Máquina profissional acessível para corte e gravação de pedra

A pedra, um presente da natureza, é cuidadosamente esculpida por artesãos e transformada em uma obra de arte requintada. Somente os artesãos que realmente esculpiram pedras sabem o tempo e a energia necessários para transformar uma simples pedra em uma peça artesanal perfeita. A escultura manual tradicional é árdua e cansativa. Devido à dureza da pedra, o trabalho também é perigoso e, por conta da grande quantidade de poeira gerada durante a escultura, pode afetar a saúde. Hoje em dia, com os avanços da tecnologia CNC, a escultura em pedra tornou-se mais simples. Seja para esculpir relevos decorativos, esculturas, figuras, fresar bancadas de armários ou gravar lápides, as máquinas CNC para fresar pedra podem realizar todas as tarefas de forma totalmente automática.

As fresadoras CNC para pedra diferem de outros tipos de máquinas. Os produtos gravados são pesados ​​e o material é de alta dureza. Além disso, é necessário um sistema de refrigeração com circulação de água para resfriar a ferramenta. CATEKCNC Pioneiramos uma bancada reforçada de três camadas, totalmente soldada, com alta capacidade de carga, suportando facilmente mais de 7 toneladas. Ao mesmo tempo, adotamos um design de trilho duplo unilateral e de quatro trilhos bilaterais. Nos modelos de ponta, utilizamos um design de três guias unilaterais, fresado em uma única etapa por um grande centro de usinagem pórtico para garantir precisão e estabilidade na usinagem. Além disso, como o processamento de pedra requer circulação de água para resfriamento das ferramentas, a umidade do ambiente de trabalho é relativamente alta, portanto, para os trilhos e cremalheiras da fresadora CNC de pedra, os métodos tradicionais de lubrificação não atendem mais aos requisitos. Utilizamos a tecnologia de imersão em óleo, que permite que o dispositivo de transmissão trabalhe imerso em óleo lubrificante, prevenindo eficazmente a ferrugem e a corrosão, e melhorando significativamente a estabilidade e a durabilidade da máquina.

Introdução à fresadora CNC para pedra

Devido à natureza especial da pedra, sua dureza é relativamente alta. As fresadoras CNC para pedra precisam cortar a pedra muitas vezes durante o processo, portanto, a rigidez da máquina é relativamente alta e a potência do fuso também deve ser relativamente alta. Por outro lado, como o processamento da pedra não pode ser feito sem refrigeração por água circulante, o projeto à prova d'água de toda a máquina tem requisitos relativamente altos. Além disso, o revestimento da superfície da máquina também precisa de tratamento especial para aumentar a resistência à corrosão e garantir a vida útil da máquina, bem como a estabilidade e a precisão do processamento. A principal diferença entre as fresadoras para pedra e outras fresadoras reside no projeto da estrutura mecânica, e a diferença no sistema CNC não é significativa.

• Cama: Ao contrário das fresadoras CNC que processam materiais mais macios, a estrutura de uma fresadora CNC para pedra geralmente consiste em uma mesa rebaixada. Esse design permite reduzir significativamente a altura do suporte do pórtico, aumentar a rigidez da viga do pórtico e garantir a estabilidade do processamento. Além disso, utilizamos um processo de soldagem completa em três camadas para a plataforma de carga, assegurando sua alta capacidade de suporte e evitando deformações da mesa devido ao carregamento e descarregamento repetidos de pedras pesadas. A viga do pórtico é feita de aço quadrado sem costura com 10 mm de espessura, o que garante grande estabilidade, reduzindo consideravelmente a vibração durante a gravação em pedra e aumentando a vida útil da ferramenta. A estrutura e a chapa metálica passam por um processo de galvanoplastia antes da pintura, para melhorar a resistência à ferrugem e à corrosão.

