Изготовление вакуумного стола является самым ответственным этапом конструирования термовакуумного пресса своими руками. На этапе проектирования необходимо определиться с размерами стола, выбрать материал для его изготовления, продумать способы фиксации и уплотнения разъемных элементов для сохранения внутреннего отрицательного давления (вакуума). Вакуумный стол изготавливается тем же основным набором инструментов, что и .
Далее по тексту, вакуумной ванной будем назвать часть вакуумного стола - стальную ёмкость, внутри которой располагаются облицовываемые заготовки, и из которой откачивается воздух. Под рабочими габаритами (размерами) вакуумной ванны будем понимать её полезный объём, измеренный по внутренним габаритам. Вакуумным столом условимся называть всю конструкцию в целом, состоящую из вакуумной ванны, верхней (подвижной) прижимной рамы, зажимов и прочих, более мелких элементов.
Внешние и рабочие размеры вакуумной ванны.
Рассмотрим общие принципы выбора размеров вакуумной ванны, обозначим конкретные цифры для нашего пресса.
Чем длиннее вакуумная ванна, тем больше заготовок можно в ней уместить, или облицевать заготовку большего размера. С другой стороны, чем длиннее ванна, тем больше пленки приходится расходовать за один рабочий цикл, тем больше получаются размеры станка, что влечет больший расход площади помещения. Нужно найти оптимальный размер. Как показал опыт, оптимальной рабочей длиной вакуумной ванны, предназначенной для изготовления типовых мебельных фасадов и декоративных дверных накладок, можно считать величину от 2,4 до 2,6 м. Будем делать вакуумную ванну длиной 2500 мм, рабочая длина которой составит 2500 - 40 x 2 = 2420 мм (40 мм - ширина короткой стенки профильной трубы).
Ширина ванны напрямую связана с шириной используемой пленки ПВХ. В зависимости от производителя пленки, могут встречаться различные значения ширины, самая распространенная - 1,4 м, на нее мы и будем ориентироваться. Выберем ширину ванны равной 1400 мм, рабочая ширина составит 1400 - 40 x 2 = 1320 мм. При облицовке высоких заготовок, например, для гнутых (радиусных) фасадов, ширину ванны необходимо уменьшать (делать её меньше ширины пленки), но для работы с такими заготовками нужен пресс иной конструкции, поэтому данные вопросы рассматриваться не будут.
Рабочая высота ванны должна быть рассчитана из условия обязательности наличия небольшого свободного пространства между верхней поверхностью фасадов и накрывающей пленкой. Другими словами, натянутая поверх заготовок пленка не должна касаться их до начала выкачивания воздуха. Расчет следующий. Во-первых, вакуумная (воздухопроницаемая) столешница, которая будет первой класться на вакуумный стол, будет изготовлена из плиты МДФ толщиной 10 мм. Во-вторых, подкладки под заготовки фасадов будут представлять собой небольшие кусочки плиты МДФ толщиной 16 мм (это самый простой, распространенный и оптимальный вариант подкладок). В-третьих, толщина облицовываемых заготовок будет составлять от 8-10 мм (дверные накладки) и до 16-32 мм (фасады и иные мебельные элементы). В-четвертых, уплотнительная резина добавит глубине ванны около 2 мм. В итоге, максимальная высота всего «пирога» внутри ванны будет равняться: 10 + 16 + 32 = 58 мм. Для изготовления вакуумной ванны применим профильную трубу сечением 60x40 мм, поставив ее на короткую сторону. При этом, высота свободного пространства составит не менее: 60 + 2 - 58 = 4 мм, что вполне достаточно.
Изготовление вакуумного стола.
Вакуумная ванна.
Дном вакуумной ванны будет служить лист стали толщиной 2 мм. Для сведения к минимуму прогибов листа под воздействием отрицательного внутреннего давления, и придания поверхности стола ровной формы (близкой к идеальной плоскости), необходимо изготовить каркас жесткости. Для изготовления каркаса будем использовать ту же профильную трубу 60x40x2. Предварительно нарезанную трубу, в соответствие с проектом, укладывают на стапель, жестко фиксируют струбцинами, выполняют проварку всех примыканий. После изготовления каркаса жесткости, поверх него приваривают стальной лист. Это самый ответственный этап сварочных работ, он требует от непрерывного сварного шва герметичности (рекомендуется выполнить двойной провар).
