciężkie, ale tam, gdzie meble były produkowane na skalę przemysłową, gdzie produkcja była bardziej rozwinięta i zarabiała tyle, że przedsiębiorstwo było stać na takie maszyny, były one kupowane. Były to u nas pierwsze centra CNC do obróbki drewna, w stosunku do plotera frezującego, przynajmniej dziesięć razy cięższe.
Na świecie urządzenia, które służą do wielkoformatowego rozkroju różnych płyt, mają w miarę zunifikowaną nazwę – routery…
P.K.: Są to urządzenia, które wycinają kształt. Od wielu lat są urządzeniami ważącymi od 2 do 5 ton, które powstają w różnych miejscach na świecie i ich budowa stale się rozwija. Tego typu urządzenia były postrzegane jako ciężkie plotery frezujące, ale niektórzy zaczęli je nazywać ploterami przemysłowymi i taka nazwa przyjęła się w Polsce. Uważam, że nazwa tych urządzeń powinna brzmieć – wielkoformatowe centra do obróbki płyt lub wielkoformatowe frezarki do obróbki płyt. Ta wielkoformatowość przejawia się przede wszystkim w tym, że mamy stosunkowo niewielki zakres ruchu osi Z, w stosunku do osi X-Y. Najczęstsze wielkości tych formatów były dopasowywane do standardowych wielkości płyt dostępnych w handlu. Taką bardzo popularną powierzchnią było pole o wymiarach 2 100 x 3 100 mm, ponieważ na stół można było położyć zarówno większość płyt meblowych, laminowanych, wiórowych, MDF, jak również z tworzyw sztucznych, czyli pleksi, PVC, poliwęglany. Na rynku dostępne były również maszyny większe, chociaż nie było to popularne rozwiązanie ze względu na ograniczenia wynikające z możliwości produkcyjnych firm, które te urządzenia produkowały. Taka większa maszyna miała najczęściej dwukrotność pola roboczego, ponieważ umożliwiało to zwiększenie wydajności maszyny, a przyspieszenie było głównie dzięki temu, że zarówno operator, jak i maszyna mogły ciągle pracować. W naszej firmie nazywamy te urządzenia maszynami do pracy wahadłowej, czyli gdy na przednim polu roboczym odbywa się wybrana obróbka, to na tylnym polu roboczym operator zmienia materiał i układa kolejną płytę. Następnie brama przejeżdża na tylną część maszyny, a operator z przodu zdejmuje wycięte formatki i układa nową płytę. Gdy w maszynie jest do dyspozycji tylko jedno pole, to pracuje albo pracownik, albo maszyna. Dlatego tego typu, dłuższe maszyny kosztują dużo mniej niż dwie maszyny o jednym obszarze roboczym. Wszak w maszynie z dwoma polami obróbczymi jest jedno wrzeciono, jedna brama i jedynie dłuższy korpus. Taka maszyna jest droższa o około 35 procent od maszyny o pojedynczym polu roboczym, a wydajność ma taką jakby pracowały dwie maszyny.
Doświadczeni użytkownicy routerów oceniają ich wartość także…
po wadze!
