Художественная обработка металла
Художественная обработка металла — древнее мастерство, которое не теряет своей популярности. Более того, из-за широкой автоматизации производства такой способ получил новую жизнь, стал более ценным и редким. Выбирают его, как правило, те, кто ценит ручной труд и уникальность изделий, их привлекательный вид и оригинальность. В этой статье подробнее разберемся с тем, что такое художественная обработка металла, какие ее виды существуют, какое оборудование используется и др.
Какие металлы используются
- Медь. Этот материал имеет легкий красноватый оттенок, легко обрабатывается и не боится коррозии. Его основные характеристики — повышенная электро-, теплопроводность, пластичность. Благодаря им он широко используется при производстве сувениров, в том числе методом художественной обработки.
- Сталь с высоким содержанием углерода. Такой материал твердый и внутренне упругий. Он легко режется. При нагревании его можно деформировать так, как надо мастеру.
- Цинк. Светлый металл с небольшой синевой. Художники используют его для литья небольших скульптур, а также для получения рисунков.
- Бронза, латунь. В основе этих сплавов находится медь. Их используют для чеканки и инкрустирования изделий.
- Свинец. В промышленной среде его используют в качестве компонента легкоплавких сплавов, которые подходят для декора.
Выбор сырья зависит от того, какую работу планируется выполнять и какой результат следует получить. Проконсультироваться по этому вопросу можно у мастеров. Специалисты расскажут основные принципы работы с тем или иным материалом, подберут вариант, подходящий для вашего случая.
Характеристики металлов
Работа мастера требует определенных знаний относительно металлов, с которыми он работает. Качества, присущие сырью:
- Упругость. При отсутствии влияния металлы восстанавливают форму и объем. В наибольшей степени это касается некоторых видов стали.
- Хрупкость. Если говорить простым языком, речь идет о способности сырья к саморазрушению. Это происходит при внешнем механическом воздействии. Например, перекаленный чугун, бронза, сталь легко рассыпаются на отдельные части.
- Плавкость. При повышении температуры сырье способно менять свое состояние с твердого до жидкого. Эта особенность используется в создании многих изделий из металла.
Эти знания помогают работать еще более качественно, выпускать произведения искусства. Оперировать ими должен каждый мастер, который работает с сырьем.
Виды обработки
Описываемый вид работы представляет собой набор технологических операций, которые меняют физическое состояние материалов. Этот способ имеет серьезные отличия от промышленного производства. Выполненные с его помощью изделия обладают большей индивидуальностью.
Основные способы художественной обработки:
Чеканка
Этот способ подразумевает создание рельефного изображения, без изменения толщины металла. Во время работы мастер нажимает на подготовленную поверхность специальными инструментами, с концами разной формы и разных размеров. Как правило, эти инструменты представляют собой металлические стержни с разными боями (выступами). Многочисленные, точно выверенные удары образуют рисунок, который смотрится красиво и цельно.
Металлопластика
Этот способ художественной обработки похож на чеканку, однако имеет несколько отличий. Для него используются менее толстые металлические листы, как правило, фольга не более 0,5 мм толщины. Для чеканки выбирают фольгу 0,5-1,5 мм.
Металлопластика предполагает использование других основных инструментов, нежели чеканка. В целом эта технология больше похожа на лепку, за счет плавных, аккуратных линий. Что же касается чеканки, то в ней предусмотрены более ощутимые деформации. Из-за этого в работе могут возникать дефекты: шероховатость, наличие перекосов и др. Однако это как раз и есть то, что выделяет ручной труд от серийного производства, делает изделия уникальными.
Металлопластика берет свое начало в средние века. Изделия, сделанные этим способом, стали модны в начале XX века. В свет выходили иконостасы, рамы и другие предметы. Сейчас этот способ вновь востребован. Его выбирают ценители красивых, уникальных вещей.
Гравировка
Гравировка — еще один способ художественной обработки металлических предметов. Мастер наносит рисунок на заготовку, работает резцом. По виду гравировка бывает плоскостной, а также обронной. Первая представляет собой двухмерный вариант, с обработкой поверхности. Обронный способ подходит для создания рельефа в трехмерной проекции.
Более частой считается гравировка плоскостного типа. С ее помощью получают аккуратные надписи, контурные рисунки, узоры и др. Иногда линии прорезаются особенно глубоко, а затем их заполняют специальным веществом. Благодаря этому получаются необычные изображения, выделяющиеся на фоне изделия.
