Фрезерование композитных панелей из алюминия

При подготовке композитной панели из алюминия к установке, после фрезеровки паза, нередко поверхность готовой панели становится выпуклой или вогнутой. Причины этого называются различные, включая низкую квалификация исполнителей, «неправильный» инструмент, материал несоответствующего качества. Однако, следует помнить, что несмотря на кажущуюся простоту фрезерования и гибки панели из алюминиевого композита, этот процесс требует обязательного соблюдения определенной последовательности технологических операций. В частности, для изготовления готовых изделий – фасадных кассет или рекламных стендов, следует выполнять шаг за шагом:

• резку листов алюминия на заготовки необходимых размеров
• фрезеровку пазов
• высечку углов кассеты или пазов под петли
• сгибание заготовки по фрезерованной линии
• установку заклепок в углах кассеты или короба для придания им жесткости.

Фрезеровка пазов

Для устройства пазов в композитных панелях из алюминия лучше всего использовать вертикальный или дисковый фрезер  высокой производительности. До начала работ следует размеченную заготовку поместить на рабочий стол, прижав ее предварительно шиной-направляющей, которая в свою очередь закрепляется на столе струбцинами. Важно, чтобы шина, была на 20 – 25 см больше максимального размера заготовки. На шину монтируется вертикальный фрезер с пальчиковой фрезой, в котором имеется револьверный механизм, позволяющий устанавливать и фиксировать любую необходимую глубину погружения фрезы в заготовку. После установки ограничителя на требуемую глубину реза делается пробный проход и производится замер оставшегося слоя, включая полимерное покрытие.

По результатам замера, при необходимости, глубина реза может быть откорректирована. Рекомендуемая толщина слоя полимера после фрезеровки паза должна составлять 0,3 – 0,4 мм, причем эта величина не зависит от толщины заготовки. В комплект поставки некоторых импортных вертикальных фрезеров входят два вида фрез для устройства V-образного паза с развалом 90° и 135°, а также фреза для паза прямоугольной формы. Одно из наиболее важных устройств в вертикальном фрезере – копировальный ролик, контролирующий глубину погружения фрезы. Вместе с некоторыми моделями фрезеров поставляются по 3-4 таких ролика для различных толщин композитных панелей из алюминия: 2, 3 мм (0,3 мм Al), 4 мм (0,5 мм Al), 6 мм (0,5 мм Al).

Однако в некоторых случаях целесообразно изготовить копировальный ролик, предназначенный для конкретного материала. Приобретая дисковые фрезеры, копировальные ролики приходится покупать дополнительно, но фрезеры такого вида обладают заметно более высокой производительностью. Пальчиковые фрезы имеют меньшую износоустойчивость чем дисковые, да и настройка их на требуемую глубину погружения при устройстве V-образного паза требует значительных трудозатрат, причем точность установки требуемых параметров требует от исполнителя определенных знаний и профессионализма. Но при работе с композитными панелями на основе алюминия существуют операции, где пальчиковые фрезы просто необходимы, в частности:

• фрезерование лекальных кривых
• фрезерование без «засечек»
• фрезерование от «точки»
• фрезерование деталей малых размеров.

Наибольшее количество претензий к качеству композитных панелей из алюминия, возникает при раскрое заготовок и фрезерованию пазов в условиях строительной площадки. В этом случае минимальная толщина защитного слоя полимера в 0,3 мм часто не выдерживается, т.к. условия для выполнения достаточно тонких операций, как правило, не соответствуют требуемым. Так, чаще всего не используется пылесос для уборки пыли и стружки, не обеспечивается правильный заход фрезера на кромку композитной панели, работы выполняются на приспособленном, зачастую неровном столе, шина-направляющая может иметь искривления и другие отклонения.

Удаление пыли и стружки из рабочей зоны обязательно, поскольку в случае, когда опилки попадают под копировальный ролик  не обеспечивается требуемая глубина фрезерования заготовки. При использовании вертикального фрезера в таких условиях, глубина реза может варьироваться в значительных пределах, что, как правило, влечет за собой как минимум затруднения, а чаще всего растрескивание алюминиевой облицовки при сгибании заготовки.

Требование к фрезам

В комплект поставки фрезеров, как правило, входят дисковые фрезы  с углом 90–110°, позволяющие выполнить изгиб заготовки на 90°. При проверке качества фрезы необходимо следить, чтобы нижнее основание зубьев дисковой или пальчиковой фрезы было не менее 3 мм. Этот размер обеспечивает требуемый радиус сгиба, а кроме этого позволяет, преодолев упругость композитной панели получить прямой угол при загибе, за счет зазора, величиной около 1 мм, возникающего между согнутыми плоскостями. Если на фрезер установить фрезу с углом 135°, то заготовку можно будет согнуть и на угол 45°. Фреза прямоугольного профиля используется при необходимости выполнения плавного закругления. Требования к качеству профиля реза идентичны и для пальчиковых и для дисковых фрез (смотрите рисунок).

Остаточный слой полимера

В случае, когда остаточный слой полимера при выполнении паза для загиба становится меньше 0,3 мм, существенно увеличивается опасность возникновения трещины в алюминиевом листе в месте сгиба из-за малого радиуса сгиба. Существует формула определения минимального радиуса загиба алюминиевой обшивки композитной панели: минимальный радиус загиба равен толщине алюминиевого листа, увеличенной в 1,5 раза при сгибе поперек направления прокатки и в 2 раза – при сгибе вдоль прокатки. Эти коэффициенты увеличиваются при работе в условиях отрицательных температур.

При выборе радиуса гибки необходимо делать поправку на жесткость алюминиевого листа: чем выше жесткость – тем больше радиус гибки. Если остаточный слой полимера составляет больше 0,3 мм, то радиус загиба композитной панели станет определяться уже не алюминием, а полимером. Это объясняется тем, что сопротивляемость полиэтилена сжатию выше, чем сопротивление растяжению листа алюминия.  Если усилие растяжения при сгибе композитной панели превысит допускаемую разрывную прочность алюминия, то возникает трещина. Таков же будет результат в случае, если используется фреза без пятки.

При пятке фрезы менее 3 мм линия сгиба станет проходить с отклонением от центра паза, но обшивка панели останется целой. При правильном подборе остаточной толщины полимера и фрезы, радиус закругления листа обшивки композитной панели составит 1,6–2 мм (для толщины алюминиевого листа 0,21–0,3 мм). Такая разница вызвана различными физико-механическими показателями полиэтилена и алюминиевого листа. Когда необходимо сделать в композитной панели округлый загиб, то радиус определяется по толщине полимера. При этом выполняется паз – U-образной формы, шириной 14 мм с учетом остаточного слоя полимера в 1 мм. В этом случае радиус закругления панели составит около 7 мм.

Такой способ используется при производстве рекламных и выставочных щитов и стендов , но он неприменим при изготовлении кассет для облицовки фасадов.