Пінопласт

Пінопласт — легкий спінений полімерний матеріал, який широко використовується у рекламі, декораціях, будівництві, макетуванні, упаковці, оформленні заходів та виготовленні великогабаритних об’ємних виробів. Невелика маса та легкість механічної обробки дозволяють створювати з нього як прості плоскі деталі, так і складні рельєфні та об’ємні форми.

Компанія Frezer & Lazer виконує фрезерування пінопласту на ЧПУ за кресленнями, векторними файлами та 3D-моделями. Можемо виготовляти об’ємні літери, логотипи, декоративні елементи, макети, рельєфи, форми, муляжі, елементи фотозон, рекламні конструкції та нестандартні деталі.

Основною технологією для пінопласту є саме механічна обробка на ЧПУ. Лазерне різання не потрібно розглядати як універсальний спосіб: можливість термічної обробки залежить від точного складу матеріалу, а для товстих, об’ємних та 3D-виробів фрезерування значно функціональніше.

Види пінопласту та вибір заготовки

Що таке пінопласт. У побуті словом «пінопласт» називають цілу групу спінених полімерних матеріалів.

У багатьох випадках мається на увазі спінений полістирол.

Але перед виробництвом важливо знати точний тип матеріалу, оскільки різні піни можуть суттєво відрізнятися за:

• структурою;
• щільністю;
• твердістю;
• міцністю;
• розміром комірок;
• поведінкою при фрезеруванні;
• термічними властивостями;
• призначенням.

EPS — пінополістирол. EPS — спінений полістирол, структура якого формується зі спінених гранул.

Це один із найпоширеніших матеріалів, які називають пінопластом.

Його переваги:

• дуже мала маса;
• доступність;
• можливість виготовлення великих виробів;
• простота механічної обробки;
• можливість склеювання окремих заготовок;
• зручність подальшого декоративного оздоблення.

Гранульована структура. У EPS добре помітна структура окремих спінених гранул.

Це потрібно враховувати при фрезеруванні.

На якість поверхні впливають:

• щільність;
• розмір гранул;
• стан матеріалу;
• геометрія фрези;
• режим обробки;
• напрямок проходу.

Щільність пінопласту. Щільність має значний вплив на механічні властивості та якість обробки.

Матеріали різної щільності можуть по-різному:

• тримати дрібний рельєф;
• оброблятися фрезою;
• кришитися;
• шліфуватися;
• витримувати навантаження;
• утримувати тонкі елементи.

Тому для складної 3D-геометрії вибір відповідного матеріалу має велике значення.

Щільність не визначає все. Не потрібно оцінювати матеріал тільки за одним числовим значенням щільності.

На результат також впливають:

• технологія виробництва;
• структура;
• однорідність;
• розмір гранул;
• товщина заготовки;
• геометрія майбутнього виробу.

XPS — екструдований пінополістирол. Окремо потрібно виділити XPS — екструдований пінополістирол.

Він має більш однорідну дрібнокомірчасту структуру порівняно зі звичайним EPS.

Це може бути перевагою для:

• макетів;
• моделей;
• рельєфів;
• декоративних деталей;
• складнішого фрезерування;
• поверхонь із дрібнішою геометрією.

EPS і XPS — не одне й те саме. Обидва матеріали належать до спінених полістирольних матеріалів, але їх структура відрізняється.

EPS складається зі спінених гранул.

XPS має більш однорідну екструдовану структуру.

Через це вони можуть суттєво відрізнятися при механічній обробці.

Який пінопласт краще фрезерується. Для великих простих форм може бути достатньо звичайного EPS.

Якщо потрібні:

• дрібні деталі;
• плавний рельєф;
• складні поверхні;
• невеликі радіуси;
• краща деталізація,

може бути доцільним матеріал із більш однорідною структурою.

Остаточний вибір залежить від виробу та вимог до поверхні.

Фрезерування та стан поверхні

Фрезерування пінопласту на ЧПУ. ЧПУ-фрезерування дозволяє автоматично обробляти матеріал відповідно до цифрової моделі.

