Die CNC-Bearbeitung kann zur Herstellung einer breiten Palette von Produkten verwendet werden, einschließlich solcher aus Holz. Bei der CNC-Holzbearbeitung wird ein Holzblock in eine CNC-Maschine gelegt und ein Werkzeug (z. B. eine Oberfräse oder eine Drehmaschine) verwendet, um das Holz gemäß den Anweisungen des Computerprogramms zu schneiden und zu formen. Dieses Verfahren ermöglicht die präzise und effiziente Produktion komplexer Formen und Designs und kann zur Herstellung einer breiten Palette von Holzprodukten verwendet werden, von Möbeln und Schränken bis hin zu Musikinstrumenten und Kunsthandwerk.
Um den Schneidprozess für ultimative Effizienz zu optimieren, müssen viele entscheidende Faktoren berücksichtigt werden. Hier nennen wir die Holzarten und wichtige Faktoren bei der CNC-Bearbeitung.
Für die CNC-Bearbeitung verfügbare Holzarten
Hartholz
Hartholz ist eine Holzart, die von Laubbäumen stammt, die jährlich ihre Blätter verlieren. Harthölzer sind im Allgemeinen dichter, haltbarer und teurer als Weichhölzer, die von Nadelbäumen stammen. Einige Beispiele für Hartholzbäume sind Eiche, Ahorn und Kirsche. Harthölzer werden häufig in Möbeln, Fußböden und dekorativen Holzbearbeitungsprojekten verwendet. Sie werden auch zur Herstellung einer Vielzahl von Produkten wie Papier, Furnier und Zellstoff verwendet.
Um Hartholz mit einer CNC-Maschine zu schneiden, wird ein Computerprogramm verwendet, um das gewünschte Design einzugeben, und die CNC-Maschine verwendet eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen, wie beispielsweise Oberfräsen oder Schaftfräser, um das Hartholz in die gewünschte Form zu schneiden. Das Hartholz ist typischerweise am Bett der CNC-Maschine befestigt und das Schneidwerkzeug ist auf einem beweglichen Arm montiert. Der Arm bewegt das Schneidwerkzeug gemäß den Anweisungen des Computerprogramms über die Oberfläche des Hartholzes und erzeugt so präzise Schnitte mit hoher Genauigkeit.
Weichholz
Weichholz ist eine Holzart, die von Nadelbäumen stammt, also Bäumen, die Zapfen tragen und nadel- oder schuppenartige Blätter haben. Nadelhölzer sind im Allgemeinen weniger dicht, weniger haltbar und billiger als Harthölzer, die von Laubbäumen stammen. Einige Beispiele für Weichholzbäume sind Kiefer, Fichte und Tanne. Nadelhölzer werden häufig im Bauwesen verwendet, da sie stark und leicht zu bearbeiten sind. Weichholz wird zur Herstellung von Möbeln verwendet oder wird hauptsächlich für Papierprodukte, Türen und Fensterscheiben verwendet.
Die folgende Tabelle fasst die Janka-Härte von zwanzig gängigen Holzarten zusammen.
Janka-Härte von 20 Holzarten
| Name | Janka Kaiserliche Härte |
|---|---|
| Balsa | 90 |
| Rosskastanie, Gelb | 350 |
| Weide, schwarz | 360 |
| Kiefer, Zucker | 380 |
| Pappel, östlich | 430 |
| Kastanie, amerikanisch | 540 |
| Kiefer, Rot | 560 |
| Douglasie, Innenraum Nord | 600 |
| Birke, Grau | 760 |
| Asche, Schwarz | 850 |
| Zeder, Ostrot | 900 |
| Kirsche, amerikanisches Schwarz | 950 |
| Nussbaum, Schwarz | 1010 |
| Buche, amerikanisch | 1300 |
| Eiche, weiß | 1360 |
| Ahornzucker | 1450 |
| Apfel | 1730 |
| Kirsche, Brailianisch | 2350 |
| Olive | 2700 |
| Palisander, indisch | 3170 |
Die spezifischen Schneidwerkzeuge und -techniken, die zum Schneiden von Weichholz mit einer CNC-Maschine verwendet werden, können je nach Art und Dicke des Weichholzes sowie der gewünschten Oberfläche variieren. Im Allgemeinen erfordern weichere Hölzer möglicherweise die Verwendung schärferer Schneidwerkzeuge und langsamerer Schnittgeschwindigkeiten, um ein Reißen oder Splittern des Holzes zu verhindern.
Holzwerkstoffe
Holzwerkstoff, auch bekannt als Verbundholz, künstliches Holz oder hergestellte Platte, ist eine Art Holzprodukt, das aus Holzfasern, -partikeln oder -strängen hergestellt wird, die mit einem Harz oder einem anderen Bindemittel zusammengebunden werden. Es gibt verschiedene Arten von Holzwerkstoffen, darunter Sperrholz, Spanplatten und Faserplatten.
- Sperrholz besteht aus dünnen Holzfurnierschichten, die miteinander verleimt sind, wobei die Maserung jeder Schicht rechtwinklig zur nächsten verläuft. Dies verleiht Sperrholz seine Stärke und macht es weniger anfällig für Verziehen und Spalten als Massivholz.
- Spanplatte wird aus Holzspänen, Spänen und Sägemehl hergestellt, die mit einem Harzbindemittel vermischt und zu Platten gepresst werden. Es ist eine kostengünstige Alternative zu Sperrholz, aber es ist nicht so stark oder haltbar.
- Faserplatte wird aus Holzfasern hergestellt, die mit einem Harzbindemittel vermischt und zu Platten geformt werden. Es ist in verschiedenen Dichten erhältlich und wird für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet, darunter Fußböden, Schränke und Möbel.
