29 października 202020 lutego 2023

Techniczne aspekty projektowania i produkcji mebli ze sklejki w procesie frezowania CNC

Spis treści:

Projektowanie mebla to także projektowanie procesu produkcji
Optymalizacja produkcji w procesie technologicznym obróbki frezowania sklejki
Prototypowanie w procesie produkcji mebli
Szlifowanie i lakierowanie mebli ze sklejki po zakończeniu frezowania CNC

Projektowanie mebla to także projektowanie procesu produkcji

W procesie technologicznym, przy produkcji w oparciu o frezowanie sklejki to właśnie centrum obróbcze CNC jest kluczowym narzędziem, którego możliwości, ale także ograniczenia, należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu mebli. O ile wszystkie kąty zewnętrzne mogą być dowolne: obłe, ostre, proste czy rozwarte, o tyle wewnętrzne kąty frezowania zawsze będą miały w samym “narożniku” łuk. Narożnik o kącie prostym nie będzie możliwy do uzyskania. Będzie zaokrąglony i będzie posiadał dokładnie taki promień jak frez, którego użyjemy do obróbki.

Najczęściej frezy używane do rozkroju sklejki posiadają 8, 10 czy 12 mm średnicy, czyli promienie wewnętrzne przy rozkroju będą posiadały odpowiednio: 4, 5, oraz 6 mm. Należy o tym pamiętać, szczególnie gdy chcielibyśmy, aby w otwór wycięty w ten sposób dało się osadzić poprzecznie inny element, który miałby przylegać do krawędzi. Chcąc osiągnąć mniejszy łuk wewnętrzny podczas frezowania można taki łuk wykonać innym, mniejszym frezem. O ile przy małej ilości elementów, które wycinamy, nie będzie to stanowiło problemu, to przy dużej produkcji poświęcimy na proces ponownego obrobienia narożników więcej czasu. Użycie dwóch frezów zamiast jednego, będzie wydłużało czas obróbki proporcjonalnie do ilości wewnętrznych łuków, które będziemy chcieli zmniejszyć podczas tego zabiegu.

Istnieje jednak rozwiązanie, które możemy zastosować, bez potrzeby wykorzystywania więcej niż jednego freza rozkrojowego. Rozwiązanie jest bardzo proste i często stosowane w procesach frezowania CNC, zwłaszcza przez projektantów mebli ze sklejki. Polega ono na wykonaniu zaokrągleń wewnętrznych w taki sposób, aby możliwe było umieszczenie w wyfrezowanych niszach i otworach innego elementu. Zdarza się, że łączniki do produkcji mebli są w projekcie wymagane, w takim przypadku mamy także wybór kilku rodzajów produktów, których przeznaczenie jest bardzo podobne natomiast może występować znaczna różnica pod względem samej produkcji mebli.

Najbardziej popularnym złączem są standardowe mimośrody lub kołki. Stosując je należy liczyć się z koniecznością, wykonywania zarówno nawiertów w powierzchni płyty, jak i od jej czoła. Przy większej ilości elementów ten proces może wydłużyć, a co za tym idzie zwiększyć koszt produkcji.podrożyć produkcję.

Na rynku dostępne są także bardziej nowoczesne złącza, takie jak rafix czy jednoelementowa złączka – Cabinego. Łączniki te są tak zaprojektowane, że wystarczy wykonać jedynie nawierty na powierzchni płyt, które chcemy następnie połączyć ze sobą w meblu. Nawierty te wykonuje się w trakcie obróbki frezowania CNC z jednego zamocowania płyty i nie ma potrzeby wykonywać żadnych dodatkowych nawiertów w kolejnych procesach technologicznych. Takie złączki, choć są droższe od standardowych, mogą zaoszczędzić mnóstwo czasu podczas produkcji oraz sprawić, że cały proces będzie o wiele krótszy a sam montaż mebla łatwiejszy. Będzie angażował mniej zasobów i dzięki temu okaże się zdecydowanie bardziej ekonomiczny.

Optymalizacja produkcji w procesie technologicznym obróbki frezowania sklejki

Meble ze sklejki zyskały szeroką popularność, między innymi, dzięki coraz bardziej powszechnej technologii wytwarzania za pomocą obróbki frezowania CNC. Dzięki niej meble ze sklejki projektuje się szybko, uzyskując pełną powtarzalność raz zaprojektowanego mebla.

Kolejną, ważną zaletą frezowania CNC jest ograniczenie ilości stanowisk produkcji, maszyn oraz ludzi niezbędnych w procesie technologicznym. Uzyskanie gotowej formy mebla, w większości przypadków, udaje się na jednym centrum obróbczym CNC. Na koniec pozostaje już tylko szlifowanie oraz wykończenie powierzchni w procesie lakierowania lub olejowania.