На відміну від простого ручного різання, верстат може відтворювати:

• складні контури;
• радіуси;
• кишені;
• вибірки;
• канавки;
• рельєфи;
• об’ємні поверхні;
• повторювані елементи.

2D-фрезерування. При 2D-обробці формується переважно плоский контур.

Так можна виготовляти:

• літери;
• цифри;
• логотипи;
• силуети;
• геометричні фігури;
• декоративні елементи;
• плоскі заготовки.

2.5D-фрезерування. При 2.5D-обробці можна створювати ділянки різної глибини.

Наприклад:

• кишені;
• ступені;
• посадочні місця;
• заглиблення;
• канавки;
• багаторівневі елементи.

3D-фрезерування пінопласту. Однією з головних переваг ЧПУ є можливість створення складних тривимірних поверхонь.

Можна виготовляти:

• барельєфи;
• об’ємні логотипи;
• декоративні панелі;
• муляжі;
• скульптурні елементи;
• форми;
• моделі;
• елементи декорацій.

Чорнова обробка. При складному 3D-фрезеруванні спочатку може виконуватися чорнове видалення основного об’єму матеріалу.

Мета цього етапу — швидко сформувати приблизну геометрію майбутнього виробу.

Чистова обробка. Після чорнового проходу виконується чистова обробка.

Вона формує:

• плавні поверхні;
• дрібніший рельєф;
• остаточну геометрію;
• необхідну деталізацію.

Для цього можуть використовуватися інші фрези та менший крок між проходами.

Якість поверхні після фрезерування. Поверхня після ЧПУ залежить від:

• матеріалу;
• щільності;
• структури;
• типу фрези;
• діаметра інструменту;
• кроку;
• швидкості;
• геометрії виробу.

На складних 3D-поверхнях можуть залишатися невеликі сліди проходів інструменту.

Шліфування. Якщо технологія конкретного матеріалу дозволяє, після фрезерування може виконуватися додаткова ручна обробка поверхні.

Вона особливо актуальна перед декоративним покриттям.

Фарбування. Пінопластові вироби часто використовують із подальшим декоративним оздобленням.

Можливі:

• фарбування;
• нанесення захисного шару;
• декоративне покриття;
• облицювання іншими матеріалами.

При цьому склад фарби, ґрунту, клею або іншого покриття повинен бути сумісним із конкретним видом пінопласту.

Чому не будь-яка фарба підходить. Деякі розчинники можуть пошкоджувати полістирольні піни.

Тому перед фарбуванням або склеюванням потрібно перевіряти сумісність складу з EPS або XPS.

Точність пінопласту. ЧПУ забезпечує керований рух інструменту, але кінцева точність визначається також властивостями самого матеріалу.

Гранульований EPS не потрібно позиціонувати як матеріал для високоточних механічних деталей.

Внутрішні кути. При фрезеруванні внутрішній кут має радіус, пов’язаний із діаметром інструменту.

Це потрібно враховувати при проектуванні:

• пазів;
• посадочних місць;
• кишень;
• внутрішніх контурів.

Лазерне різання пінопласту. Для пінопласту ми робимо основний акцент не на лазері, а на механічному фрезеруванні.

Термічна обробка спінених полімерів має низку обмежень:

• матеріал може плавитися;
• край може деформуватися;
• можливе значне термічне пошкодження;
• різні полімерні піни поводяться по-різному;
• склад матеріалу повинен бути точно відомий.

Тому лазерне різання не потрібно вважати універсальною технологією для матеріалу, який просто названий «пінопластом».

Вироби з пінопласту

Об’ємні літери з пінопласту. Одне з популярних застосувань фрезерування — виготовлення великих легких літер.

Пінопласт дозволяє отримати значну товщину виробу без великої маси.

Об’ємні логотипи. Фрезерування дозволяє виготовляти логотипи різної товщини та складності.

Це можуть бути:

• окремі символи;
• написи;
• емблеми;
• фірмові знаки;
• складені композиції.

Великогабаритний декор. Через малу масу пінопласт зручний для виготовлення великих декоративних об’єктів.

• великих куль;
• геометричних фігур;
• декорацій;
• тематичних об’єктів;
• рекламних муляжів.

