Простой вакуумный станок своими руками. Вакуумный стол как опция фрезерного станка с чпу В комплект поставки входит

С деталями больших размеров необходим большой вакуумный стол. Такое оборудование очень дорогое в связи со сложностью транспортировки и не всегда подходит для определенных задач, но можно сконструировать стол самостоятельно, под индивидуальный размер и потребности.

Вакуумные столы для ЧПУ предназначены для станков фрезерной работы с крупными листами дерева или металла. Большинство станков с ЧПУ используют криволинейную обработку. Для работы на фрезерных станках нужна поверхность, которая надежно фиксирует обрабатываемые детали. Вакуумный стол прижимает изделия к поверхности, не давая им перемещаться, делая работу на фрезерном станке более точной, комфортной. Кроме того, полноценное оборудование обеспечивает нагрев до нужной температуры. Он более универсальный, чем магнитный стол, подходящий только для обработки металлических изделий.

Довольно часто фрезерные станки с ЧПУ идут в комплекте с вакуумным столом, однако при его отсутствии или недостаточно большом размере требуется другой прибор. В этом случае можно купить подержанное устройство сомнительного качества или изготовить его самостоятельно.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы изготовить вакуумный стол для фрезерного станка, необходимо найти все комплектующие. Для создания функционального оборудования понадобится:

• деревянный или металлический лист соответственного размера;
• металлопрофиль;
• вакуумный насос;
• нагревательный элемент;
• блок управления.

Из инструмента потребуется: дрель, отвертка, гаечные ключи, паяльник. Остальные инструменты используются опциально, при наличии.

Этапы изготовления

После приобретения всех необходимых материалов и инструментов, можно перейти к самостоятельной сборке стола.

Изготовление рабочей поверхности и короба

В начале изготовления вакуумного стола для ЧПУ своими руками нужно создать рабочую поверхность. Для этого берется заранее заготовленный лист материала. В нем аккуратно, в шахматном порядке при помощи дрели или шуруповерта высверливаются дырки. Позже с тыльной части поверхность будет примыкать к вакуумному насосу, служащему для надежного закрепления изделий. Для повышения надежности конструкции устанавливаются перегородки. Они не дают столу деформироваться в процессе эксплуатации.

Коробка

Наиболее значимой здесь является высота, так как стол конструируется под станок с числовым программным управлением. Из металлических и деревянных частей собирается устойчивая конструкция для закрепления рабочей поверхности. Поверхность над рабочей зоной будет исполнять роль держателя для нагревательного элемента. Желательно, чтобы короб был разборным: это облегчит, дальнейшую работу, наладку оборудования или транспортировку стола в дальнейшем.

Рабочий стол должен быть максимально устойчивым и надежным. Поэтому в конструкции желательно избегать недолговечных или подвижных соединений. Для облегчения перестановок инструмента можно использовать ножки регулируемой высоты. Это позволит работать на неровной поверхности, обеспечивая устойчивость.

Нагревательный элемент

Вакуумная формовка пластика также требует наличия специального стола. При работе на изделие действует вакуумное поле и нагревательный элемент, разогревающий пластик до необходимой температуры. Для этого над столом устанавливается нагревательная панель. В качестве нагревательного элемента лучше всего зарекомендовала себя нихромовая нить. Однако из-за дороговизны материала, а также сложности с поиском его в свободной продаже при самостоятельном изготовлении обычно используются галогеновые лампы.

Среди преимуществ использования следует отметить равномерный нагрев, а также качественное освещение рабочей области.

В качестве заготовки берется лист металла. В нем также высверливаются отверстия для ламп, после чего следует закрепление нагревательных элементов и монтаж электрической части. Все лампы требуется соединить параллельно. При более сложной конструкции электрическая часть выводится на контроллер или отдельные выключатели для нагрева определенных частей рабочей зоны. Соединение происходит при помощи пайки и медных проводов. Для сокращения проводки, более приятного вида, удобства работы и большей надежности проводки рекомендуется использовать печатную плату или несколько небольших плат. Конструкция световой панели также должна быть разборной для обслуживания.