• Estrutura de transmissão: Como muitas peças estruturais da fresadora CNC para pedra são feitas de chapas de aço espessas, os requisitos do sistema de transmissão são relativamente altos. Em todas as máquinas, utilizamos eixos helicoidais retificados para garantir a precisão da transmissão, e todas as cremalheiras são importadas da Alemanha com cremalheiras helicoidais para aumentar o torque. Em termos de disposição das guias, um projeto multitrack é utilizado para aumentar ainda mais a capacidade de carga.

• Acionamento motorizado: É acionada por um servomotor CA de alta potência e equipada com um redutor SHIMPO japonês para garantir o torque de saída de toda a máquina, podendo também realizar gravações em pedra de alta velocidade. Além de melhorar a estabilidade, garante a precisão do processamento, e a eficiência do processo é significativamente maior em comparação com as fresadoras tradicionais.

• Eixo de gravação: Na gravação em pedra, geralmente utiliza-se um fuso de potência constante com controle vetorial por inversor, o que melhora significativamente a estabilidade durante o processo de gravação. Em termos de potência do fuso, com exceção das pequenas máquinas de gravação para artesanato em jade, geralmente utilizamos fusos de alta velocidade com frequência variável e refrigeração a água, acima de 5.5 kW. O uso de um sistema de refrigeração a água com controle inteligente de temperatura garante a vida útil do fuso.

• Sistema de refrigeração: Como a escultura em pedra é um processo de desgaste que envolve o uso de ferramentas diamantadas, durante o processo é necessário pulverizar água continuamente sobre as ferramentas para resfriá-las. A máquina utilizará canais de água em aço inoxidável reforçado, que possuem altíssima resistência à corrosão. A tecnologia de soldagem completa garante a ausência de vazamentos de água.

• Sistema CNC: O modo de controle da fresadora CNC para pedra não difere do de outros tipos de fresadoras. Os sistemas de controle utilizados são bastante similares. Sistemas comuns incluem Mach3, DSP, NC-studio, Syntec, etc. Em termos de programação, softwares CAD/CAM como esses também são utilizados.

Configuração

Diferentes tipos estruturais de máquinas para pedra

Roteador CNC de pórtico

A viga possui um grande vão, alta estabilidade e elevada capacidade de carga (até várias toneladas). É adequada para o processamento de pedras de grandes dimensões (como grandes painéis decorativos, bancadas de quartzo para armários, gravações em lápides, etc.).

Roteador CNC vertical

Com estrutura vertical, o eixo de rotação está localizado na parte inferior da máquina, o material é fixado verticalmente e possui alta capacidade de carga. É adequada para o processamento de pedra vertical e frequentemente utilizada na escultura 3D de grandes figuras, esculturas, etc.

Máquina de entalhe de jade de pequeno porte

Adequado para processar e gravar peças pequenas, como cabos, pulseiras, colares, ornamentos de pedra para mesa, etc.

Âmbito de aplicação da fresadora CNC para pedra

• Escultura em lápides: utilizada para esculpir textos, padrões, retratos e motivos religiosos em lápides, com suporte para fontes em inglês e outros idiomas, além de padrões complexos.

• Decoração arquitetônica: paredes de fundo de pedra, linhas de pedra, paredes externas de edifícios, colunas, mosaicos de ladrilhos, elementos europeus (como colunas romanas, caixilhos de janelas), etc.

• Escultura artística: esculturas em pedra, estátuas, estátuas humanas, estátuas de animais, esculturas abstratas, curvas complexas, etc.

• Decoração de interiores: padrões decorativos ou trabalhos de entalhe e relevo em bancadas de armários, lavatórios de pedra, móveis de pedra (como mesas e bancos de pedra), mesas de centro, biombos, mesas de jantar, bares ou ornamentos.

• Produção artesanal: utilizada para fazer pequenos trabalhos em pedra, como selos, emblemas, ornamentos de mesa, etc.

• Moldes industriais: processamento de moldes de pedra, utilizados para fundição ou usinagem de peças em fibra de vidro reforçada (FRP).

Como escolher uma fresadora CNC com boa relação custo-benefício para processar pedra?