Во избежание короблений листа под воздействием продолжительных высоких температур, можно воспользоваться нижеследующим альтернативным методом приварки листа к каркасу жесткости. Перед укладкой стального листа на каркас жесткости, по его периметру необходимо нанести герметизирующий состав, выдерживающий высокие температуры (например, силиконовый высокотемпературный герметик), а сварку вести не сплошным швом, а небольшими регулярными фиксирующими прихватками с шагом около 50 мм. Данный метод рассчитан на то, что кратковременные, локальные воздействия сварки не смогут повредить (выжечь) весь герметик, а только лишь его небольшую часть в непосредственной близости от прихваток, большая же часть герметика после отверждения будет выполнять свою прямую функцию.
Размеры вакуумного стола.
Деталировка каркаса жесткости и порядок сборки вакуумной ванны: варится каркас жесткости, к нему приваривается стальной лист, по периметру стального листа герметично приваривается стационарная (нижняя) рама с частью шарнирного соединения для крепления подъемной (верхней) рамы.
Фото вакуумного стола снизу.
Каркас жесткости изготовлен частично из уголкового профиля.
Подъемная (прижимная, верхняя) рама.
Материал рамы - профильная труба 60x40x2 мм. Размеры прижимной рамы должны быть в точности такими же, как у вакуумной ванны. Если не удалось отыскать достаточно ровный (не гнутый, не кручёный) профиль, то необходимо заранее отобрать попарно несколько самых ровных хлыстов, из которых будут изготовлены плотно примыкающие друг к другу детали вакуумного стола.
Прижимная рама будет подниматься благодаря регулируемым шарнирным соединениям. Регулировка шарниров выполняется после наклеивания уплотнителя - полосок листовой резины средней жесткости, толщиной около 2 мм.
Приваренные шайбы нужны для увеличения площади трения. Шкворень шарнирного соединения представляет собой стальной прут D12 с резьбой на концах.
Для удержания прижимной рамы в поднятом состоянии, можно применить газовые лифты. Из соображений безопасности, рекомендуется установить четыре газлифта (по два на сторону) и убедиться, что любые три из них способны удержать раму. Если угол раскрытия рамы (45°) окажется недостаточным, рама будет причинять существенные неудобства в работе, её можно поднять максимально вверх на угол чуть больше 90°, задействовав припаркованный позади термомодуль в качестве опоры (газлифты не применяются).
Зажимы.
Для надежного и герметичного удержания пленки в процессе вакуумного прессования, необходимо плотно и равномерно прижать верхнюю раму к периметру вакуумной ванны, добившись повсеместного прилегания резинового уплотнителя. Для этих целей можно применить различные готовые струбцины-зажимы, или же изготовить их самостоятельно.
Для изготовления самодельных зажимов, работающих по принципу эксцентрика, понадобится следующий стальной металлопрокат: полметра трубы ДУ50 (внешний диаметр около 60 мм), два метра прута диаметром 10 мм, и, примерно, столько же профильной трубы сечением 20x20x2 мм.
Во-первых, трубу ДУ50 нарезают на 8 равных 60-миллиметровых отрезков. Каждый отрезок трубы дорабатывают полукруглым центральным вырезом, имеющим ширину 10-11 мм и длину по дуге равную 3/4 от длины внешней окружности трубы. Получим 8 штук эксцентриковых поворотных цилиндров, к которым необходимо приварить ручку длиной 220 мм из квадратного профиля 20x20 мм.
Во-вторых, стальной прут нарезают на 16 отрезков: 8 штук длиной 190 мм (для шпилек) и 8 штук длиной 55 мм (для шкворней). К одному концу шпильки необходимо приварить гайку М12 (или М10 с высверленной резьбой), чтобы она могла свободно вращаться на шкворне, а на другом конце - нарезать резьбу М10x50.
В-третьих, для завершения изготовления зажима, привариваем концы шкворня (с предварительно надетой на него гайкой с приваренной шпилькой), к внутренней поверхности эксцентриковых поворотных цилиндров.
Для установки зажимов на вакуумный стол пресса, в восьми точках стола, согласно проекту, сверлят сквозные отверстия диаметром 10 мм. После чего, верхние отверстия увеличивают, придавая им продолговатую форму. Настройка зажимов осуществляется установкой комбинированных гаек в нужное место резьбы шпильки, с последующей фиксацией контргайками. Эта операция выполняется на последнем этапе изготовления вакуумного стола, после наклейки резинового уплотнителя.
Элементы и размеры шарнирного зажима.
Зацепы для зажимов изготавливаются из стального уголка 50x50x3.
Если не удалось добиться ровной поверхности стола.