P.K.: Na świecie dzieli się te urządzenia na routery lżejsze, nazywane u nas ploterami frezującymi i na cięższe, które nazywane są ploterami przemysłowymi. Te „lżejsze” to urządzenia o masie od 1,5 do 2 ton, choć czasami nie przekraczają nawet 1 tony. Urządzenia o masie od 4 do 6 ton to już plotery przemysłowe. Masa nie jest jedynym wyznacznikiem, ale determinuje pozostałe elementy, bo ciężar korpusu musi być odpowiednio duży, żeby maszyna pracowała stabilnie, wyposażona w odpowiednio ciężką bramę, zapewniającą możliwość zamontowania wrzeciona o odpowiedniej mocy. Rozwiązania ekonomiczne, czyli plotery frezujące do zastosowań reklamowych najczęściej mają wrzeciono o mocy na poziomie 1-2 kW. Są to maszyny niezbyt szybkie, bo wrzeciono nie może obrabiać materiału z dużymi narzędziami, gdyż nie ma wystarczająco dużej mocy, a nie można zastosować wrzeciona o większej mocy, skoro maszyna jest za mało sztywna. Takie rozwiązania wycinają w cienkim MDF abażury, ścianki z ornamentowymi zdobieniami czy z perforacją, albo wycinają w cienkiej sklejce elementy ozdobne, artystyczne. Są to urządzenia, które nie nadają się do produkcji mebli, aczkolwiek trzeba przyjąć, że jeżeli ktoś bardzo by chciał na siłę coś większego wykonać, to mógłby to zrobić, wycinając zagłębienia w kilku etapach. Zatem istnieje możliwość wykonania jakichś elementów mebli na takich maszynach ekonomicznych, jednak trzeba jednoznacznie powiedzieć, że użycie tego typu urządzeń w przemyśle meblarskim nie ma ekonomicznego uzasadnienia, ponieważ dysproporcje wydajności takiej maszyny w stosunku do szybkiej maszyny przemysłowej mogą wynosić 1:10. W związku z tym nie wyobrażam sobie, żeby zarobić na produkcji mebli, dysponując maszyną typu ploter frezujący.
Dlatego w branży meblarskiej, a szerzej – w branży obróbki drewna i materiałów drewnopochodnych powinny królować maszyny cięższe, czyli rozwiązania przemysłowe…
P.K.: Są to rozwiązania, gdzie masa maszyny określa jej produkcyjną wartość. Podstawowym problemem, jeżeli chodzi o producentów maszyn wielkoformatowych, jest dostępność obrabiarek, które są w stanie taki korpus obrobić. Często zatem te maszyny są wykonywane w jakichś konfiguracjach, gdzie korpusy są skręcane z kilku mniejszych elementów, co wpływa na ich mniejszą sztywność.
Docenia się, choćby na targach w Poznaniu, że pana firma wyznacza standardy produkcji takich maszyn, a nie próbuje gonić liderów.
P.K.: Wiele firm, nawet znanych i szanowanych, nie ma tak dużych maszyn, dostosowanych do obróbki korpusów obrabiarek CNC, jak nasza. Od samego początku celowaliśmy w rozwiązania wielkoformatowe i zgromadziliśmy park maszynowy, który jest unikatowy, co najmniej w skali europejskiej. Obecnie nasza firma produkuje maszyny, które mogą osiągać długość kilkunastu metrów, bo w tej chwili mamy trzy wielkie frezarki bramowe przeznaczone do obróbki korpusów obrabiarek CNC czy obrabiarek w ogóle. To są frezarki bramowe z jeżdżącym stołem i z osią W. Oś W jest belką, która się podnosi i opuszcza w taki sposób, żeby cały czas narzędzie w osi Z mogło pracować na minimalnym wysięgu, co zapewnia bardzo dużą sztywność. Nasze frezarki bramowe do produkcji korpusów obrabiarek właśnie mają stałą bramę, jeżdżący stół i jeżdżącą belkę w osi W. Jest to najlepsze rozwiązanie dla zapewnienia możliwości obróbki korpusu w jednym zamocowaniu, ze wszystkich stron. Są to obrabiarki pięciostronne, bo głowica potrafi obrabiać od góry, ale również może się automatycznie obracać we wszystkie strony tak, aby obrobić każdą pionową powierzchnię z każdej strony korpusu. Jako podstawową obrabiarkę do produkowanych maszyn posiadamy frezarkę bramową CNC o obszarze roboczym 9 000 x 3 200 x 1 500 mm, ważącą 100 ton, która posadowiona jest na ponad 500-tonowym fundamencie i kalibrowana interferometrem laserowym o rozdzielczości 10 nm i dokładności 0,1 um/m. Kolejna frezarka bramowa CNC ma obszar roboczy 5 200 x 3 000 x 1 500 mm. Niedawno zainwestowaliśmy w bardzo dużą japońską frezarkę OKUMA, o wielkości pola roboczego 12 000 x 3 500 mm. Jest to największa taka maszyna w Europie. Posiadamy również lasery o mocy do 8 kW, do cięcia stali o grubości do 20 mm, a większe grubości tniemy za pomocą maszyny waterjet o obszarze 4 200 x 2 100 mm. Do zgrubnego cięcia używamy wycinarki plazmowej CNC. Do obróbki plastycznej elementów z blach używamy pras krawędziowych i gilotyn CNC. Maszyny lakierowane są w kabinie lakierniczej, pozwalającej na utwardzanie powłoki w wysokich temperaturach po uprzednim wypiaskowaniu i po obróbce chemicznej, czyli po fosforanowaniu. Powierzchnie elementów konstrukcyjnych są przygotowywane do lakierowania na automatycznej linii do śrutowania. Ponadto do precyzyjnego montażu produkowanych przez nas obrabiarek CNC używamy płyt traserskich o wymiarach do 3 000 x 8 000 mm i wadze do 20 ton.