Вакуумный насос

Самый важный элемент оборудования. Служит для создания вакуума и надежной фиксации детали. Лучше всего использовать специализированный генератор вакуума с манометром. При отсутствии специализированного вакуумного насоса подойдут несколько вакуумных вентиляторов. Возможна замена промышленными вакуумными пылесосами, однако на практике их эффективность ниже.

При подключении важно максимально снизить приток воздуха, то есть произвести изоляцию от входа до рабочей поверхности. Манометр нужен для измерения результатов: слишком сильный вакуум может повредить деталь, рабочую поверхность или оборудование. При более сложной конструкции столов регуляторы нагревательной части и манометр устанавливается в блок управления.

Блок управления

Электронная часть вакуумного стола нужна для эффективной регулировки нагрева рабочей зоны и создания более стабильной фиксации деталей. Вариантов реализации блока управления много, самую большую роль здесь играет фрезерный станок и числовое программное управление, установленное в рабочее оборудование. Наиболее оптимальный выбирается исходя из задач, бюджета, доступности конкретных элементов. Для оптимальной работы требуется микроконтроллер с дисплеем и по одному реле на каждый блок управления.

Для комфортной работы используются датчики температуры и давления. При минимальной комплектации требуется по одному датчику и 2 реле: одно для включения/выключения насоса, другое – для контроля нагревательной панели. Для разграничения рабочей области, использования зажима и нагрева только для части стола необходимо использовать большее количество реле и соответственно более производительный контроллер. Установка надежного блока управления сделает работу более комфортной, позволит не отвлекаться на показатели манометра.

Доброго дня мозгоремесленники ! Понадобился как-то нашей команде стол вакуумной формовки для создания разнообразных самоделок , но в продаже крупногабаритного стола не оказалось. Недолго думая мы сделали его сами своими руками !

Шаг 1: Коробка стола

Вакуумный стол это, по сути, полая коробка с множеством небольших отверстий, через которые откачивается воздух из рабочего пространства. Для создания этой коробки мы выбрали МДФ, но подойдет любой прочный листовой материал. Итак, из МДФ создаем короб стола и в лицевой панели сверлим маленькие отверстия, можно на станке, а можно как мы обычной мозгодрелью .

К коробу крепим ножки, и устанавливаем перегородки с большими отверстиями, около 7.5см. Эти перегородки будут держать плоскость стола, и не будут позволять ей прогибаться.

Шаг 2: Источник тепла

Изначально мы планировали использовать нихромовую проволоку в качестве нагревателя, но это достаточно дорого, да и труднодоступно. Поэтому мы остановились на галогеновых лампах GU10, которые дают мало света, но вот тепла дают достаточно.

В металлическом листе высверливаем отверстия под керамические патроны ламп и устанавливаем эти патроны. Далее для простоты монтажа цепи, чтобы уменьшить количество пайки, создаем из печатных плат токопроводящие дорожки, монтируем их, а уже дорожки спаиваем в цепь. Для этой панели с лампами из МДФ делаем короб со съемной мозгокрышкой для обслуживания, и соответственно помещаем световую панель в этот короб.

Шаг 3: Управление

Выбранный нами вариант источника тепла позволяет нагревать не только весь стол, но и если нужно, только некоторые его участки при формовании небольших поделок. Конечно подключение ламп при этом становиться более сложным.