As fresadoras CNC para pedra podem ser usadas em diferentes cenários, como estúdios pessoais, pequenas empresas ou grandes fábricas, e seu uso pode ser dividido em doméstico e industrial. Diferentes cenários de aplicação podem ter diferentes requisitos de potência, tamanho e precisão da máquina. Então, em quais aspectos devemos nos concentrar ao escolher uma fresadora?

Capacidades de processamento da máquina

Precisamos escolher uma máquina de três eixos, quatro eixos ou cinco eixos com base nos produtos que serão processados. Diferentes tipos de máquinas são adequados para tarefas de gravação de diferentes níveis de complexidade. Se você precisa apenas de corte 2D ou relevo 2.5D, basta escolher uma fresadora de três eixos comum; se precisar gravar um relevo com uma curva ou se precisar de gravação 3D, precisará escolher uma máquina com mais de quatro eixos.

Potência do fuso

A potência do fuso afeta a eficiência do processamento. Como a pedra geralmente é dura, é necessário um motor de fuso de alta potência. De modo geral, quanto maior a potência do fuso, maior a eficiência do trabalho, o que é especialmente adequado para o processamento de pedras duras. Para aplicações pequenas ou domésticas, recomenda-se escolher um fuso refrigerado a água de 3.5 kW ou mais; para máquinas de gravação de grande porte, recomenda-se o uso de um fuso com potência de 5.5 kW ou mais para garantir força e velocidade de gravação suficientes.

Faixa de processamento

O tamanho de processamento da máquina também é muito importante. Você precisa escolher a máquina certa de acordo com o tamanho da pedra que costuma processar. Para máquinas de gravação plana comuns, você precisa considerar não apenas o comprimento e a largura de processamento, mas também a espessura. A espessura de gravação do modelo padrão é de 200 mm. Você pode personalizar a máquina de acordo com as necessidades reais para gravar pedras mais espessas.

Estrutura da máquina

A escolha entre uma estrutura leve ou pesada deve ser feita de acordo com a dureza da pedra a ser processada. Para gravar pedras mais duras, como granito, a rigidez de uma máquina de gravação leve não atenderá às exigências do processo, resultando em vibrações elevadas e impossibilidade de atingir a alta precisão desejada. O tipo de trilhos-guia e fusos de esferas também influencia diretamente a durabilidade e a precisão da máquina. O eixo do fuso retificado é mais estável e preciso do que o eixo laminado a frio, porém, seu custo pode ser maior. Portanto, é fundamental escolher a configuração estrutural adequada às necessidades específicas da máquina. Recomenda-se consultar o fabricante para compreender as vantagens e desvantagens dos diferentes tipos de estrutura e, assim, auxiliar na escolha.

Sistema de controle e software

O software e o sistema de controle também são pontos-chave. Muitos usuários podem não estar familiarizados com programação, e a necessidade de treinamento ou suporte técnico é um problema que pode surgir após a compra, especialmente para usuários iniciantes. De modo geral, ao adquirir uma máquina nova, o fabricante oferece treinamento e suporte técnico gratuitos para a operação e programação do sistema CNC.

Faça o orçamento

Equilibre o desempenho e o custo o máximo possível, de acordo com o seu orçamento. O preço das máquinas que utilizam componentes de marcas internacionais de primeira linha será mais elevado, mas o desempenho da máquina será melhor e mais confiável. Se o orçamento for limitado, podemos optar por peças de reposição de outras marcas com desempenho semelhante, o que não reduzirá excessivamente o desempenho da máquina, ao mesmo tempo que diminui o custo.

Por fim, ao adquirir uma máquina, você também precisa considerar suas necessidades potenciais, como a possibilidade de atualizar o equipamento quando o negócio se expandir no futuro, ou se o processamento envolverá pedras especiais de diferentes durezas, como mármore e granito. Recomenda-se comprar tudo de uma vez para evitar problemas como resultados de processamento insatisfatórios ou até mesmo a impossibilidade de processar o material devido à configuração inadequada da máquina após a expansão do negócio.