Если в процессе сварочных работ лист претерпел существенные деформации, выходящие за рамки допустимых значений, то брать в руки болгарку и срезать сварные швы, переделывать всё заново нет необходимости. Обеспечить идеально ровную плоскость вакуумного стола можно дополнительными мерами, а именно путем применения эпоксидных выравнивающих составов, которые применяются при изготовлении заливных полов. Для этого, вакуумный стол выставляют строго по уровню, определяют необходимый объем наливной массы (например, с помощью пробной заливки водой), очищают от ржавчины дно вакуумной ванны, грунтуют. Выполняют заливку приготовленной эпоксидной смесью согласно инструкции производителя. Из соображений экономии, смесь можно разбавить каким-либо дешевым наполнителем, например, кварцевым песком. Для ускорения отверждения смеси после заливки, стол можно контролируемо погреть сверху теплом от термомодуля. Данную операцию по заливному выравниванию имеет смысл выполнять после полной готовности вакуумного пресса, изготовления пробных образцов продукции, и принятия решения о необходимости улучшения геометрии рабочей поверхности.
Смета на материал для вакуумного стола.
| Наименование | Длина, мм | Количество, шт. | Назначение |
|---|---|---|---|
| Профиль 60x40 | 2500 | 6 | Каркас жесткости. Ванна. Подъемная рама. |
| Профиль 60x40 | 1380 | 4 | Каркас жесткости. |
| Профиль 60x40 | 1320 | 4 | Ванна. Подъемная рама. |
| Профиль 60x40 | 1001 | 6 | Каркас жесткости (диагонали). |
| Профиль 60x40 | 753 | 3 | Каркас жесткости. |
| Профиль 60x40 | 250 | 4 | Шарнир. |
| Профиль 60x40 | 180 | 2 | Шарнир. |
| Профиль 60x40 | 150 | 2 | Опора зажима. |
| Профиль 60x40 | 140 | 2 | Шарнир. |
| Уголок 50x50x3 | 50 | 8 | Подъемная рама (зацеп для зажима). |
| Профиль 20x20 | 220 | 8 | Зажим. |
| Труба ДУ50 | 60 | 8 | Зажим. |
| Прут D10 | 190 | 8 | Зажим. |
| Прут D10 | 55 | 8 | Зажим. |
| Прут D12 | 150 | 2 | Шарнир. |
| Гайка М10 комби | 8 | Зажим. | |
| Гайка М10 | 12 | Зажим. Крепление стола. | |
| Гайка М12 | 16 | Зажим. Шарнир. | |
| Шайба d12 | 12 | Шарнир. | |
| Болт М10x60 | 4 | Крепление стола. | |
| Лист 2500x1500x2 | 1 | Стол (дно ванны). | |
| Газовый лифт | 2 | Подъемная рама. |
По завершению основного объема работ, вакуумный стол устанавливают на станину (на специально предусмотренные опоры) и фиксируют по углам четырьмя болтами, как показано на рисунке, после этого переходят к мелким работам: установка и настройка зажимов, регулировка шарнира подъемной рамы, наклеивание уплотнителя.
Металлоконструкция начинает приобретать очертания будущего термовакуумного пресса, но ей пока не хватает многих элементов: вакуумной системы, термомодуля, блока электроуправления, - о которых будет идти речь в следующих статьях.
Вакуумный прижим для заготовок: насосы или воздуходувки?
В настоящее время в различных отраслях обработки изделий из металла, дерева или пластика для удержания заготовки на рабочем столе вместо механических устройств, применяется так называемый «вакуумный прижим». При таком способе удержания используется сила, которая давит на заготовку, прижимая ее к столу, из которого откачивается воздух и создается разрежение. Эта сила, прижимающая заготовку, появляется сразу после начала откачивания воздуха из стола и исчезает, когда воздух вновь туда поступает.
Силу прижима можно оценить в привычных величинах и рассчитать, какой она может быть. Так как она является следствием вакуума, создаваемого в столе, на котором расположена заготовка, а точнее разности давления воздуха внутри и вне стола, то ее максимальная величина равна произведению одной атмосферы на площадь прижимаемой заготовки. Раз невозможно откачать воздух глубже, чем одна атмосфера, то и «рабочее давление» для создания этой силы не может быть больше, чем 10 тонн на 1 квадратный метр.
Какие устройства позволяют реализовать этот метод?
