Jak powstają formy do termoformowania i laminowania? Rola frezarek CNC 5-osiowych w produkcji

Takie maszyny pozwalają obrabiać skomplikowane powierzchnie i prowadzić narzędzie pod różnymi kątami. Szczególnie przydają się przy produkcji form wielkogabarytowych oraz modeli do termoformowania i laminowania.

Czym jest termoformowanie?

Termoformowanie to proces, w którym podgrzany materiał, najczęściej arkusz tworzywa sztucznego, kształtuje się na formie. Pod wpływem temperatury materiał łatwiej się odkształca, więc można mu nadać zaplanowany kształt odpowiednią metodą formowania. Po ostygnięciu element zachowuje nadaną geometrię.

W ten sposób powstają różne produkty, od niektórych opakowań po większe elementy techniczne. Kluczowym etapem przygotowania produkcji jest często wykonanie dobrej formy.

Dlaczego jakość formy ma znaczenie?

To forma decyduje o kształcie późniejszego produktu. Jeśli jej powierzchnia odbiega od projektu, niedoskonałości przenoszą się na wygląd i wymiary kolejnych elementów. Liczy się więc zarówno geometria, jak i jakość wykończenia.

Przy dużych formach dodatkowym wyzwaniem jest utrzymanie wymaganych wymiarów na całej powierzchni. Niektóre projekty mają wiele zaokrągleń, zagłębień i fragmentów nachylonych pod różnymi kątami. Właśnie tu przydają się frezarki pięcioosiowe.

Pięć osi ułatwia obróbkę skomplikowanych powierzchni

W standardowej frezarce CNC narzędzie porusza się zwykle w trzech podstawowych kierunkach. Przy powierzchniach dostępnych od góry to wystarcza. Kłopot pojawia się przy bardziej złożonych kształtach, zwłaszcza gdy frez powinien pracować pod innym kątem.

Frezarka pięcioosiowa pozwala zmieniać orientację narzędzia względem materiału, więc obróbkę można lepiej dopasować do geometrii powierzchni. W niektórych zastosowaniach ogranicza to konieczność ponownego mocowania przedmiotu, co ma szczególne znaczenie przy dużych formach, które trudno przemieszczać.

Laminowanie i produkcja elementów kompozytowych

Formy są też niezbędne przy produkcji laminatów. W dużym uproszczeniu laminowanie polega na łączeniu kolejnych warstw materiału, często z użyciem żywic i materiałów wzmacniających. Żeby uzyskać określony kształt, potrzebna jest odpowiednia forma albo model, wykonany na przykład z materiałów modelarskich, drewna, żywic lub innych dobranych materiałów.

Powierzchnia formy musi być zgodna z dokumentacją. Przy dużych elementach może to wymagać maszyny o sporym obszarze roboczym.

Obróbka po formowaniu

Frezarki pięcioosiowe służą nie tylko do wykonywania form. Mogą też obrabiać gotowe elementy po termoformowaniu albo laminowaniu, na przykład usuwać nadmiar materiału, wyrównywać krawędzie czy wykonywać dodatkowe otwory.

Po termoformowaniu na elemencie często zostają fragmenty arkusza, które nie należą do gotowego produktu. Żeby je usunąć, trzeba odpowiednio prowadzić narzędzie, a przy skomplikowanych kształtach bardzo pomaga możliwość zmiany kąta ustawienia wrzeciona.

Skanowanie gotowego elementu

Obrabiany przedmiot nie zawsze ma geometrię idealnie zgodną z projektem. Przy formowaniu mogą pojawić się odchyłki wynikające z właściwości materiału i przebiegu procesu. Przydają się wtedy systemy, które mierzą rzeczywisty kształt.

KIMLA przewiduje w swoich frezarkach pięcioosiowych skanery dotykowe. Według producenta pozwalają one przygotować wybrane operacje wykańczające na podstawie zeskanowanej geometrii, bez konieczności korzystania za każdym razem z rozbudowanego programu CAM. Skanowanie nie zastępuje jednak pełnego programowania wszystkich operacji pięcioosiowych, a zakres jego zastosowania zależy od konkretnego zadania.

Przemysłowe rozwiązania KIMLA

KIMLA z Częstochowy oferuje frezarki CNC 5-osiowe przeznaczone między innymi do wykonywania modeli odlewniczych, form do termoformowania i obróbki elementów laminowanych. Maszyny można dopasować do różnych wymiarów przedmiotów, a producent oferuje też różne konfiguracje wrzecion i wyposażenia dodatkowego.

W głowicach pięcioosiowych pracują przekładnie Harmonic Drive, a system sterowania umożliwia symultaniczną interpolację osi. Firmy zainteresowane takimi maszynami mogą sprawdzić frezarki CNC 5-osiowe KIMLA.

Dobra forma to podstawa dalszej produkcji

Przygotowanie formy to często jeden z najważniejszych etapów całego procesu technologicznego, bo od jej jakości zależy, czy kolejne elementy wyjdą prawidłowo. Firmy zajmujące się termoformowaniem i laminowaniem muszą więc starannie dobierać technologię obróbki.

Frezarki pięcioosiowe pomagają wykonywać skomplikowane powierzchnie i operacje wymagające dostępu pod różnymi kątami, ale nie zastąpią wiedzy o projektowaniu form i właściwościach materiałów. Najwięcej dają wtedy, gdy są częścią dobrze przygotowanego procesu, od projektu i wyboru surowca po kontrolę gotowego produktu.