30 июля технический директор GT Александр Шилов принял участие в онлайн-форсайте «Современное мебельное производство», в рамках которого особое внимание было уделено вопросам применения технологии нестинг. Это технологическое решение позволяет предприятиям увеличить производительность, но, как и в любом процессе, здесь важны грамотный подход и понимание определённых нюансов. Один из которых — выбор и эксплуатация режущего инструмента, одного из важных составляющих технологии. А это уже компетенции нашей компании.
На производстве GT в Санкт-Петербурге выпускается режущий инструмент для мебельной и деревообрабатывающей промышленности, в том числе и концевые фрезы для обработки по технологии Nesting. Нашими специалистами накоплен серьёзный многолетний опыт практических испытаний этого инструмента на мебельных фабриках, а также его сервисного обслуживания. Экспертным мнением и рекомендациями как раз и поделился Александр с участниками форсайта, выступив с докладом на тему «Эффективная эксплуатация инструмента и увеличение производительности при использовании технологии нестинг».
Нестинг: для чего нужен и когда эффективен
Особенность технологии нестинг – обработка плитных материалов с высокой линейной скоростью, при которой из полноформатного листа на выходе получается большое количество деталей разных габаритов, преимущественно криволинейных. Несмотря на то что технология не нова, до сих пор вокруг неё идут горячие обсуждения о целесообразности использования и различных нюансах такой обработки.
Так, нет единого мнения по эффективности применения технологии нестинг, когда изделия имеют прямолинейную форму. В отдельных случаях, если требуются значительные объёмы выпуска такой продукции и есть необходимое технологическое оборудование, действительно рациональнее может оказаться использование классической схемы с применением форматно-раскроечных станков. А вот при обработке криволинейных деталей, конечно же, имеет смысл рассмотреть использование технологии нестинг, и это, как правило, актуально для предприятий с любым объёмом производства. Правда, обязательно нужно учитывать ряд нюансов.
Некоторые особенности обработки по технологии нестинг
Прежде всего, при нестинге необходимо понимать особенности такой обработки заготовок. При классическом использовании раскроя на ЧПУ-станке с консольным столом деталь прочно фиксируется несколькими пневмоопорами и находится в вывешенном положении. Таким образом, применяемых вариантов обработки гораздо больше, и, к примеру, можно начинать как врезание в материал, так и выполнять обработку с боковой кромки плиты. Нет ограничений как по типу инструмента, так и по его конструкции. При форматировании или раскрое с применением фрез с разнонаправленными аксиальными пластинами (интегральными фрезами) выброс стружки производится беспрепятственно как верх, так и вниз, и, таким образом, она эффективно удаляется из зоны фрезерования. Тогда как при нестинге используется вакуумный стол с размещённой на нём подложкой из МДФ, на которой фиксируется исходная заготовка (плита). Соответственно, происходит закрытое фрезерование, и направление выброса стружки по сути остаётся только одно – вверх в сторону аспирации. Фактический же бо́льшая часть мягких отходов всё же остаётся в зоне фрезерования. И это достаточно серьёзная проблема, поскольку стружка, оставшаяся в зоне обработки, подвергается повторному фрезерованию, что, в свою очередь, приводит не только к снижению ресурса, но и к дополнительному нагреву инструмента. А содержащиеся в плитных материалах фенолформальдегидные смолы при нагреве плавятся, что приводит к налипанию на затылки зубьев фрезы и межзубную впадину, изменению её геометрии, и, как следствие, к ещё большему нагреву и налипанию… Это основная причина, по которой выходит из строя режущий инструмент, усугубляется ситуация при неправильно подобранных режимах, когда, к примеру, при низкой скорости подачи и высокой частоте вращения фрезы этот эффект может появиться буквально в начале процесса фрезерования (через несколько погонных метров обработки).
Специалисты нашей компании при проектировании инструмента учли эту особенность. Так, нестинговые фрезы GT имеют оптимизированную конструкцию с разнесёнными зубьями с большим расстоянием между ними. Кроме того, предусмотрено более качественное перекрытие зубьев, что снижает вероятность застревания стружки между ними. За счёт такого строения каждый зуб эффективно удаляет стружку, обеспечивая её эффективное удаление из зоны фрезерования в систему аспирации.
Существуют также определённые требования к оборудованию при работе по технологии нестинг, вернее, его мощности. Достаточно распространённая ошибка, когда на предприятии используют маломощное оборудование на 3–4 кВт с вакуумным столом, с максимальной скоростью подачи до 10 м/мин, при этом устанавливая высокопроизводительный инструмент и называя это «нестингом». Но в этом случае фрезы быстро приходят в нерабочее состояние (из-за налипания и нагара клея и смолы), поскольку они не предназначены для работы на таких низких режимах, им требуется соответствующее производительное оборудование. Для примера, если использовать производительную трёхзубую фрезу (Z3+3) на режимах 5 м/минуту и частотой вращения 18 тыс. об/мин, то она фактически будет не фрезеровать, а шлифовать материал, что приведёт к разогреву и налипанию стружки.
Инструмент для нестинга: как выбрать
Поскольку нестинг – это прежде всего скоростная обработка, при которой из полноформатного листа материала необходимо быстро получить максимальное количество деталей, то и к используемому инструменту предъявляются определённые требования. В первую очередь, к его диаметру: для получения эффективной карты раскроя – он должен быть минимальным.