Самым правильным, надежным и эффективным является использование вакуумных сухих пластинчато-роторных насосов . Эти насосы, хотя и не создают теоретически возможного максимального вакуума, гарантирующего заветные 10 тонн на метр квадратный, но способны, откачав 88% воздуха, создать перепад давления до 8,8 тонн на квадратный метр. При этом, в отличие, например, от масляных, показатель остаточного давления у которых лучше, они более удобны в эксплуатации и лучше приспособлены для работы при промежуточных значениях давления (ниже атмосферного, но выше предельного остаточного). К тому же, как и все вакуумные насосы они не боятся работы при полностью перекрытых патрубках всасывания и нагнетания.
Вторыми по правильности и популярности применения (которая, кстати, постоянно растет и уже сопоставима с популярностью насосов) являются вихревые воздуходувки . Если подключить вихревую воздуходувку патрубком всасывания к вакуумному столу, то она, работая как насос, также способна создать разрежение, но в 2-3 раза хуже по глубине вакуума, чем при откачке пластинчато -роторным вакуумным насосом. То есть воздуходувка (за исключением специальных высоконапорных серий) в принципе не способна создать вакуум глубже 0,4-0,5 атмосферы. К тому же она не может продолжительное время работать с перекрытыми патрубками, так как перегревшись, выйдет из строя. На этом их слабые места заканчиваются и можно понять, почему во многих случаях их предпочитают пластинчато-роторным насосам.
Существует много видов обработки материалов на вакуумных столах, когда, в принципе не требуется большая сила прижима или когда, благодаря большой площади обрабатываемой детали, даже небольшое давление способно создать достаточную для прижима силу. Это относится, в первую очередь, к обработке панелей из пластика и древесины. Вторым важным аргументом в пользу воздуходувок являются размеры стола и невозможность создать абсолютно герметичный откачиваемый объем – почти всегда присутствует обратное движение воздуха в систему. Поэтому на первое место выходит скорость откачки – именно она компенсирует натекание. Насосы с производительностью более 150 кубических метров в час всегда дороже, чем воздуходувки с такой же скоростью откачки и тяжелее их. А когда клиенты видят в характеристиках воздуходувки максимальную производительность (в полтора-два раза превышающую действительную в рабочей точке) воздуходувка, как альтернатива вакуумному насосу кажется еще привлекательней.
Подведем итоги. В каком случае выбрать насос, а в каком воздуходувку?
Если размеры стола не превышают 3-4 метров в длину, детали небольшие, сложной формы, вакуумный стол изготовлен качественно (с хорошим прилеганием деталей и без возможного натекания), требуется получить перепад давления не менее 5 тонн на квадратный метр, то лучшим решением будет пластинчато-роторный безмасляный насос .
Когда же столы имеют линейные размеры более 5 метров, обрабатываемые заготовки также велики, имеют малый удельный вес, тангенциальная нагрузка (сдвигающая заготовку) мала и компенсируется силой прижима порядка 10 тонн на всю деталь, имеющую площадь несколько квадратных метров, жесткость стола не гарантирует сохранение его формы в процессе вакууммирования, герметичность системы невысока, а стоимость выходит на первый план, то предпочтение отдают воздуходувкам .
Если вы сообщите нам конкретное значение прижимающей силы, то мы сможем назвать вам и предложить конкретную модель насоса или воздуходувки.
Станки и приспособления использующие вакуумный прижим применяются практически во всех отраслях промышленности. Мы предлагаем решения для каждой из них: малогабаритных вихревых воздуходувок для удержания листов бумаги или пластика в режущих плоттерах до специализированных агрегатов способных выдерживать многократное попадание смазывающе-охлаждающей жидкости в вакуумную систему.
Производительность вакуумного насоса, использующегося для вакуумного прижима определяет скорость откачки системы до требуемого давления и, главным образом, способность компенсировать натекания воздуха через неплотности или прорезы образующиеся при обработке материала.
Перепад давлений, который создает вакуумный насос определяет силу прижима заготовки. Насосы с большим перепадом давлений рекомендуется использовать в тех случаях, когда надо добиться максимальной силы прижима при небольшой площади контакта заготовки и вакуумного захватывающего приспособления.
Воздуходувки MSH для вакуумных столов станков с ЧПУ
Данный тип оборудования позволяет обеспечить высокую производительность при относительно небольшом перепаде давлений. Устройства данного типа используются для прижима заготовок с большой площадью контакта к вакуумным столам станков с ЧПУ, например, они могут использоваться для прижима пластиков, виниловой пленки, фанеры, других листовых материалов. Важным преимуществом вихревых воздуходувок с большой производительностью является то, что при прорезе материала инструментом как правило сохраняется возможность продолжения обработки, т.к. натекания воздуха через прорез компенсируются повышением производительности. Вихревые воздуходувки крайне неприхотливы в эксплуатации, не имеют изнашивающихся частей, могут поставляться с частотными преобразователями, дополнительными фильтрами, глушителями и реверсивными автоматами.