Holzwerkstoffprodukte sind im Allgemeinen billiger als Massivholz und werden oft als Ersatz für Massivholz im Bauwesen und anderen Anwendungen verwendet. Sie können auch stabiler und einfacher zu bearbeiten sein als Massivholz, da sie weniger anfällig für Verziehen, Spalten und Schrumpfen sind.
Die CNC-Maschine kann so programmiert werden, dass sie eine Vielzahl von Schnitten ausführt, darunter gerade Linien, Kurven und komplexe Formen. Es kann auch so programmiert werden, dass es mehrere Kopien desselben Designs erstellt. Die Präzision der Schnitte und die Fähigkeit zur Massenproduktion von Teilen machen CNC-Maschinen zu einer effizienten und kostengünstigen Methode zur Herstellung von Holzwerkstoffprodukten.
Was ist bei der CNC-Holzbearbeitung zu beachten?
Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften verschiedener Holzarten sind bei der Verwendung von Holz für die CNC-Bearbeitung mehrere Faktoren zu berücksichtigen:
- Dichte
Härtere und dichtere Hölzer sind schwieriger zu bearbeiten, da sie mehr Schneidkraft erfordern und mehr Verschleiß an den Schneidwerkzeugen verursachen. Weichere und weniger dichte Hölzer sind einfacher zu bearbeiten, aber sie sind möglicherweise nicht so stark oder haltbar. - Stärke
Die Festigkeit von Holz variiert je nach Holzart, Faserrichtung und Feuchtigkeitsgehalt. Es ist wichtig, die Festigkeit des Holzes zu berücksichtigen, wenn Teile konstruiert werden, die Belastungen oder Spannungen ausgesetzt sind. - Stabilität
Holz ist ein hygroskopisches Material, das heißt, es nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf und gibt sie wieder ab. Dies kann dazu führen, dass sich Holz ausdehnt und zusammenzieht, was zu Dimensionsänderungen führt. Es ist wichtig, den Feuchtigkeitsgehalt des Holzes und die relative Feuchtigkeit der Bearbeitungsumgebung zu berücksichtigen, um die Dimensionsstabilität sicherzustellen. - Bearbeitbarkeit
Einige Hölzer sind aufgrund ihrer physikalischen und mechanischen Eigenschaften leichter zu bearbeiten als andere. Zum Beispiel sind Weichhölzer im Allgemeinen einfacher zu bearbeiten als Harthölzer, aber sie sind möglicherweise nicht so stark oder haltbar. - Fertig
Die Oberflächenbeschaffenheit des Holzes kann verbessert werden, indem man scharfe Schneidwerkzeuge verwendet und nach der Bearbeitung ein Finish aufträgt. Schleifen und Auftragen eines Finishs können ebenfalls helfen, das Holz zu versiegeln und vor Feuchtigkeit zu schützen. - Werkzeuge
Bei der Holzbearbeitung ist die Wahl der Schneidwerkzeuge wichtig. Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl (HSS) und Hartmetall werden am häufigsten für die Holzbearbeitung verwendet. HSS-Werkzeuge sind kostengünstiger und können für weichere Hölzer verwendet werden, sie sind jedoch nicht so langlebig wie Hartmetallwerkzeuge, die teurer sind, aber für eine breitere Palette von Hölzern verwendet werden können. - Feuchtigkeitsgehalt (MC)
Der Feuchtigkeitsgehalt (MC) ist einer der wichtigsten Faktoren, die bei der Verarbeitung von Holz zu berücksichtigen sind. Ein häufiges Problem beim Bau von Holz ist die Neigung zum Verziehen. Feuchtigkeitsänderungen in der Luft beeinflussen sicherlich den Feuchtigkeitsgehalt im Holz. Jede Änderung des Feuchtigkeitsgehalts (ob er zunimmt oder abnimmt) wirkt sich auf die Struktur des Werkstücks aus. Aus diesem Grund wird von Ihnen erwartet, dass Sie berücksichtigen, welcher Art von Feuchtigkeit das Produkt dort ausgesetzt wird, wo es letztendlich platziert wird. - Knoten
Ein Knoten ist ein Ast oder Teil eines Astes, der in den Stamm eingearbeitet wurde. Durch die Unterbrechung der Kontinuität und die damit verbundene Richtungsänderung der Holzfasern werden die mechanischen Eigenschaften von Holz durch Äste beeinflusst. Diese Eigenschaften sind in diesem Teil des Holzes geringer, da die Fasern um die Verbindungen herum verdreht sind, was Spannungskonzentrationen verursacht. Während des Trocknungsprozesses entstehen häufig „Risse“ (Schrumpfrisse) um die Äste herum. Festigkeit und Härte senkrecht zur Faser sind Ausnahmen von allgemein schlechteren mechanischen Eigenschaften. Aufgrund der beiden letztgenannten Ausnahmen wird zur Vermeidung von Stoßbelastungen empfohlen, die Holzbearbeitungsparameter zu reduzieren, wenn es um verknotete Teile des Werkstücks geht. - Körnung
Holz mit großen Zellulosefasern wird als grobkörnig (Eiche und Esche) und Holz mit kleineren und weniger Fasern als feinkörnig (Kiefer und Ahorn) bezeichnet. Nadelhölzer sind oft feinkörnig und daher leichter zu verarbeiten geformt, da sie nicht so viele starke Fasern zum Schneiden enthalten. Es ist erwähnenswert, dass nicht alle Weichholzbäume feinfaserig und nicht alle Hartholzbäume grobfaserig sind.
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