Представляют собой шпиндель, в который зажимается режущий инструмент, установленный на консольную, либо портальную конструкцию и перемещающийся над рабочим столом, на который устанавливается обрабатываемая деталь. В ряде случаев шпиндель неподвижен, а перемещение осуществляется рабочим столом.
Гравировально-фрезеровальные станки бывают 3-х, четырех и пятикоординатные.
На рынке представлен широкий спектр станков, от настольных офисных с размерами рабочего поля 100х160 мм, до тяжелых, промышленных 5-ти координатных, с размером рабочего поля 1 куб. м. и прецизионных широкоформатных с площадью рабочего поля до 6 кв. м.
Распространенные марки станков – Roland(Япония), Cielle(Италия), ISEL(Германия), AXYZ(Канада).
Благодаря высокой механической точности (от 20 до 1,27 мкм), обеспечиваемой беззазорными, стальными прецизионными направляющими, стальными защищенными ШВП, сервоприводами на микрошаговых двигателях, и системе измерения абсолютных перемещений, высокооборотным шпинделям (до 60 тыс. об/мин) и скорости обработки до 15 м/мин, а так же небольшим габаритным размерам использование гравировально-фрезеровальных станков в ювелирной промышленности открывает довольно широкие возможности.
Обрабатываемые материалы: пластик, дерево, воски, металлы, такие как алюминий, бронза, латунь, медь, сталь, а так же мрамор и другие камни.
Выполняемые операции:
- гравирование на плоских и слабоискривленных поверхностях;
- сложное гравирование (обработка поверхностей вращения, только с использованием четвертой координаты);
- сложное фрезерование (изготовление трехмерной модели, только на пятикоординатных станках, сложность ограничена).
Специальные зажимы позволяют гравировать ювелирные изделия, медали, крышки часов, авторучки и др.
Станки так же оснащены держателями для фиксации изделий посудной группы, что дает возможность осуществлять гравирование тарелок, блюд, подносов, кубков, рюмок и др.
Использование индексной головки обеспечивает возможность создания ручьев на прокатных валках.
Специальная ударная головка позволяет воспроизводить фотографическое изображение на металлах и камне.
Сложным фрезерованием можно изготавливать трехмерные модели (промодели для литья), штампы, пресс-формы.
Наличие системы автоматической смены инструмента значительно ускоряет процесс обработки.
И, что особенно важно станки оснащены системой отсоса пыли и стружки, что позволяет работать с драгоценными металлами.
Станки, могут быть оснащены дополнительными специальными приспособлениями, такими как:
- механический пробник для считывания рельефных поверхностей с последующим воспроизведением точно такого же рельефа на станке;
- профессиональный лазерный пробник (3D – сканер) для считывания объемного оригинала (любого изделия помещающегося в сканер) с последующим его воспроизведением на станке;
- вакуумные столы для фиксации упругих и тонких заготовок.
Операции обработки осуществляются широким спектром режущего инструмента, таким как:
- граверные конические пики с острием диаметром от 0,25 до 2,5 мм;
- фрезы цилиндрические, конические и сферические без покрытия и с упрочняющим покрытием;
- скребки алмазные пирамидальные и конусные.
Анализируя все вышеизложенное можно сделать вывод, что внедрение фрезеровально-гравировальных станков позволит получить следующие прогрессивные результаты:
Значительно снизить время изготовления штампов, пресс-форм и частично моделей, так как на проектирование трехмерной математической модели на компьютере, в зависимости от степени сложности, уходит от двух часов до трех дней, а станок при высокой скорости обработки позволяет изготовить оригинал в течение несколько часов. При чем, при наработке банка компьютерных заготовок, время разработки значительно сокращается. Скорость же изготовления вручную значительно ниже.
Так же следует заметить, что один раз разработанный узор, рельеф или объем (штамп, модель) можно повторить неограниченное число раз.
Высокая скорость и точность обработки позволяет поставить вопрос о мелкосерийном выпуске изделий украшенных гравировкой, таких как посуда, значки, зажигалки, авторучки и др.
Уникальной является возможность такой сложной операции, как гравирование любого фотографического изображения на изделиях с возможностью тиражирования. Причем копии будут абсолютно идентичны друг другу (чего не сможет добиться ни один гравер), а легкость операции, при которой изображение просто вводится в компьютер и передается на станок, делает ее довольно привлекательной для производства.
Таким образом, введение данной технологии позволит упростить и ускорить процесс производства, а так же значительно расширить ассортимент производимых изделий.