Ротационно-пластинчатые безмасляные вакуумные насосы Elmo Rietschle для систем вакуумного прижима
Машины данного типа наиболее широко применяются в системах вакуумного прижима. Они не только создают перепад давлений, достаточный для прижима большинства типов заготовок и листовых материалов, но и могут иметь довольно большую производительность. Ротационно-пластинчатые безмасляные вакуумные насосы работают без применения смазок в рабочей камере. Данные насосы просты в эксплуатации и обслуживании. В стандартной комплектации насосы данной серии уже имеют встроенные воздушные фильтры и глушители.
Водокольцевые вакуумные установки ROBUSCHI (Италия) с замкнутой циркуляцией воды для вакуумного прижима
Используются как альтернатива сухим ротационно-пластинчатым насосам. Данные установки могут обеспечивать практически любую производительность, требуемую для вакуумного прижима. Они практически не требуют технического обслуживания, стойкие к попаданию пыли, смазывающе-охлаждающей жидкости, могут работать продолжительное время с атмосферным давлением на всасывании. При стоимости для большинства типоразмеров ниже, чем у ротационно-пластинчатых вакуумных насосов, они не требуют затрат на расходные части и очень быстро окупаются.
Вакуумметры и реле вакуума
В нашей компании Вы всегда найдете широкий спектр вакуумметров и вакуумных реле, необходимых для контроля работы и управления вакуумными зажимными системами. В нашей номенклатуре есть: механические и цифровые вакуумметры, механические и электронные реле вакуума, а также другие аксессуары: фильтры для вакуумных систем, обратные и запорные клапаны, вакуумные ресиверы, предохранительные клапаны, фитинги, вакуумные шланги.
Работая с ЭмЭсЭйч Техно Москва (MSH Techno), Вы можете быть уверенны в том, что широкая номенклатура поставляемого оборудования позволит подобрать именно то, что действительно лучше всего подходит для ваших задач. Если у Вас есть какие-либо вопросы по оборудованию, представленному на нашем сайте – мы с радостью на них ответим!
Используя при этом силу вакуумного насоса.
Сам рабочий стол фрезерного станка – это горизонтальная поверхность, которая предназначена для работы с деталью (она закрепляется и надежно базируется на нем). Эта деталь фрезерного станка считается одной из самых главных – если заготовка не будет надежно и ровно зафиксирована относительно движения фрезы, то точная и эффективная обработка станет нереальной. Двигаться может и стол, и режущий инструмент.
Рабочий стол фрезерного станка с числовым программным обеспечением снабжается пазами продольного типа, где размещается ряд струбцин для закрепления детали для обработки или других необходимых устройств. Но крепление посредством струбцин имеет несколько недостатков:
Должен обязательно быть механический прижим заготовки, усилие затяжки при этом выставляется максимальное.
Деформация и механические повреждения лицевой части изготавливаемой детали. Такие последствия абсолютно нежелательны для работы со стеклянными коробами, оснащенными подсветкой – в них даже самые незначительные царапины и трещины способны полностью испортить внешний вид.
Если заготовка отличается какими-то нестандартными измерениями и формами, то не всегда возможно подобрать необходимое расположение из-за отсутствия симметричных отверстий.
Возникает сложность с размещением мягких материалов, которые могут изгибаться, когда их касается фреза (это композитные модели с довольно крупными габаритами). Большое количество струбцин установить на стол никак нельзя, поэтому работа с такими типами заготовок очень осложнена.
Все перечисленные выше неудобства решаются довольно просто – стоит установить вакуумный стол. Он помогает надежно зафиксировать заготовку на необходимом месте для точной обработки фрезой, при этом механические зажимы не используются. Сама суть работы состоит в том, что откачивается воздух, и тем самым уменьшается давление между рабочим столом и поверхностью заготовки. Таким образом получается своеобразная «присоска», крепко прижимающая деталь посредством атмосферного давления. Это помогает прочно и надежно зафиксировать заготовку в необходимом положении.
Однако, есть недостатки и у вакуумного стола:
– невозможность на нем закрепить очень мелкие детали или же детали, которые не являются листовыми материалами.
Обычно все производители , при комплектации станка вакуумным столом, оставляют еще и возможность крепления с помощью струбцин, однако из намного меньше и расположены они уже не так часто как в обычном столе.
