Nóż zamiast lasera. Kiedy ploter tnący CNC jest lepszym rozwiązaniem?

Przy tkaninach, skórze, papierze, tekturze i niektórych materiałach warstwowych szczególnie ciekawą alternatywą są cuttery CNC. Ich nóż, często oscylacyjny, przecina materiał bez nagrzewania typowego dla lasera.

Jak działa cięcie laserowe?

Wycinarka laserowa kieruje na materiał skupioną wiązkę promieniowania. Zależnie od materiału i technologii prowadzi to do jego topienia, odparowania albo innych zjawisk związanych z dostarczaniem energii cieplnej. Metodę tę stosuje się między innymi do obróbki metali i niektórych tworzyw.

Nie każdy materiał nadaje się jednak do cięcia laserem. Niektóre zmieniają się pod wpływem temperatury w niepożądany sposób, inne mogą wydzielać podczas obróbki niebezpieczne substancje. Przed wyborem technologii trzeba więc sprawdzić rodzaj materiału i wymagania bezpieczeństwa.

Cutter tnie materiał mechanicznie

Podstawowym narzędziem plotera tnącego CNC jest nóż. Często stosuje się głowice oscylacyjne, których ostrze wykonuje szybkie ruchy posuwisto-zwrotne, a system sterowania w tym czasie prowadzi głowicę po zaprogramowanej ścieżce. Kontury powstają więc bez nagrzewania materiału skupioną wiązką, co ma duże znaczenie przy materiałach wrażliwych na temperaturę.

Cięcie nożem też ma jednak swoje ograniczenia. Zbyt gruby, twardy albo źle zamocowany materiał może wymagać innej technologii.

Kiedy brak nagrzewania jest zaletą?

Wysoka temperatura może zmienić strukturę niektórych tkanin i tworzyw, a przez to wygląd krawędzi, elastyczność i właściwości gotowego elementu. Cięcie mechaniczne nie wymaga skupionej wiązki cieplnej, więc w odpowiednich zastosowaniach pozwala tego uniknąć.

Nie znaczy to, że nóż zawsze daje lepszą krawędź. Przy części tkanin syntetycznych laser jednocześnie przecina i zgrzewa krawędź, co w niektórych zastosowaniach jest zaletą. O wyborze powinien decydować oczekiwany efekt, a nie sama metoda.

Tektura, papier i materiały opakowaniowe

Ważnym zastosowaniem cutterów CNC jest produkcja opakowań. Maszyny wycinają elementy z papieru i tektury według cyfrowego projektu, a w odpowiedniej konfiguracji mogą też korzystać z głowic bigujących, które przygotowują materiał do składania. Pozwala to robić prototypy opakowań i krótkie serie bez osobnego wykrojnika.

Przy niektórych materiałach nóż pozwala też uniknąć termicznego przebarwienia krawędzi. Nie wyklucza to jednak użycia lasera w innych zadaniach związanych z produkcją z papieru.

Tkaniny, skóra i materiały warstwowe

Przy elementach z tkanin i skóry duże znaczenie mają właściwości materiału. Niektóre tkaniny są bardzo elastyczne, inne składają się z kilku warstw. Podczas cięcia trzeba uwzględnić to, że materiał może się przesuwać, i odpowiednio go zamocować.

W cutterach stosuje się do tego między innymi stoły próżniowe i specjalistyczne głowice oscylacyjne, co pozwala dopasować technologię do konkretnego materiału. Przy wyrobach skórzanych ważne jest też rozmieszczenie elementów na dostępnej powierzchni, więc dużą rolę odgrywa oprogramowanie do planowania rozkroju.

Polski producent nowoczesnych cutterów

KIMLA z Częstochowy rozwija plotery tnące CNC BPT Linear z własnymi napędami liniowymi. Maszyny można wyposażyć w pneumatyczne i elektryczne głowice oscylacyjne oraz dodatkowe moduły. Producent dostarcza też oprogramowanie CAD/CAM/CNC/Nesting do przygotowania procesu i planowania rozmieszczenia elementów, a w niektórych konfiguracjach konwejor, który automatycznie przesuwa materiał.

Przykłady maszyn można znaleźć w ofercie cutterów CNC KIMLA.

Która technologia bardziej się opłaca?

Nie ma jednej odpowiedzi. Wszystko zależy od rodzaju materiału, oczekiwanej jakości krawędzi, skali produkcji i wymaganej dokładności. W niektórych zastosowaniach lepszy będzie laser, w innych cutter CNC, zwłaszcza gdy materiał nie powinien być mocno nagrzewany.

Przed zakupem maszyny warto zrobić próby na rzeczywistym materiale i porównać wyniki. Popularność technologii nie powinna przesądzać o wyborze. Liczy się to, czy pozwala ona wykonać konkretny produkt zgodnie z wymaganiami jakościowymi i w opłacalny sposób.