Ковка
Популярный способ художественной обработки. В ходе него используется предварительно полученная заготовка, которая искусственно деформируется с помощью кузнечных молотов. По виду ковка делится на горячую, холодную. Надо сказать, что первая является более популярной, поскольку подходит для обработки малоуглеродистой стали.
Холодная ковка хорошо подходит для драгоценного сырья. Золото, медь, серебро охотно меняют свою форму, увеличивают плотность. Сам этот процесс получил название нагартовки. За ним следует отжиг, который сопровождается рекристаллизацией.
Травление
Травление считают подвидом гравировки. В ходе него изделие из металла покрывают воском или смолой, далее процарапывают изображение, надпись или задуманный декор. После этого изделие помещают в щелочной или кислотный раствор. Под влиянием этих составов рисунки проявляются, а сама поверхность становится более тусклой.
Если заглянуть в историю, то там отмечают, что травление часто использовали при изготовлении кубков. Способ стал популярным в XVI веке. Его активно применяли благодаря оригинальности. Он хорошо подходил для искусственного состаривания изделия, наделения его духом старины.
Оставьте свои контактные данные
Мы свяжемся с Вами в ближайшее время и ответим на любые интересующие Вас вопросы
Соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности
Как обрабатывать алюминий: Все, что вам нужно знать! [часть 1 из 2]
Алюминий является основным элементом в любом механическом цехе. Это один из самых часто обрабатываемых металлов, его можно обрабатывать быстро и эффективно. Поскольку алюминий режут все, его обработка — это действительно конкурентное пространство. Особенно это касается производственной обработки. В этой статье я расскажу обо всем, что вам нужно знать, чтобы начать работать, чтобы вы могли получить хорошие заказы и справляться с ними как профессионал.
Примечание: данная статья является переводом.
Почему обработка алюминия может быть сложной?
Для начала давайте разберемся, с чем вы сталкиваетесь. Если вы делаете кронштейн для фермера, то не имеет значения, насколько эффективно вы снимаете материал. Но если вы делаете 10 000 кронштейнов в неделю для продажи в другие предприятия, вам нужно делать работу как следует. Почему обработка алюминия может быть сложной?
Основная проблема эффективной обработки алюминия заключается в том, чтобы просто добиться максимальной скорости съема материала без разрушения инструмента. Алюминий может расплавиться и прилипнуть к инструменту при сильном нагреве. Поэтому, даже если он режется как масло, это ненадолго, если алюминий прилипнет к инструменту, то в итоге вместо обработки вы будете заниматься сваркой трением.
Помимо того, что трение должно быть минимальным, дребезжание может быть просто чудовищным, когда вы задеваете станок. Это особенно проблематично, когда вы пытаетесь обработать чистые выемки. Ладно, хватит ныть. Давайте перейдем к тому, как вы можете с этим справится
Различные виды алюминия:
Не все марки алюминия обладают одинаковой обрабатываемостью. Одни режутся как в сказке, другие настолько вязкие, что засорившиеся сломанные инструменты становится кошмаром. Главное здесь — понять, с чем вы работаете.
Вот список некоторых распространенных типов алюминия и некоторые замечания по обработке:
| 2011 | Самый масляный из масляных. Это самый хорошо поддающийся обработке материал из всех марок алюминия. Коррозионная стойкость ужасная, поэтому его обычно нужно анодировать, но, если серьезно, вы не найдете более легкого материала для работы. |
| 2024 | У данного материала отличное соотношение прочности к весу, поэтому его можно использовать в тех случаях, когда он находится под напряжением. Он отлично справляется, но есть одна вещь, за которой вам нужно следить: он может скалываться в конце тяжелых пропилов с выходом инструмента из строя. Примером возможной проблемной области является выполнение прорези полного диаметра. Возможно, вам придется настроить траектории перемещения инструментов, чтобы смягчить выпуски, дабы предотвратить это. Стружка обычно получается хорошей, не слишком жилистой (но все относительно). Еще одна вещь, за которой нужно следить, — это коррозия. Коррозия у аллюминия 2024 на самом деле очень плохая штука, поэтому будьте осторожны, оставляя его в тонкой охлаждающей жидкости или в тумблерах для деталей. Нет смысла в отличной отделке, если она вся проржавела. В целом, однако, это отличный материал для работы. Лучше всего разрезать его в состоянии T351 или отожженным. |