– Компрессор, который поддерживает вакуум требуется довольно мощный от 5кВт, что обычно, приводит к увеличению потребления энергии, фрезерным станком почти в два раза.
Поэтому каждый производственник, должен очень внимательно рассмотреть все за и против вакуумного крепления и сделать выбор сам.
Разновидности вакуумных столов
Вакуумные столы делятся на несколько разновидностей зависимо от типа крепления заготовок:
Решетчатые. Этот тип встречается чаще всего, так как устанавливать его проще, а стоимость отличается демократичностью. Благодаря уникальной решетчатой конструкции позволяет размещать необходимое количество изолирующего материала, чтобы огородить заготовку по её периметру. Из получившегося контура насос выкачивает воздух, тем самым надежно прижимая деталь к поверхности рабочего стола.
Вакуумные столы VAC-MAT типа. Представляют собой жесткий прочный каркас, выполненный из полимера. Он делит пространство между обрабатываемой заготовкой и уплотнителем на ряд изолированных друг от друга секторов, из которых потом одновременно выкачивается воздух. Таким образом вакуум сохраняется даже при сквозном типе фрезеровки, отсеки не поддаются разгерметизации.
Шлицевая разновидность. Они незаменимы при работе с небольшими заготовками, или с теми деталями, на поверхности которых расположено множество отверстий. Такой стол оснащен рядом желобков и отсеков, некоторые из которых могут объединяться (в том случае, если отверстия совпадают с теми, которые есть на заготовке).
Пористые платы. Их рекомендуют использовать для работы с очень тонким материалом (как листы фольги, например). Она может точно воспроизводить очертания обрабатываемой детали, степень воздействия зависит от того, какую площадь занимает «подложка». Этот вакуумный материал позволяет добиться высокой точности в обработке, избежать погрешностей. Недопустима совместная работа с системой СОЖ.
Платы типа FLIP-POD. Это большое количество отдельных присосок-клапанов, которые разработаны для надежного крепежа даже довольно массивных заготовок. Такая система вакуумных столов не предполагает охват периметра заготовки уплотнителем, что предоставляет возможность обрабатывать режущем инструментом края детали.
Практически все производители фрезерных станков с числовым программным управлением предлагают опционно комплектовать свою продукцию специальным вакуумным столом. Устанавливается он довольно просто, никакие специальные операции проводить и перенастраивать оборудование не нужно – необходимо только подключить компрессор или вакуумный насос.
Вакуумный стол позволяет значительно упростить и ускорить установку на стол фрезерного станка с ЧПУ листовых материалов. Это могут быть и листы МДФ, и акрила... При этом, если лист выгнут, то вакуумное крепление позволяет его выровнять на время работы.
Если на станке регулярно обрабатывается МДФ, то наверняка станок оснащен мощной вытяжкой (пылесосом для сбора стружки и древесной пыли - см. фото ниже). Такая вытяжка, мощностью 2,2 кВт способна не только удалять опилки из зоны резания, но и обеспечивать работу вакуумного стола.
ВНИМАНИЕ! Безопасность работы гарантирована только при определенных условиях: размер фрез должен быть не более допустимого усилием прижима заготовки, режим резания - только опробированный с имеющимся вакуумным столом. Иначе возможен отрыв заготовки в процессе обработки, что чревато травмами с тяжестью вплоть до фатального исхода.
Вакуумный стол выполнен из двух слоев МДФ толщиной 20мм. Верхний слой - лицевой - нужен для присасывания листов обрабатываемого материала. Каналы на нем разделены на шесть зон (см. фото ниже), которые за необходимостью можно по одной заглушить в зависимости от размера и конфигурации обрабатываемой заготовки. Сечение каналов выбрано таким, чтобы при необходимости каждую зону можно было уплотнить по контуру с помощью бытовой уплотнительной резиновой ленты D-образного сечения (лента для уплотнения окон и дверей). Лента снабжена самоклеящимся слоем и хорошо фиксируется в каналах. Глубина каналов подобрана так, чтобы заготовка при включении вакуумного стола легла на поверхность стола, придавив уплонительную ленту.
Нижний слой вакуумного стола служит для подвода разрежения поотдельности к каждой зоне верхнего слоя стола.
В каналах верхнего слоя выполнены вертикальные отверстия для перепуска разрежения из каналов нижнего слоя в каналы верхнего. Таких отверстий по 4 шт. на каждую зону. Впрочем чем больше их количество - тем лучше.