Tipos e seleção de ferramentas para escultura em pedra

As ferramentas utilizadas em fresadoras CNC para pedra são geralmente ferramentas diamantadas ou de metal duro. Devido à dureza relativamente alta da pedra, as ferramentas comuns não atendem aos requisitos de usinagem. Existem muitos tipos de ferramentas no mercado, que são divididas principalmente em três tipos.

Faca sinterizada em pedra

Utilizando coríndon como matéria-prima e pó metálico como aglutinante, múltiplas camadas de coríndon são sinterizadas sob alta temperatura e pressão. O resultado é uma lâmina com alta dureza e excelente resistência ao desgaste. A junção da cabeça da lâmina é firme, resistente ao desgaste e a danos, com boa retenção de forma, dimensões precisas, capaz de suportar cargas pesadas de retificação e não propensa a quebras ou queimaduras.

As facas de sinterização são usadas principalmente para gravação de texto, gravação de padrões, corte de linhas, escavação, gravação em relevo, corte, fresagem de fundo, etc., em granito, arenito ou outras pedras duras. Se você precisar gravar pedras macias, como mármore, recomenda-se o uso de facas diamantadas fundidas. Isso porque as facas diamantadas fundidas oferecem melhores resultados de gravação, maior velocidade de gravação e preços mais baixos. Ainda assim, sugerimos que os usuários escolham as facas apropriadas de acordo com o material. Optar por uma ferramenta barata apenas para economizar no custo da ferramenta pode aumentar outros custos, como eletricidade e mão de obra, devido a fatores como a diminuição da velocidade de gravação, e o resultado final será mais caro do que vantajoso. De fato, no processamento atual de gravação em relevo em pedra, o custo da eletricidade geralmente é maior do que o custo da faca.

Devido à alta dureza da pedra, a lâmina sinterizada se desgastará e deformará durante o uso. Portanto, a maioria dos relevos em granito disponíveis no mercado são relevos simples de grandes dimensões. As lâminas utilizadas são, em sua maioria, lâminas com ponta esférica e ângulo de corte amplo. Para gravações em relevo mais complexas em granito, caso seja necessário utilizar lâminas com ponta esférica em formato de cone e ângulo de corte pequeno de 3 a 4 mm, reduza os parâmetros de processamento, como a velocidade, para evitar deformações excessivas da lâmina e consequente perda de qualidade na gravação.

faca de corte de diamante derretido

O processo de fabricação de uma faca diamantada fundida consiste em fixar grãos de diamante artificial na superfície da lâmina após a sua queima em forno elétrico e outros equipamentos. Este tipo de faca é barato, mas sua resistência ao desgaste não é tão boa quanto a de uma faca sinterizada. A faca diamantada fundida é geralmente usada para entalhe em relevo de pedras macias, como mármore e pedra azul, apresentando como vantagens a alta velocidade de entalhe e um bom resultado.

Existem três parâmetros de tamanho importantes para selecionar este tipo de faca: diâmetro da haste, tamanho da ponta e comprimento da lâmina. Por exemplo, "1/2 6X100" significa que o diâmetro da haste é de 12 mm, o tamanho da ponta é de 6 mm e o comprimento da lâmina cônica é de 100 mm.

Em relação à escolha do diâmetro da haste, o principal objetivo é selecionar uma lâmina com resistência adequada para evitar quebras. Devido à variação na dureza das pedras, a profundidade e a velocidade de entalhe também variam. Além disso, diferentes tupias apresentam diferenças em detalhes como rigidez estrutural e verticalidade do eixo, o que resulta em requisitos distintos quanto à resistência da haste. De modo geral, para entalhe em relevo, o diâmetro da haste mais comum é superior a 8 mm. Para relevos de até 20 mm, um diâmetro de 8 mm é o ideal; para relevos acima de 20 mm, recomenda-se um diâmetro de 10 mm. Se a tupia apresentar excelente desempenho e o usuário necessitar de entalhe em alta velocidade, uma haste de diâmetro maior pode ser escolhida para atender às exigências de processamento em alta velocidade.

