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Come scegliere le frese per CNC - GUIDA

Considerazioni generali

La scelta della fresa da utilizzare nella nostra CNC dipende da molti fattori, alcuni dei più importanti sono:

  • il materiale utilizzato (legno, plastica , metallo, pcb, ecc. ecc.)
  • il tipo di lavoro che dobbiamo eseguire (Fresatura 2D o 3D, incisione, taglio, realizzazione di pcb, ecc. ecc.)
  • la accuratezza che desideriamo abbia il lavoro finale
  • il tempo che abbiamo a disposizione per eseguire il lavoro
  • il materiale con cui è costruita la fresa

 

Il materiale con cui è costruita la fresa

Il materiale con cui viene costruita la fresa è molto importante sia nella resa durante la lavorazione, che per la sua durata. Esistono molti materiali (e variazioni di questi) con cui le frese vengono realizzate. Ne menzioneremo solamente due: le frese per CNC in HSS (High Speed Steel) e le frese per CNC  in carburo di tungsteno.

 

  • Le frese HSS sono più economiche, ma si deterionano molto velocemente. Possono essere utilizzate nella lavorazioni del compensato, del legno duttile e plastica duttile
  • Le frese in carburo di tungsteno solido. Sono le frese più affidabili, hanno le migliori perfomances rispetto a tutti gli altri materiali e sono di gran lunga più durevoli

 

PCBFacile offre, nel suo catalogo, solo frese in carburo solido, ritenendo che questo tipo di fresa, siano, sul lungo periodo, il miglior investimento per equipaggiare al meglio la nostra CNC

 

Le forma e la geometria delle frese più utilizzate

Frese spiralate UP CUT

Hanno taglienti elicoidali che forzano i trucioli generati nella fresatura ad andare verso l'alto. Lasciano la superficie inferiore lavorata liscia e la superficie superiore più scabra.Si differenziano per il numero di taglienti (1 tagliente, 2,3,4...).

Fresa spiralata up cut

Fresa spiralata con denti

Vale la regola generale che aumentando il numero di taglienti, il taglio diventa, via via, più preciso e netto, a scapito però della velocità, in quanto queste frese lavorano a velocità di rotazione più bassa rispetto a quelle con meno taglienti. Sono le frese più versatili (in particolare quelle a due taglienti). Esiste una varazione delle frese spiralate che presentano dei denti sui taglienti

 

Frese spiralate DOWN CUT

Hanno taglienti elicoidali che forzano i trucioli generati nella fresatura ad andare verso il basso..Lasciano la superficie superiore lavorata liscia e la superficie inferiore più scabra. Si differenziano per il numero di taglienti (1 tagliente, 2,3,4...). Vale la regola generale che aumentando il numero di taglienti, il taglio diventa, via via, più preciso e netto, a scapito però della velocità in quanto queste frese lavorano a velocità di rotazione più bassa rispetto a quelle con meno taglienti

Fresa spiralata down cut

 

Frese DIAMOND CUT

Si può oservare il pattern di taglio della fresa diamond cut nella figura. Come si vede assomiglia ad una raspa, ed, in effetti, questa fresa viene spesso utilizzata con grande resa per rifinire il taglio, non avendo, rispetto ad altre frese, la capacità di rimuovere grande massa di materiale. Trova anche grande impiego, essendo molto "gentile" nei confronti dei vari materiali,nei materiali compositi, in particolare nella produzione (taglio) dei PCB.

Fresa diamond cut

Frese sferiche BALL NOSE

 

Queste frese hanno una punta sferica che le rende particolarmente indicate per la fresatura 3D. Sono, in generale, universali e si adattano a tutti i tipi di materiali. Usandole in più passaggi, ed anche insieme ad altre frese  più adatte alla sgrossatura del materiale,  si possono ottenere contorni tridimensionali molto uniformi, con scarsissime asperità.

Fresa sferiche ball nose

 

Frese per incisione V-groove

Sono caratterizzate per l'aspetto "a lancia". Possono essere a lama piatta, oppure a spirale.
Si caretterizzano principalmente per l'angolo della parte finale della lama. Gli angoli più utilizzati sono 30°,45°,60° e 90°. Sono utilizzate principalmente per lasciare un solco stretto e netto sul materiale lavorato, tramite incisione. In questa maniera si possono realizzare, ad esempio, delle scritte sul materiale in lavorazione. Più l'angolo della fresa è stretto, minore è la dimensione delle singole lettere. Sono anche utilizzate per la realizzazione dei PCB ( fresa V-groove a spirale 30°).

Fresa V-groove a spirale

 

Bulino per incisione

 

 

Il materiale utilizzato nella lavorazione

Ci sono frese progettate e realizzate per ogni tipo di materiale. Le frese per plastica, ad esempio, sono progettate in maniera da evitare che, durante la lavorazione la plastica abrasa si appoltigli rendendo problematico il lavoro di fresatura. Le frese per legno, invece, sono costruite in maniera da lasciare un segno netto e preciso. Per questioni di costi e reperibilità, non è comunque necessario avere frese progettate per ogni tipo di materiale che si intende lavorare. Ogni fresa è, generalmente, indicata per un materiale specifico, ma può essere utilizzata anche con altri materiali. Per la realizzazione di un pcb, si utilizzano generalemente frese per incisione ad angolo stretto. Ci sono frese versatili che hanno ottime permorfances con molti materiali. Se non si hanno particolari esigenze, possiamo tranquillamente equipaggiare la nostra CNC con tali frese. Una di tale frese può essere, ad esempio, una fresa cilindrica a due taglienti

 

Velocità

Fondamentalmente ci sono 3 velocità da considerare durante la fresatura:

 

    • Velocità di rotazione della fresa Vfr: la velocità con cui la fresa gira sul suo asse (si misura in giri/min)
    • Velocità di avanzamento AV: la velocità laterale con cui la fresa avanza lungo l'oggetto da fresare. Si misura in mm/m (milimetri al minuto)
    • Velocità di taglio Vt: Rappresenta la velocità con cui la fresa affronta il materiale da asportare. Dipende, ovviamente, dal diametro della fresa e dalla velocità di rotazione della fresa. La velocità di taglio si misura in m/min e la sua espressione algebrica è data da (Dè il diametro della fresa):

       

      Vt =D*3.14*Vfr/1000

 

 

In generale, la velocità di taglio è tabulata in funzione della durezza del materiale. Materiali duri si tagliano con basse velocità. Materiali duttili si tagliano con alte velocità. Questo perché, nei materiali duttili, si verifica il fenomeno dell'"impastamento", vale a dire l'adesione del materiale asportato alla fresa. Tale fenomeno comporta una variazione dell'angolo di spoglia del tagliente e di conseguenza una forte perdita di efficacia dell'azione di taglio. Tale fenomeno viene ridotto, e poi eliminato, all'aumentare della velocità di taglio. In tal modo aumenta la velocità di deformazione del materiale lavorato e lo stesso tende ad incrudire, allontanandosi dallo stato pastoso. Si formano, in tale maniera, trucioli del tutto simili a quelli dei metalli duri, che non si impastano con la fresa.