Подключить вакуумный стол к пылесосу проще всего с помощью повсеместно распространенного трубопровода, например канализационного (см. фото ниже). Это и дешевле, и технологично. На фото видно, что для подвода разрежения к станку использована труба канализационная диаметром 110 мм. Непосредственно к станку разрежение подводится шестью гофрошлангами диаметром 50 мм. Каждый гофрошланг пристыкован к вакуумному столу посредством вкрученного в стол штуцера.
Все соединения герметично уплотнены либо стандартными уплотнениями, либо хомутами (желательно с применением герметика).
Перед сборкой стола все его каналы следует обработать клеем ПВА или грунтовкой, чтобы обеспечить непроницаемость МДФ для воздуха (МДФ действительно обладает неплохой воздухопрницаемостью).
Верхний слой вакуумного стола прикручен к нижнему саморезами. Чтобы шляпки саморезов не мешали работе со столом, в его поверхности выполнены отверстия, в которые шляпки утапливаются.
После сборки стола его поверхность следует обработать фрезой, чтобы обеспечить плоскостность поверхности.
Резюме
Как видно из фото, в данной конструкции применен пылесос мощностью 2200 Вт. Такой пылесос имеет на входе тройник для подключения трех воздуховодов диаметром 100 мм. В процессе всех работ одно отверстие тройника было занято вакуумным столом, второе - вытяжной системой с отверстием на входе 50 мм. Третье отверстие было наполовину приоткрыто во избежание перегрева пылесоса из-за малого расхода воздуха, т.к. вакуумный стол не дает расхода воздуха вообще, вытяжка имеет входное отверстие всего 50 мм, т.е. сечение входного отверстия было бы всего 50мм вместо 3-х отверстий диаметром 100 мм. При таком подключении мощности пылесоса оказалось достаточно для работы вакуумного стола и системы отсоса стружки из зоны резания.
Сила прижима заготовки на столе сильно заисит от площади прижима. Заготовка из МДФ размером 600х900 мм может быть обработана фрезой диаметром 6мм всем диаметром на глубину 6мм за один проход при скорости подач 2000 мм/мин. При данном режиме такой вакуумный стол способен удержать заготовку.
Для большей надежности можно рекомендовать применение упоров по краям заготовки, чтобы при обработке нельзя было сдвинуть заготовку. Такое решение будет полезным например и на случай отказа вакуумного стола в процессе работы или на случай несанкционированного превышения усилия резания. При этом сложность установки заготовки на стол станка не изменится, а возможно и уменьшится (упоры позволят ставить заготовки в одно и то же место).
Кроме того, следует иметь ввиду, что заготовка на вакуумном столе может легко отрываться вертикальным усилием. При планировании обработки это следует учитывать и не применять фрезы, создающие при работе подъемное усилие.
Часто станки с ЧПУ (числовое программное управление) продаются вместе с вакуумным столом. Он предназначен для крепления листовых деталей с последующей их обработкой. Как правило, обработка подобных заготовок носит криволинейный характер.
При этом детали могут быть изготовлены из самых разных материалов – ДСП, шпон, фанера. Чаще всего вакуумные столы применяют к фрезерным станкам, на которых обрабатывают цельные листы (например, при изготовлении мебели).
Как выглядит вакуумный стол?
Данное приспособление представляет собой поверхность для обработки с разделенным на сектора покрытием. По площади устройства равномерно распределены специальные присоски и канавки, которые крепят заготовку в необходимом положении. Чем больше площадь вакуумного стола, тем он функциональнее и дороже.
Обрабатываемые детали фиксируются благодаря специальному вакуумному насосу. Именно он отвечает за надежное крепление заготовки к поверхности стола. Благодаря такому изобретению стала возможной криволинейная обработка листовых деталей с большими размерами.
Примечательно, что вакуумные пылесосы применяют предпочтительно для обработки деревянных заготовок. Если есть необходимость выполнить похожие работы с металлом, то в этих целях используют магнитные столы.
Стоит отметить, что в зависимости от размеров и функциональных способностей, цена на вакуумные столы может существенно колебаться. В то же время даже наиболее дешевый заводской вакуумный стол обойдется покупателю минимум в 150-170 долларов.
Также можно приобрести подержанный аппарат, но качество такого стола будет всегда под вопросом. Именно из-за перечисленных выше факторов многие умельцы создают вакуумные столы в домашних условиях.
Как сделать дома?
Вакуумный фиксатор для формовки пластика
Сделать подобное приспособление в домашних условиях можно, но занятие это не из легких. Нужно понимать специфику работы устройства и принципы его строения. Для формирования вакуумного стола подойдет любой устойчивый листовой материал, например, МДФ. Создаем контуры стола по типу коробки и на фронтальной стороне панели высверливаем дырки при помощи обыкновенной дрели.