Em relação à seleção da ponta da ferramenta, se os requisitos de precisão de gravação puderem ser atendidos, deve-se optar, sempre que possível, por um modelo com uma ponta maior. Isso porque quanto maior a ponta, maior a vida útil. Por exemplo, uma ponta de 6 mm pode atender aos requisitos de precisão de gravação, portanto, evite escolher uma ponta pequena de 3 mm ou 4 mm.

Em relação à escolha do comprimento da lâmina, é necessário considerar a planicidade da pedra e a profundidade da gravação. Deve-se selecionar uma lâmina com uma certa margem de segurança para evitar o desgaste externo do cabo. Por exemplo, se a profundidade da gravação for de 26 mm, deve-se escolher uma ferramenta com lâmina de 30 mm; se a profundidade da gravação for de 15 mm, deve-se escolher uma ferramenta com lâmina de 20 mm.

faca de diamante policristalino PCD

O aço rápido de carboneto de polietileno diamantado, também conhecido como material PCD, é feito de pó de diamante e aglutinante metálico sinterizados em alta temperatura e alta pressão. Durante a fabricação, utiliza-se tecnologia de soldagem a vácuo e microretificação para otimizar o fio e a resistência da lâmina. Sua dureza pode atingir 8000 HV, cerca de 10 vezes maior que a do carboneto cementado; sua condutividade térmica é de 700 W/MK, 5 vezes maior que a do carboneto cementado. O coeficiente de atrito é de 0.1 a 0.3, e a adesão a metais não ferrosos e materiais não metálicos é muito baixa.

Este tipo de ferramenta é frequentemente usado para gravação e possui características como alta dureza, longa vida útil, alta precisão de gravação e bom resultado. De acordo com o feedback de muitos usuários, sua vida útil média de gravação pode chegar a mais de 10,000 palavras.

Causas comuns e soluções para falhas em roteadores CNC para pedra.

O eixo de movimento da fresadora CNC não responde ou está travado.

• A placa de controle está solta ou com defeito. Nesse caso, desligue a alimentação da máquina, limpe o interior do painel de controle e verifique se o plugue ou a placa de terminais estão soltos. Se estiverem soltos, aperte-os.

• Falha na unidade. Verifique se a luz indicadora ou o visor da unidade estão funcionando normalmente. Caso contrário, verifique novamente após desligar e ligar o computador.

• Falha no motor de acionamento. Troque o acionador do eixo normal pelo acionador do eixo defeituoso. Se ainda não funcionar corretamente, verifique a conexão do cabo ou do motor entre o acionador e o motor.

• O acoplamento está quebrado ou solto. Após desligar a alimentação, abra a tampa de proteção da máquina para verificar se os parafusos de conexão entre o motor e o fuso estão apertados ou quebrados. Se estiverem quebrados, devem ser substituídos imediatamente.

• O fuso de esferas está quebrado ou a porca está com defeito. Após desligar a alimentação, empurre manualmente a placa deslizante para verificar se há algum travamento ou quebra no fuso de esferas e verifique se o parafuso está solto ou fora do lugar.

• O mecanismo deslizante está com defeito. Verifique se ele está danificado ou obstruído com pó de pedra devido à lubrificação inadequada. Ele deve ser cuidadosamente verificado e limpo.

• Configuração dos parâmetros de acionamento. Verifique se os parâmetros de cada eixo no sistema de software estão de acordo com os parâmetros iniciais e verifique se houve alguma alteração nos parâmetros de acionamento. Ajuste-os para os valores corretos conforme o manual do usuário.

A máquina não consegue processar de acordo com o caminho definido.

• O caminho do arquivo está incorreto. Verifique se há problemas com o código do caminho inserido, se a simulação do caminho está normal e se há algum código faltando ou corrompido.

• Interferência eletrostática. Verifique se a fiação da máquina está danificada e se o fio terra está conectado corretamente.

• Existem problemas com as configurações do software. Verifique as configurações do software para ver se há algum parâmetro do sistema CNC desordenado, causado por erros operacionais ou toques acidentais.