Dysponując zaprojektowanym meblem oraz decydując się na konkretny format sklejki powinniśmy zaplanować najbardziej optymalny system rozkroju CNC. Pomocne w tym zakresie jest oprogramowanie do optymalizacji rozkroju, w którym automatycznie uzyskujemy najkorzystniejszy układ elementów na jednym lub na wielu formatach sklejki. Optymalne rozłożenie elementów na płycie może przynieść duże oszczędności w zużyciu materiału, a także w minimalizowaniu odpadu poprodukcyjnego. Tym prostym zabiegiem oszczędzamy w dwóch obszarach produkcji, zwłaszcza jeśli frezowanie CNC obejmuje większą ilość płyt.

Na tym etapie, razem z projektantem CAM – czyli osobą, która pomoże nam przygotować nasz projekt do frezowania CNC, powinniśmy się zastanowić, czy elementów mebli przeznaczonych do frezowania nie można zmodyfikować na potrzeby procesu obróbki CNC. Najlepiej zrobić to poprzez analizę wszystkich procesów obróbki oraz ilości i rodzajów operacji frezowania. Podczas takiej analizy może okazać się, że wystarczy nieznacznie zmodyfikować projekt, aby bardzo zredukować ilość użytych narzędzi podczas procesu. Przekłada się to na ograniczenie czasu produkcji. Jeżeli potrzebujesz wsparcia w procesie projektowania napisz lub zadzwoń do nas!

Projektant CAM czy operator CNC w Desgen na pewno pomogą przy optymalizacji produkcji. Jeśli projekt dopuszcza wprowadzenie sugerowanych zmian na etapie przygotowania do obróbki i nie ucierpi na tym estetyka oraz funkcjonalność mebla, to należy takie zalecenia wprowadzić, szczególnie kiedy mamy w planach produkcję wielkoseryjną.

Prototypowanie w procesie produkcji mebli

Wiedza na temat zasad projektowania mebli oraz trzymanie się norm podczas projektowania w znacznym stopniu pomagają w procesie powstawania mebli ze sklejki w procesie frezowania CNC. Jednak to proces prototypowania pokaże nam najczęściej słabsze strony projektu i pomoże nam dany mebel usprawnić. Nawet doświadczeni projektanci wykonują prototypy swoich mebli i rzadko zdarza się, żeby ten pierwszy wszedł do produkcji bez żadnych zmian. Pomimo wyuczonej obserwacji i doświadczenia nie wszystko uda się zauważyć na szkicu czy ekranie komputera. Szczególnie trudno jest ocenić ergonomię projektu w przypadku fotela, krzesła, czy sofy i bez modelu w skali 1:1 bywa to często nie możliwe. Posiadając model w skali 1:1 z materiału, z którego będzie wykonany produkt docelowy, możemy przetestować proporcje, estetykę, wytrzymałość, a także ergonomię. Przeprowadzając takie testy należy zachować szczególną ostrożność, ponieważ projektowany mebel może nie być dostatecznie wytrzymały. Może się złamać, ugiąć, złożyć lub jego elementy mogą się rozłączyć. Należy mieć to na uwadze, szczególnie testując meble do siedzenia, takie jak: krzesła, fotele, czy sofy.

Wykonywanie prototypów mebli ze sklejki jest stosunkowo łatwe. Wykorzystujemy jeden materiał więc nie potrzebujemy kompletować wielu różnych materiałów i testując ich zestawienia. Sklejka jest tanim materiałem i wykonanie z niej prototypu będzie tańsze niż z większości innych materiałów. Wprowadzone zmiany – jeśli takie nastąpią – można łatwo wdrożyć do projektu i ponownie wykonać prototyp, nawet tego samego dnia. Prototypowanie zostaje zakończone w momencie kiedy mebel spełnia nasze oczekiwania i można go wdrożyć do produkcji. Czasami zdarzyć się może sytuacja, że dany mebel nie przejdzie procesu prototypowania i prace nad nim zostaną zakończone na tym etapie.

Jeżeli zastanawiasz się nad przetestowaniem swojego projektu – napisz do nas!

Szlifowanie i lakierowanie mebli ze sklejki po zakończeniu frezowania CNC

Po zakończeniu frezowania sklejki, wycięte komponenty posiadają ostre i niewykończone krawędzie, które należy przeszlifować. Krawędzie można także zaokrąglić lub fazować w zależności od wymagań projektu, jeśli wcześniej nie zostały wykonane w procesie obróbki CNC. Do tego celu można użyć stacjonarnych frezarek górnowrzecionowych lub ręcznych frezarek dolnowrzecionowych wyposażonych we frez o odpowiedniej geometrii. Nieobrobiona, surowa powierzchnia sklejki powinna zostać również wygładzona w procesie szlifowania. Tak przygotowany element można zabezpieczyć lakierem bezbarwnym, olejem lub pomalować na dowolny kolor. Oleje i lakiery można nakładać ręcznie np wałkiem. Stosuje się tą metodę przy prototypowaniu lub mniejszej produkcji. Przy produkcji wielkoseryjnej używa się raczej techniki natryskowej. Proces malowania i suszenia wymaga specjalnie przygotowanych do tego warunków. Począwszy od komór lakierniczych, a kończąc na pomieszczeniach przeznaczonych do suszenia, które będą wolne od zapylenia.