К этой же коробке приделываем специальные ножки и устанавливаем перегородки с отверстиями диаметром от 7 до 8 сантиметров. Все это мы делаем, чтобы добавить нашему столу устойчивости и предотвратить его деформацию во время использования.
Источник энергии (для формовки пластика)
В качестве нагревателя часто используют проволоку не хромового типа. Такой подход влечет за собой довольно высокие затраты, к тому же подходящий материал найти довольно трудно. Как альтернативу можно использовать лампы галогенового типа. Лучше пожертвовать уровнем тепла, но получить доступные и эффективные нагреватели для самодельного вакуумного стола.
Патроны галогеновых ламп следует установить в предварительно просверленные пазы в металлическом листе. Из печатных плат делаем дорожки для проводки тока, устанавливаем их на основу и только тогда спаиваем. В противном случае придется потратить большое количество времени на пайку дорожек. Панель с лампочками должна находиться в коробе с крышкой, которая позволит осуществлять обслуживание устройства.
Такой подход к созданию источника тепла позволяет нагревать всю площадь, а при необходимости только отдельные участки. Но чтобы сделать такой «умный» аппарат, надо больше внимания уделять подключению ламп.
Система управления
Ключевые элементы управления вакуумным столом:
- Симметричный тиристор с параметрами работы от 20А и 240В. Его функция – регулировать процесс нагрева и координировать работу вентилятора.
- Фронтовая панель с жидкокристаллическим дисплеем. Интерфейс стола должен отображать состояние каждого нагревательного ряда. На панели также находится ключ активации устройства и кнопка его аварийного отключения.
- Плата с электромеханическими реле (6 штук). 5 реле активируют линии нагревателей, а шестая – вентилятор.
- Индикатор температуры стола.
- Плата нейтрального реле. В ее состав входят электромеханические реле (7 штук). Их функция – подключать линии нагревателей к нейтральному кабелю.
- Микроконтроллер с платой (АТmega644). Именно к этому устройству подключается температурный датчик, индикатор давления, дисплей, переключатель режимов, плата реле.
- Узел контроля над переменным током. Его функция – сопоставлять сигнал микроконтроллера, симметрического тиристора и линий с переменным током.
Монтаж опор для нагревателей осуществляется на короб, который был подготовлен предварительно. После этого устанавливаем панель нагревателей. Необходимо также установить и специальную рамку для пластика. Вставляем ее в опоры на специальных подшипниках. Для лучшей фиксации рамки по периметру стола следует использовать изоляционную ленту.
Ключевой элемент вакуумного стола – вентилятор, надо крепить к нижней стороне короба. Стоит отметить, что источник вакуума можно монтировать посредством дополнительной пластины и прокладок неопренового типа.
После окончательного создания всех ключевых элементов вакуумного стола можно приступать к его монтажу. Перед тестированием следует проверить качество всех соединений, бесперебойность и безопасность работы электрооборудования станка и стола.
Подобный тип стола, только без нагревательных ламп подойдет и для фрезерного станка. Таким образом, мы описали для вас самостоятельную разработку и монтаж наиболее сложного типа вакуумных столов, предназначенного для обработки пластика. Для работы с металлом или деревом достаточно правильно сделать только нижнюю часть этого устройства.
Вместо вентилятора, как источник вакуума можно использовать мощный насос. В том месте, где у стола для пластика находятся нагревающие элементы, у вас должен быть фрезерный станок.
Видео: вакуумный стол.
Важные нюансы
- В качестве источника вакуума можно использовать специальный генератор вакуума. Он выглядит как маленькая коробочка с отверстием для выхода воздуха и для входа вакуума. Также для устройств такого типа должен устанавливаться индикатор для измерения показателей вакуума.
- Эжектор и уровень его производительности зависит от скорости и объемов воздуха, которые пролетают мимо него. Именно поэтому, он мало в чем выигрывает по сравнению с обычным вакуумным насосом. Ведь для создания качественного вакуума следует использовать и качественный компрессор. Дело в том, что для крепления большой детали по всей площади стола хватит и довольно слабого компрессора, но для фиксации небольшой пластинки, надо использовать более мощный агрегат.
- Обычный промышленный пылесос слабо подходит для создания вакуумных фиксаторов, поскольку не слишком приспособлен для работы с полностью закрытым шлангом. Именно поэтому рекомендуется применять специальный вакуумный насос.