| 5052 | Это очень мягкий материал, который обычно используется для формования. Обычно он поставляется в виде листов. Вы также можете найти его в судовом производстве, поскольку он обладает отличной коррозионной стойкостью. Он не ужасен, но нужно следить за липкостью при обработке материла. Убедитесь, что ваши инструменты бритвенно остры для работы с этим материалом, и что у вас есть отличная смазка, иначе поверхность будет повреждена, и вы рискуете испортить инструмент. Поддерживайте инструменты острыми, и у вас не будет проблем с получением яркого зеркального покрытия. |
| 6061 | Это отличный материал для резки. Пожалуй, самый распространенный материал, который можно встретить в механической мастерской. Все же следует быть осторожным с выходом из материала при очень сильных резах; существует небольшой риск сколов. Чем тверже этот материал, тем легче его обрабатывать. Т4 идеально подходит для обработки, но Т6 занимает близкое второе место. По сравнению с алюминием 2011 индекс обрабатываемости этих марок составляет 90% и 80% соответственно. |
| 6063 | По своим функциям он очень похож на 6061, но его чаще можно увидеть в виде штамповок . Однако данная марка алюминия не такая жесткая. Поэтому 6063 немного сложнее обрабатывать; он более мягкий и липкий. Когда вы режете алюминиевые штамповки, используйте действительно острые инструменты, хорошую смазку и следите за зазором для стружки. |
| 7075 | Он чрезвычайно популярен в конструкционных компонентах, таких как лонжероны крыльев самолетов и велосипедные рамы. Это очень жесткий алюминий. Он довольно хорошо обрабатывается; не так хорошо, как 6061, но и не так плохо, как 5052. Однако получить яркое покрытие из этого материала непросто; скорее всего, вы получите что-то более похожее на гладкий, но тусклый серый цвет. |
Главное помнить, что все марки алюминия хорошо поддаются обработке. Единственное, когда вы заметите разницу между этими сортами, — это когда вы сильно нагрузите свой станок. Если вы производите небольшие объемы продукции, вряд ли вы что-то заметите.
Стоит отметить, что существует заметная разница между литым и кованым алюминием. Литой всегда более жесткий, поэтому держите инструменты острыми и работайте с осторожностью.
Основные проблемы, с которыми вы столкнетесь, связаны с трением и нагревом. В следующем разделе мы рассмотрим, как справиться с этими проблемами, чтобы вы могли точно настроить свой процесс.
Популярные станки для обработки металла:
Листовая станина. Рабочая зона 1500х3000 мм. Источник 1500 Вт IPG. Резка углеродистой стали до 14 мм, нержавеющей стали до 6 мм.
Узнайте цену
Усилие 30 тонн. Длина гиба 1600 мм. Расстояние между колоннами 1100 мм. Глубина зева 180 мм. Мощность двигателя 3 кВт.
Узнайте цену
Ø обработки, 360 мм. Расстояние между центрами, 750 мм. Мощность двигателя, 5,5 кВт. Система ЧПУ, Siemens Тип направляющих, скольжения. Вес, 1650 кг.
Узнайте цену
Режущие инструменты для алюминия:
Ни в коем случае не используйте для резки алюминия универсальный резак. Технически он будет работать, но алюминий совершенно отличается от стали.
Вот несколько аспектов выбора инструмента, которые помогут вам получить максимальную отдачу от вашего станка.
Материал режущего инструмента:
Режущий инструмент из карбида. Даже в непроизводственных областях применение твердого сплава превосходит быстрорежущую сталь как по стоимости инструмента в течение срока службы, так и по качеству обработки поверхности. Тем не менее, о твердом сплаве необходимо знать несколько полезных вещей, которые помогут вам подобрать идеальный инструмент для конкретной работы. По сути, нам просто нужно понять, что мы хотим получить от инструмента. Алюминий режется мягко, то есть инструмент не испытывает сильных ударных нагрузок при резке. Критически важным является сохранение остроты кромки. По этой причине для характеристики материала мы предпочтем твердость, а не вязкость. Есть две основные вещи, которые влияют на это свойство: размер зерна карбида и соотношение связующих веществ.
Изображение фрезеровки алюминия для визуального облегчения
Что касается размера зерна, то при более крупном зерне получается более твердый материал, в то время как при более мелком зерне — более ударопрочный, прочный материал. Для алюминия мы хотим сохранить остроту кромки, поэтому нам нужен мелкий размер зерна для максимального сохранения кромки.
Другой фактор — соотношение связки. Для твердосплавных режущих инструментов связующим веществом является кобальт. Содержание кобальта может составлять от 2% до 20%. Поскольку кобальт мягче, чем зерна твердого сплава, то при увеличении количества кобальта растет жесткость инструмента, а при его уменьшении растет твердость инструмента. Если по простому — твердость это способность материала противостоять проникновению в него более твердого тела, а прочность это способность материала противостоять приложенным нагрузкам и при этом не разрушаться.