Блок управления столом состоит из нескольких элементов:

• Передняя панель на которой установлены буквенно-цифровой ЖК-дисплей, светодиодная индикация каждого нагревательного ряда, ключ включения стола, кнопка аварийной остановки работы стола, и включатели режимов работы стола.
• Плата микроконтроллера ATmega644, который работает с прошивкой, написанной на С. К этой плате подключаются датчик температуры в столе, датчик давления, ЖК-дисплей, включатели режимов с передней панели, а также реле управления мощностью нагревателей (линиями лампочек).
• Плата контроллера переменного тока, которая синхронизирует сигнал от микроконтроллера, симистор и линию переменного тока.
• Плата с реле, которая состоит из 6-ти электромеханических реле, управляемых микроконтроллером. Одна из реле включает вентилятор, а остальные линии нагревателей.
• Плата реле нейтрали, которая состоит из 7 реле, управляемых микроконтроллером и подключающие линии нагревателей к нейтральному проводу, а также датчик температуры в пространстве стола.
• Симистор, состящий из двух оптоизолированных тиристорных твердотельных реле, рассчитанный на 20А, 240В, который регулирует вентилятор и нагрев пространства стола.

Шаг 4: Установка опор

На наш короб стола поделки , а он, кстати, размером 600х900мм, монтируем опоры для панели нагревателей и устанавливаем саму панель с лампами. Так же делаем рамку для пластика и вставляем ее в опоры на подшипники, места соединения короба стола и рамки уплотняем изоляционной пористой лентой.

Шаг 5: Вакуумный вентилятор

К нижней стороне короба мозгостола крепим источник вакуума, попросту вентилятор. Для своего вакуумного вентилятора мы сделали дополнительную пластину из МДФ и с ее помощью, а так же с помощью неопреновых прокладок, установили его.

Шаг 6: Окончательная сборка и тестирование

На заключительном этапе подсоединяем все элементы, проверяем все ли правильно установлено и переходим к тестированию. В рамку вставляем лист пластика для формования, включаем стол и формуем!

А вот как функционирует наш стол:

Удачных самоделок и надеюсь, наше руководство поможет вам в этом!

В наши дни повсеместно можно видеть изделия, которые изготавливаются по технологии вакуумной формовки. Такой подход позволяет быстро изготавливать пластиковую посуду, упаковку, манекены, тротуарную плитку и многое другое. Чтобы заняться вакуумной формовкой дома, понадобится специальный станок. Стоят такие приспособления дорого, да и слишком они громоздкие. В этой статье будет рассмотрен пример создания простого станка вакуумной формовки, в котором используется лишь пылесос и духовка.

Само собой мощность такого станка будет невелика, поэтому изготавливать громоздкие предметы или просто делать большое количество изделий за короткое время не выйдет. Но ради интереса и небольших бытовых потребностей такого станка вполне хватит. К тому же с помощью подобного станочка можно отлично делать корпуса для различных моделей, будь то корабли, самолеты или машины. Также можно изготавливать элементы для различных самоделок . Это устройство является неким своеобразным аналогом «3D-принтера».

Материалы и инструменты для самоделки:
- пылесос (чем мощнее, тем лучше);
- духовка (нужна для разогревания пластика);
- деревянные бруски;
- дрель;
- саморезы;
- шуруповерт или отвертка;
- фанера или ДСП (толщина 16 мм);
- силикон (в качестве герметика);
- ДВП для рабочей поверхности (подойдет и фанера);
- алюминиевый скотч;
- дерево, гипс (или другие материалы для создания формы).

Шаг первый. Размеры вакуумного станка
Основным элементом вакуумного станка можно считать рамку, на которой разогревается пластик, а также вакуумная камера. Размеры рамки должны быть такими, чтобы она помещалась в духовке. Также нужно учитывать размеры листов пластика, из которых будут создаваться будущие изделия. Рамка изготавливается из деревянных брусков.

Если на форме есть вогнутые места, то здесь нужно просверлить отверстия, чтобы пластик могло «засосать» в эти углубления. Подойдет сверло диаметром 0,1 - 0,5 мм.

Пылесосу нужно дать поработать порядка 20-ти секунд, потом рамку можно снимать извлекать изделие. Если в некоторых местах пластик плохо прилег к форме, можно воспользоваться строительным феном.

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!

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.