Những điều cần biết về phương pháp CNC gỗ

CNC gỗ là phương pháp gia công ứng dụng công nghệ và sản xuất gỗ để tạo ra những sản phẩm chất lượng và có tính thẩm mỹ cao. Vậy CNC gỗ là gì? Ưu / nhược điểm của ứng dụng CNC ngành gỗ ra sao? Bài viết dưới đây sẽ giải đáp tất cả những thắc mắc này cho bạn.

1. Giới thiệu về CNC gỗ

1.1. Giới thiệu về gia công gỗ và phương pháp CNC gỗ

Gia công gỗ là quá trình cắt, định hình, chế biến gỗ giúp hoàn thiện sản phẩm và tạo ra những sản phẩm gỗ hữu dụng và đa dạng.

CNC là từ viết tắt của Computer Numerical Control (máy được điều khiển bằng hệ thống máy tính). Đây là một loại máy gia công được điều khiển bằng hệ thống máy tính hoàn toàn tự động. Các chi tiết, bộ phận đã được lập trình sẵn trên phần mềm để máy sẵn sàng hoạt động. Phương pháp CNC gỗ là phương pháp gia công gỗ bằng máy CNC. Phương pháp này sẽ đem lại hiệu quả cao hơn, quá trình gia công được thực hiện đơn giản và tiết kiệm thời gian.

1.2. Ứng dụng CNC trong lĩnh vực gia công gỗ

Trên thực tế, phương pháp CNC gỗ được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất gỗ công nghiệp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí nhân công. Máy CNC gỗ được sử dụng để điều khiển chạm khắc gỗ với độ chính xác cao, đường cắt mịn đẹp, tốc độ nhanh. Quá trình lập trình thông số và bản vẽ nhanh chóng để tạo ra những sản phẩm gỗ chất lượng nhất. Các sản phẩm từ gỗ được sử dụng rất nhiều trong đời sống hằng ngày, đặc biệt là lĩnh vực nội thất. Các dòng máy ứng dụng công nghệ CNC như: máy khắc gỗ CNC, máy tiện gỗ CNC,…

1.3. Hoạt động CNC Gỗ:

Phay gỗ CNC là quá trình tạo hình gỗ thành sản phẩm như mong muốn qua quá trình phay kết hợp công nghệ CNC. Trong quá trình phay, phôi gỗ sẽ đứng cố định, dao sẽ hoạt động để tạo hình dựa trên sự điều khiển của máy CNC mà không cần sự can thiệp của con người.

Quá trình tiện gỗ CNC cũng được điều khiển hoàn toàn bằng hệ thống máy tính. Chỉ cần lập trình file trên phần mềm, thiết lập các thông số, đặt phôi lên, máy sẽ gia công tự động đến khi hoàn thành sản phẩm.

2. Ưu / Nhược điểm ứng dụng CNC ngành gỗ

Hiện nay, CNC ngành gỗ đang được ứng dụng rộng rãi và có nhiều ưu điểm nổi bật so với phương pháp gia công truyền thống trước đây:

• Sử dụng máy CNC đạt độ chính xác tuyệt đối trong từng chi tiết. Bởi các chi tiết đã được lập trình sẵn trên máy tính.
• Máy CNC ngành gỗ có thể gia công hàng loạt theo mẫu có sẵn nên thời gian hoạt động nhanh chóng và tiết kiệm thời gian trong quá trình sản xuất.
• Có thể sản xuất cùng lúc số lượng lớn.
• Có thể sử dụng với nhiều loại gỗ đa dạng khác nhau.
• Công nghệ CNC ngành gỗ giúp máy khắc, cắt đa dạng các loại họa tiết, hình dáng độc đáo, đẹp mắt, đáp ứng mọi nhu cầu thẩm mỹ của người sử dụng.
• Khi ứng dụng công nghệ CNC ngành gỗ sẽ không cần phụ thuộc vào tay nghề của thợ thủ công, giúp người sử dụng tiết kiệm chi phí nhân công và đảm bảo độ chính xác cao cho sản phẩm.
• Máy gỗ CNC có khả năng làm việc liên tục trong thời gian dài, hạn chế dừng, tiết kiệm tối đa nhiên liệu, chi phí gia công nhờ đó cũng giảm xuống thấp.