Dlaczego takie wyposażenie jest istotne dla przyszłej wartości wykonanej maszyny?
P.K.: Jeżeli producent centrum obróbczego musi na mniejszych maszynach obrabiać duże korpusy, czyli jest zmuszony wykonać obróbkę w kilku zamocowaniach, to nie jest w stanie zapewnić prostoliniowości i dokładności wszystkich powierzchni. Każde przesunięcie, każde odkręcenie, demontaż i montaż w innej pozycji na maszynie, niestety, wprowadza duże niedokładności. Dopuszczalne są oczywiście rozwiązania modułowe i potem skręcane, ale wymaga to stosowania specjalnego fundamentowania czy dodatkowych przygotowań miejsca, gdzie ta maszyna będzie pracować, żeby podstawa czy fundament stały się elementem konstrukcyjnym maszyny, dla jej usztywnienia. Nasza firma od samego początku wyznaje filozofię, że korpus maszyny musi być ciężki, sztywny i solidny. W związku z tym, wprowadzając trzecią generację routerów, ploterów frezujących czy wielkoformatowych centrów obróbczych, zastosowaliśmy te wszystkie nasze założenia, do których zawsze dążyliśmy, żeby maszyny były coraz sztywniejsze, coraz cięższe.
Czyli wasze maszyny są teraz cięższe?
P.K.: Pierwsza generacja maszyn tego typu, których produkcję rozpoczęliśmy 20 lat temu, w wersjach przemysłowych ważyły 3-4 tony. Druga generacja, która była produkowana od końca 2008 roku do końca 2016 roku, przy tych standardowych obszarach roboczych ważyły 4-4,5 tony, a w tej chwili korpusy naszych obrabiarek, o tym samym obszarze roboczym, czyli 2 100 x 3 100 mm, mają masę na poziomie 5,5-6 ton. Są to rozwiązania, które „rosną” cały czas pod względem wagi. Ich konstrukcja została całkowicie zmieniona. Zostały zaprojektowane nowe korpusy, znacznie zwiększyła się grubość elementów stalowych – w tej chwili korpusy główne mają ściankę o grubości 16 mm. Są wykonane w konstrukcji skrzynkowej zamkniętej, obrabianej ze wszystkich stron. Wszystkie prowadnice i napędy szwajcarskiej firmy są przykręcone bezpośrednio do korpusu. Bardzo ważny również w tego typu urządzeniach jest zastosowany system sterowania i serwonapędów. Jedno z drugim jest bardzo mocno połączone, natomiast są różne klasy systemów sterowania do maszyn, z punktu widzenia pulpitu operatora i samego zadawania ruchu. Różne są również klasy serwonapędów, które te osie napędzają.
To kolejny obszerny temat, który warto przybliżyć użytkownikom CNC w branży drzewnej i meblarskiej, więc podejmiemy go w kolejnych wydaniach „GPD”.