• Falha na unidade ou configurações incorretas. Verifique se a fonte de alimentação e o visor da unidade estão funcionando normalmente e se os parâmetros da unidade foram alterados.

• Falha no cabo de dados. Se for uma placa de controle ou um sistema de controle DSP, verifique se o cabo de dados que conecta a alça ou o computador à máquina está bem encaixado. Se estiver bem encaixado, verifique se há danos ou desconecte o plugue para verificar se os pinos estão normais.

• Problema no sistema de computador. Se for uma máquina controlada por software, verifique se o computador apresentou algum defeito e utilize um software antivírus para detectar se está infectado por algum vírus, etc.

O sulco de fresagem ou o fundo de fresagem não são lisos.

• O eixo não está perpendicular à mesa. Como a pedra é dura, impactos e vibrações são frequentes durante o processamento. Se não houver manutenção adequada e oportuna por um longo período, o eixo pode inclinar-se ligeiramente. Nesse caso, podemos usar um paquímetro ou micrômetro para corrigir a verticalidade do eixo.

• A ferramenta apresenta um problema. Verifique se a ferramenta atende aos requisitos de qualidade, se está inclinada ou danificada e, se necessário, substitua-a por uma nova e repita o processo.

• Problema no sistema CNC. Altere o desenho de usinagem e execute o processo novamente para verificar se o processo está normal e, assim, identificar possíveis problemas no sistema de controle.

O eixo para e o som de rotação é anormal.

• O plugue está solto. Após desligar a energia, verifique se o plugue de aviação que conecta o inversor ao eixo de gravação está solto ou em curto-circuito.

• O inversor está configurado incorretamente ou apresenta alguma falha. Verifique se o visor do inversor exibe os números normalmente. Caso ocorra algum erro, consulte o manual do usuário para determinar o significado do código de erro, como sobrecarga, sobrecorrente, etc., e identifique a causa da falha de acordo com o código de erro.

• Falha na placa de controle. Nesse caso, podemos clicar no botão RUN do inversor para verificar se o fuso está funcionando normalmente. Se estiver, o problema está na placa de controle, no cabo de conexão do inversor ou na própria placa de controle.

• Causas internas do eixo. A falha do motor do rotor do eixo ou do rolamento fará com que o eixo pare de girar ou emita ruídos anormais. Se houver um eixo sobressalente, você pode substituí-lo por um novo para teste ou contatar um técnico para identificar a causa da falha.

A máquina não consegue retornar à sua origem mecânica normalmente.

• O sentido do movimento está invertido. Verifique se as configurações dos parâmetros do sistema ou do driver estão corretas. Você pode alterar o sentido do movimento invertendo a direção do motor ou substituindo a linha nos parâmetros do sistema.

• Falha no interruptor de limite. Verifique se o indicador do interruptor de limite fotoelétrico está funcionando normalmente e se há algum dano na fiação. Caso haja algum problema, substitua o interruptor de limite por um novo o mais rápido possível.

• Falha no acionamento ou no motor. Nesse caso, você pode assumir o controle manualmente, controlando cada eixo e observando se o movimento está normal. Se tudo estiver normal, considere verificar outras causas.

Problema de configuração automática da ferramenta

• Existe material isolante na superfície do instrumento de ajuste de ferramentas. O instrumento de ajuste de ferramentas só consegue detectar contato com metal. Se houver um objeto isolante bloqueando-o, a ação de ajuste da ferramenta não poderá ser concluída. Nesse caso, o objeto estranho deve ser removido e o teste deve ser repetido.

• Interferência de eletricidade estática. Use uma caneta de teste para verificar se a eletricidade estática interfere no funcionamento do instrumento de ajuste da ferramenta, verifique se os parafusos do bloco de terminais de aterramento estão soltos e se o fio de aterramento está conectado corretamente.

• Falha no circuito do instrumento de ajuste de ferramentas. Verifique se a linha de conexão entre o instrumento de ajuste de ferramentas e o sistema de controle está danificada. Se não houver problemas, pode-se considerar que o instrumento de ajuste de ferramentas está com defeito.