Ngoài những ưu điểm vượt trội kể trên, phương pháp CNC gỗ cũng tồn đọng nhiều điểm hạn chế như:

• Các dòng máy cắt, khắc ứng dụng công nghệ CNC thường có giá thành cao và tốn nhiều chi phí cho những ai muốn đầu tư.
• Độ bền của máy CNC rất cao, nhưng khi hỏng sẽ mất thời gian cho việc sửa chữa và chi phí sửa chữa cũng rất cao.
• Cần có kiến thức chuyên môn vững vàng để sử dụng, vận hành máy CNC. Quá trình máy làm việc cần có sự giám sát để tránh xảy ra sai sót trong các khâu sản xuất.

3. Các loại gỗ thường phù hợp cho lĩnh vực CNC

3.1. Gỗ MDF

MDF là một loại gỗ công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và phổ biến nhất là trong lĩnh vực nội thất. Gỗ MDF thường được ứng dụng làm vách ngăn, bình phong, tường trang trí,… cho không gian nhà ở, văn phòng công ty hay trung tâm thương mại. Ngày nay, khi kết hợp với phương pháp CNC, gỗ MDF không chỉ đảm bảo về chất lượng mà còn vượt trội về mẫu mã và thiết kế độc đáo, đa dạng.

3.2. Gỗ MFC

Gỗ MFC (Melamine Faced Chipboard) là gỗ công nghiệp nhưng được bao phủ thêm một lớp Melamine. Sản phẩm vô cùng bền bỉ và có độ cứng cao, qua quá trình gia công CNC sẽ tạo ra những đường nét và hoa văn tinh xảo. Hiện nay, gia công CNC bằng gỗ MFC rất phổ biến và được chọn lựa sử dụng trong nhiều không gian như: không gian gia đình, văn phòng,…

3.3. Gỗ công nghiệp

Gỗ công nghiệp có độ bền vượt trội so với các loại gỗ khác, đem lại tính thẩm mỹ cao, thân thiện với môi trường nên được nhiều người ưa chuộng sử dụng. Gỗ công nghiệp được gia công trên máy CNC một cách tỉ mỉ với những họa tiết sắc nét.

3.4. Gỗ thịt

Gỗ thịt khi được gia công trên máy CNC giúp tạo ra những đường nét, họa tiết bắt mắt trên bề mặt. Phương pháp gia công CNC gỗ thịt ngày càng được ứng dụng phổ biến và trở thành xu hướng mới của nền xây dựng hiện đại nhờ mang tính thẩm mỹ cao.

4 Giới thiệu về CNC trong ngành gỗ

4.1. Các loại máy CNC trong ngành gỗ

MYSWEETY 2 in 1 CNC 3018 Pro Engraver Machine: Với máy CNC cấu tạo 3 trục của MYSWEETY, việc khắc gỗ sẽ trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn. Máy có thể chạm khắc và đục gỗ, phù hợp với những người chuyên nghiệp. Ngoài ra máy còn có thể cắt các vật liệu khác như tre, da, kim loại, gốm,…

VEVOR CNC 3018 Pro Router Machine: Ưu điểm nổi bật của dòng máy này là mức giá phải chăng, phù hợp với người mới bắt đầu hoặc người có ngân sách thấp muốn đầu tư máy CNC gỗ. Máy được điều khiển bởi bộ điều khiển ngoại tuyến mà không cần sử dụng máy tính. Nguồn điện hoạt động của máy trên 24V.

RAT MOTOR 3018 Pro 3 Axis GRBL Control DIY CNC Kit: Bảng điều khiển được trang bị quạt làm mát thiết bị. Dòng máy CNC theo bộ DIY này của RATTM MOTOR có mức giá cả phải chăng, thích hợp với những mô hình gia công gỗ nhỏ lẻ. Tốc độ trục chính đạt 20.000 vòng / phút. Máy được trang bị bộ truyền động bước đi kèm với bảo vệ ngắn mạch.

