Фреза по пластику для ручного фрезера: выбор, настройка и технология резки

Пластики делятся на термопласты (полипропилен, полиэтилен, ПВХ, акрил, поликарбонат) и реакционные смолы (эпоксид, полиэстер с наполнителем). Термопласты плавится, смолы крошатся. Определите материал по маркировке на листе или по поведению при пробном срезе иглой: термопласт даёт нить расплава, смола — порошок.

Для термопластов нужны фрезы с 1–2 зубами, полированными желобами и углом заточки 15–25°. Двухзубцевые дают чище поверхность на акриле и поликарбонате, однозубецовые — выше производительность на мягких ПВХ и полипропилене. Для смол подходят фрезы с 4–6 зубами и углом 30–35°, как по дереву, но с жёстким хардметаллом.

Шанк фрезы должен совпадать с колетом фрезера: 6 мм, 8 мм или 1/4 дюйма. Использование переходников увеличивает биение и вибрацию — на пластике это сразу даёт волну на крае. Проверьте биение конуса индикатором: допуск не выше 0,02 мм.

Обороты подбираются по формуле: окружная скорость 300–500 м/мин для термопластов, 150–250 м/мин для смол. При диаметре 6 мм это 16–26 тыс. об/мин, при 12 мм — 8–13 тыс. об/мин. Если фрезер не держит обороты под нагрузкой, снизьте подачу, а не обороты — падение скорости увеличивает толщину среза и нагрев.

Подача 1,5–3 м/мин для ручного ведения. Проверка: срезок должен быть виден невооружённым глазом — лента шириной 0,2–0,5 мм. Если опилок нет, а есть пыль — подача слишком мала, материал плавится. Если срезок рвётся кусками — подача велика, фреза дергает материал.

Глубина прохода: не более диаметра фрезы за заход для термопластов, 0,5 диаметра для смол. Глубокий проход нагнетает опилки в желоб, они расплавляются и закапливают канал. Лучше сделать два прохода по 4 мм, чем один по 8 мм.

Направление подачи — только против хода вращения фрезы. По ходу фреза «забирает» материал, край рвётся, а ручной фрезер уходит от разметки. Против хода фреза прижимает деталь к опоре, срез чистый, управление предсказуемо.

Фиксация детали — обязательна. Пластик скользкий, вибрация от фрезера смещает его за доли секунды. Используйте вакуумный стол, прессы с мягкими губками или двусторонний монтажный скотч на полном периметре. Точки фиксации не должны попадать под путь фрезы.

Охлаждение сжатым воздухом или спиртом через распылитель снижает температуру в зоне реза на 30–50 %. Воздух дуйте в желоб фрезы, а не на край детали — так выносите опилки и предотвращаете приклеивание. Вода не используйте: она забивает желобы пастой и вызывает коррозию хардметалла.

Прямой срез — фреза цилиндрическая с нижним срезом (upcut) выносит опилки вверх, но поднимает край. Для чистого верха используйте фрезу с верхним срезом (downcut) или компрессионную (верхний зуб downcut, нижний — upcut). Компрессионная даёт чистый край с двух сторон, но требует минимальную глубину прохода 3–4 мм для захвата верхнего зуба.

Фаска и радиус — фрезы с подшипником-упором. Подшипник катится по краю детали или шаблону. Диаметр подшипника определяет ширину фаски: при диаметре фрезы 12,7 мм и подшипнике 12,7 мм фаска 45° даёт ширину 4,5 мм. Проверяйте вращение подшипника перед работой — заклинивший подшипник оставляет круглые следы на пластике.

Прямоугольный паз — фреза с двумя режущими кромками по периметру и одним снизу. Ширина паза равна диаметру фрезы. Для пазов уже диаметра используйте фрезу меньшего размера и делайте несколько проходов с шагом 0,7 диаметра. Перекрытие проходов исключает гребень на дне.

Хардметалловые фрезы затачиваются на алмазном круге с гранулометрией D64–D91. Угол задней поверхности 10–15°, передняя 15–25°. Полировка желобов после заточки обязательна — шероховатость Ra 0,4 и ниже. Самостоятельная заточка на круге «на глаз» меняет геометрию: фреза начинает вибрировать и плавить пластик.

Срок службы: 200–500 погонных метров на акриле, 500–1000 на ПВХ и полипропилене, 100–200 на стеклопластике. Признак износа — рост силы подачи при тех же оборотах, появление микросколов на кромке, изменение тона звука резания. Не дожидайтесь видимого затупления — меняйте фрезу по счётчику метров или по календарю.

Пыль от фрезеровки ПВХ содержит хлорид винила — канцероген. Работайте в респираторе класса FFP3 с клапаном, подсосом пыли на фрезере и вентиляцией. Акрил и поликарбонат дают мелкодисперсную пыль, оседающую в лёгких — тот же респиратор.

Ручной фрезер не подходит для серийной фрезеровки листов больше 0,5 м²: накопленная ошибка ведения даёт перепад глубины до 0,5 мм. Для серии используйте станок с ЧПУ или копировальный привод с шаблоном. Ручной фрезер — для подгонки, ремонта, единичных деталей.

Толстый акрил (более 10 мм) и поликарбонат требуют станка с принудительным охлаждением и фиксацией вакуумом. Ручной фрезер не даёт жёсткости для равномерной подачи на такой толщине — срез будет коническим, край расплавлен на глубине.

Для чистой фрезеровки пластика ручным фрезером: определите тип пластика, возьмите фрезу с 1–2 зубами (термопласты) или 4–6 (смолы), полированными желобами и углом заточки 15–25°. Выставьте окружную скорость 300–500 м/мин, ведите против хода с подачей дающей срезок 0,2–0,5 мм, дуйте сжатым воздухом в желоба. Контролируйте край после каждого прохода — он должен быть прозрачным или однородно матовым без нагаров.

Метод не подходит для серийной работы на площадях выше 0,5 м², акрила толще 10 мм, стеклопластиков и работы без подсоса пыли при фрезеровке ПВХ. В этих случаях нужен станок с ЧПУ, принудительным охлаждением и вакуумной фиксацией. Ручной фрезер — инструмент для подгонки, ремонта и единичных деталей при соблюдении режима и защиты органов дыхания.