Колони. Пінопласт може використовуватися для створення легких декоративних колон.

Вони можуть складатися з декількох фрезерованих сегментів.

Капітелі. За 3D-моделлю можна виготовляти декоративні верхні частини колон зі складнішим рельєфом.

Карнизи. З пінопласту можна виготовляти декоративні профільні елементи.

Форма визначається кресленням або цифровою моделлю.

Барельєфи. На товстій плиті можна сформувати об’ємне зображення, яке частково виступає над фоновою площиною.

• орнаменти;
• емблеми;
• написи;
• декоративні композиції;
• тематичні зображення.

3D-панелі. За цифровою моделлю можна фрезерувати декоративну поверхню з повторюваним або довільним рельєфом.

Великі панелі можуть складатися з декількох секцій.

Рекламні муляжі. Пінопласт зручний для виготовлення збільшених копій товарів.

• упаковки;
• пляшки;
• банки;
• продукту;
• інструменту;
• символу бренду.

Після механічної обробки поверхню можна оформити відповідно до дизайну.

Архітектурні макети. Пінопласт і XPS можуть використовуватися для виготовлення:

• рельєфу;
• будівель;
• ландшафтних елементів;
• основ;
• великих концептуальних моделей.

Театральні декорації. Невелика маса робить пінопласт зручним для створення великих сценічних елементів.

• колони;
• каміння;
• архітектурні елементи;
• орнаменти;
• тематичні фігури;
• рельєфи.

Для сценічного використання необхідно окремо враховувати чинні вимоги до пожежної безпеки матеріалів і покриттів.

Форми та майстер-моделі. Пінопласт може використовуватися для недорогих технологічних моделей, шаблонів і формоутворювальних елементів.

Але його не потрібно прирівнювати до спеціального модельного пластику.

Для високоточної оснастки, дрібної деталізації та багаторазового використання можуть бути потрібні спеціалізовані модельні матеріали.

Великі вироби та підготовка замовлення

Стикування великих панелей. Якщо виріб перевищує розмір однієї заготовки або робочу зону обладнання, модель можна технологічно розділити на частини.

Після обробки сегменти збираються у загальну конструкцію.

Розділення 3D-моделі. При підготовці великого виробу визначаються місця поділу.

Бажано розташовувати стики так, щоб:

• їх було простіше сумістити;
• вони менше впливали на рельєф;
• їх можна було обробити після складання.

Склеювання блоків. Якщо необхідна товщина перевищує товщина одного листа, заготовку можна сформувати з декількох шарів.

Для цього використовується клей, сумісний із конкретним пінополістиролом.

Файли для виробництва. Для плоских деталей бажано надати:

• DXF;
• DWG;
• CDR;
• AI;
• SVG;
• векторний PDF.

Для складного 3D-фрезерування потрібна відповідна 3D-модель у придатному для підготовки виробництва форматі.

Що потрібно для розрахунку. Для попереднього розрахунку бажано надати:

• креслення або 3D-модель;
• габарити готового виробу;
• тип пінопласту;
• щільність, якщо відома;
• товщину або розміри заготовки;
• кількість;
• вимоги до поверхні;
• необхідність 2D, 2.5D або 3D-фрезерування;
• інформацію про подальше оздоблення, якщо воно впливає на геометрію.

Матеріал замовника. Можливість обробки пінопласту замовника погоджується окремо.

Бажано знати точний тип матеріалу та його характеристики, особливо якщо йдеться про складну 3D-обробку або дрібну деталізацію.

Одиничне та серійне виробництво. Фрезерування пінопласту на ЧПУ підходить як для одиничних виробів, так і для повторюваних партій.

• один прототип;
• комплект декорацій;
• серію логотипів;
• однакові елементи оформлення;
• партію технічних або пакувальних заготовок;
• великогабаритні складені конструкції.

Як замовити

Компанія Frezer & Lazer виконує фрезерування пінопласту на ЧПУ за кресленнями, векторними файлами та 3D-моделями.

Детальніше про наші послуги: Розкрій листа, Фрезерування пінопласту на ЧПУ, Лазерне різання пінопласту.