Поэтому мы ищем твердосплавную фрезу с крупными зернами и низким содержанием кобальта.
Концевые фрезы с 3 канавками:
Концевые фрезы с 3 канавками — это оптимальный вариант для твердосплавных концевых фрез в 98% случаев. Зазор для стружки — это главное в работе с алюминием, а 3 канавки обеспечивают идеальный баланс прочности инструмента и зазора для стружки.
2 канавки могут быть приемлемым вариантом, когда силы резания ниже и зазор для стружки является более важным фактором. Это также может быть способом снижения силы резания для легких, некачественных резов. Это имеет смысл, если у вас очень длинный инструмент, склонный к вибрации. Фрезы с 2-мя канавками режут легко, поэтому это может помочь справиться с вибрациями.
Однако, в конечном итоге, 3 канавками — это промышленный стандарт. Для более крупных инструментов, таких как колпачковые фрезы, оптимальное количество канавок зависит от диаметра. Главное здесь — иметь большой зазор для стружки, чтобы ничего не забивалось. Никому не нужен заклиненный инструмент при 700 IPM.
Угол наклона спирали:
Вот баланс, который мы пытаемся найти: меньший угол спирали уменьшает нагрев, так как резание происходит в течение меньшего времени. Более высокий угол спирали обеспечивает более гладкую резку, дает отличную обработку поверхности, но при этом выделяется больше тепла.
Если ваш инструмент нагреется, алюминий приварится к нему, и игра окончена. Это происходит менее чем за секунду; все, что вы слышите, это резкий рост нагрузки на шпиндель и треск!
Поэтому вот надежное правило, которое работает для меня уже много лет:
Для черновой обработки отлично подходит меньший угол спирали — около 35 градусов. Это сохраняет инструмент холодным, и никто не заботится о чистоте поверхности при черновой обработке.
Для чистовой обработки понадобится больший угол спирали, угод в 45 градусов — это просто рок-звезда. Конечно, он выделяет больше тепла, но для легких чистовых резов на высоких скоростях подачи, кого это волнует? Гладкий рез оставляет красивую и точную поверхность.
Для того, чтобы и черновая, и чистовая обработка выполнялись достаточно хорошо, выбирайте угол спирали 40 градусов.
Черновая обработка: угол спирали 35 градусов.
Финишная обработка: угол спирали 45 градусов.
Многоцелевая: угол спирали 40 градусов.
Полезные функции:
Помимо этих основных принципов, есть еще несколько вещей, которые могут дать вам дополнительное преимущество.
Один лайфхак, с которой я добился большого успеха, — это полированные инструменты. Когда режущие канавки отполированы, алюминий скользит по ним плавно. Поскольку трение минимально, срок службы инструмента увеличивается, и вы можете работать быстрее.
Это действительно имеет смысл, если вы занимаетесь фрезерованием алюминия с высокой производительностью.
Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, — это покрытие инструмента. В целом, лучше всего использовать инструменты без покрытия. Специальные покрытия не дадут большой производительности, а более «стандартные» покрытия принесут больше вреда, чем пользы.
Вот краткий список некоторых хороших и плохих покрытий для резки алюминия:
| AlTiN | Ужасная идея №1. Это покрытие подойдет для стали, а не для алюминия. Поверхность инструмента с таким покрытием не особенно гладкая, а тут еще и алюминий! Это означает, что материал, который вы режете, будет иметь тенденцию привариваться к покрытию, что даст вам ужасное качество поверхности и, вероятно, приведет к поломке инструмента. |
| TiN | Ужасная идея №2. Не так плохо, как AlTiN, но и не намного лучше. |
| ZrN | Хорошая идея №1. У этого материала очень низкий коэффициент трения, поэтому он может помочь в обтекании стружки и сохранении режущего инструмента и материала холодными. |
| TiB2 | Хорошая идея №2. Многие парни предпочитают его вместо ZrN. Он имеет низкую схожесть с алюминием, что означает, что при обработке алюминий сразу соскальзывает. |
Хорошо, если быть до конца честным с вами, я не нашел покрытий, которые бы сильно отличались от алюминия. По крайней мере, не так, как со сталью. Я предпочитаю просто полированную голую концевую фрезу. Я буду больше экспериментировать с фрезами с нанесенными покрытиями, когда продавцы будут предлагать их мне бесплатно для экспериментов.
На этом на сегодня всё, в скором времени в нашем блоге выйдет вторая часть данной статьи.
Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!
Источник https://www.doorinhome.ru/blog/hudozhestvennaya-obrabotka-metalla/
Источник https://www.stankoff.ru/blog/post/381