При выборе инструмента необходимо ответить на такие вопросы, как: какие будут режимы обработки, какая высота обработки, какой будет обрабатываться материал. Исходя из ответов, производится расчёт инструмента: расчёт необходимой подачи на зуб, т.е. сколько один зуб снимает материала за оборот, скорости резания, т.е. скорости, с которой зуб проходит через материал, расчёт количества зубьев и их корректное аксиальное расположение. Требуется и другая дополнительная техническая информация, включая техпаспорт станка с ЧПУ. К слову, подобные расчёты на основе полученной информации в обязательном порядке выполняет технический отдел GT и, исходя из них, уже подбирается подходящий каждому конкретному предприятию режущий инструмент.
Также важным критерием, отвечающим за эффективность, является правильно подобранная технология обработки. К примеру, присадка (засверливание) по одной координате может привести к появлению нагара на инструменте и снижению его стойкости. Геометрия подобранного инструмента – также важный аспект, влияющий на стойкость инструмента и качество получаемой поверхности. Например, для раскроя древесно-стружечных плит или МДФ, облицованных с обеих сторон, лучше использовать фрезы с разнонаправленным расположением зубьев (интегральные фрезы). Такой инструмент проектируется специально для того, чтобы получать максимально качественную поверхность и избежать появления сколов на верхней и на нижней кромках фрезеруемой детали. Именно по этой причине применяются зубья разнесенно-сегментированные, по-разному аксиально направленные, как позитивно, так и негативно.
Один из часто возникающих вопросов: какой инструмент лучше использовать при высокоскоростной обработке: твердосплавный или алмазный? На больших скоростях, при серийном производстве и достаточно большом количестве обрабатываемых деталей, использование алмазных фрез обосновано их износостойкостью: всё-таки твёрдость алмаза почти в 50…100 раз выше, чем твёрдого сплава. И с точки зрения практического применения при работе с традиционными плитными или с новыми материалами, таким как HPL-пластик, у алмаза в настоящее время сопоставимых альтернативных вариантов нет. Конечно, такой инструмент требует более внимательного отношения, а если он и выходит быстро из строя, то преимущественно только из-за неправильных эксплуатации и последующего обслуживания.
Обслуживание и сервис инструмента
Одно из главных правил эксплуатации режущего инструмента – не доводить его до полного затупления или аварийного износа, когда восстановить будет уже невозможно. И это касается и фрез для нестинга, и дисковых пил для форматного раскроя, и фрез для кромкооблицовочных станков, да и в принципе любого режущего инструмента.
Первым сигналом, что фрезу сто́ит отдать в сервис, служит появление сколов на кромках обрабатываемых облицованных заготовок. Сложнее ситуация с необлицованными материалами или когда осуществляется черновая обработка, и здесь нужно также пристально следить за состоянием инструмента. Зачастую износ виден даже невооружённым глазом. Например, это могут быть небольшие выщербины на режущих гранях или небольшие сколы. При использовании PCD инструмента нужно понимать, что алмаз – это очень твёрдый, но хрупкий материал, а сколы и, как следствие, трещины на таком инструменте располагаются не только по видимой задней грани, но и на плоскости передней грани, т.е. по алмазному слою. При доведении до сильного износа алмазный слой подвергается деструкции (разрушению), а эффективность дальнейшей эксплуатации такого, даже переточенного инструмента снижается. Поскольку после эрозионной заточки даже оставшиеся микротрещины, имеющиеся на алмазной поверхности, приведут к ещё более быстрому износу. А потому отдавать в сервис инструмент нужно своевременно, не допуская его полного затупления и критического износа.
И ещё, даже после выполнения обслуживания и переточки, такой ресурсный инструмент уже нельзя использовать на тех же режимах и с той же нагрузкой, что и новый. Если это не учитывать и продолжать эксплуатацию на прежних скоростях подачи, то это может привести к частичной поломке инструмента и дальнейшему разрушению.
Таким образом, если иметь в виду эти и другие нюансы эксплуатации и обслуживания инструмента, использовать правильную оснастку, подбирать соответствующие режимы на правильном и надёжном оборудовании, то всё это соединится в едином механизме, который будет работать долго, эффективно и без сбоев.
Безусловно, если осваивать все эти нюансы опытным путём, то процесс может занять достаточно длительное время и будет испорчена не одна фреза, и выбракована не одна заготовка. Но специалисты GT всегда готовы поделиться своим опытом и оказать техническую консультацию как по технологии нестинг, так и по использованию и сервису любого вида режущего инструмента. Возможен выезд для тестов и подбора инструмента на площадку заказчиков. Кроме того, на базе производства GT в Санкт-Петербурге реализуется обучающая программа для пользователей инструмента по его корректной эксплуатации и обслуживанию. Обучение протекает в условиях, максимально приближенных к реальному рабочему процессу: практические занятия проходят непосредственно в наших производственных цехах и на таком же заточном оборудовании, что установлено на большинстве российских предприятий и на котором потом придётся работать нашим ученикам.
И сто́ит напомнить: здесь же, в Санкт-Петербурге, на нашей технологической площадке уже более 20 лет действует сервисный центр, куда можно обратиться за заточкой и восстановлением инструмента любых брендов. Работы выполняются на тех же станках, на которых выпускается инструмент GT. Это высокоточное оборудование известных, зарекомендовавших себя по всему миру брендов позволяет оказывать услуги оперативно и качественно. Станочный парк постоянно модернизируется, возможности предприятия расширяются.
Рады быть полезными производителям мебели и всем, кто занимается дерево- и металлообработкой!
Ваш GT – российский производитель режущего инструмента
Подписывайтесь на нас в соцсетях:
ВК
ТГ-канал
Яндекс. Дзен