BOBSCNC Evolution 3 E3 CNC Router Kit: Với khoang cắt rộng và hệ thống đường ray 24×24 inch khiến quá trình khắc gỗ trở nên dễ dàng hơn. Trục X và Y chạy trên bộ truyền động đai trong khi trục Z chạy trên đai ốc ACME để ổn định hơn. Bảng điều khiển bao gồm một bộ định tuyến đa tốc độ Makita và hệ thống điều khiển hoạt động với bộ vi xử lý dựa trên Arduino.

ORTUR CNC Laser Engraver: Mức giá phải chăng và kích thước nhỏ gọn là 2 yếu tố nổi bật ở chiếc máy khắc CNC ORTUR mini. Máy khắc laser này có khả năng bảo vệ an toàn tối ưu, bao gồm một cảm biến tắt khi nhận thấy các chuyển động không được lập trình. Nếu xuất hiện điều bất thường, laser hoặc động cơ ngừng chuyển động hoặc vị trí của máy bị thay đổi thì laser sẽ tắt ngay lập tức. Thiết bị này tương thích với Mac OS, Linux và Windows.

SainSmart Genmitsu CNC Router: Phần thân máy bằng nhôm mang lại sự ổn định và các vách ngăn tiện dụng hoạt động giống như một bộ hút bụi. Ngoài ra, dòng máy này còn hoạt động rất mạnh mẽ nhờ các biện pháp bảo vệ chống quá tải được tăng cường. Màn hình bên ngoài cho phép người dùng điều khiển máy mà không cần máy tính.

Next Wave Automation CNC Shark HD: Được thiết kế để sử dụng trong công nghiệp, dòng máy CNC tự động hóa Next Wave này phù hợp với những nơi sản xuất gia công gỗ quy mô lớn. Ngoài gỗ, máy có thể khắc trên các vật liệu khác như nhựa, kim loại mềm, vật liệu tổng hợp,… Cấu tạo của máy bao gồm: giàn thép bao quanh để có độ ổn định tốt hơn, giao diện cổng USB, màn hình cảm ứng màu. Máy có ưu điểm vượt trội như: kiểm soát hoàn toàn tất cả các trục, khả năng tự động bật/tắt bộ định tuyến và phần mềm cho phép người dùng tạo danh sách các dự án. Công cụ này đi kèm với một carbide V-bit, kẹp và gói lấy mẫu 3D.

FoxAlien CNC Router 4040-XE Milling Machine: Dòng máy FoxAlien CNC Router 4040-XE Milling Machine sẽ là sự lựa chọn tuyệt vời với các tính năng như dừng khẩn cấp, nguồn điện và bảng điều khiển được tích hợp trong màn hình cảm ứng lớn với bộ điều khiển ngoại tuyến.

4.2. Cấu tạo máy CNC

4.2.1.Trục chính CNC

Trục chính CNC là trục quay điện có thể được gia công ở tốc độ cao và được sử dụng để khắc, khoan và phay. Tùy thuộc vào cách thức làm mát, trục chính gồm có 2 loại phổ biến như sau: trục chính làm mát bằng nước và trục chính làm mát bằng không khí.

• Trục làm mát bằng nước: sử dụng tuần hoàn nước để làm mát nhiệt sinh ra sau khi trục quay ở tốc độ cao. Trục làm mát bằng hơi nước có ưu điểm là hiệu quả làm mát tốt, tiếng ồn thấp, tuổi thọ dài và độ chính xác cao.
• Trục làm mát không khí: được làm mát bằng quạt làm mát và có ưu điểm là vận hành đơn giản, bảo dưỡng thuận tiện và chi phí thấp. Vì không cần bảo trì đặc biệt nên chi phí bảo trì và sử dụng thấp hơn.

4.2.2. Động cơ

Động cơ là thành phần quan trọng nhất của máy CNC gỗ và được điều khiển hoàn toàn bằng hệ thống máy tính. Hiệu suất của động cơ sẽ tác động đến hiệu suất của máy khắc vi tính. Động cơ thường được chia thành hai loại, bao gồm: động cơ gia công chính xác và động cơ cắt công suất cao.

• Động cơ gia công cơ khí chính xác: có ưu điểm là tốc độ cao, tiếng ồn thấp, độ chính xác cao. Thích hợp để gia công các chi tiết cực kỳ tinh xảo như tem, biển tên, quà tặng huy hiệu,… Loại động cơ này thường là động cơ biến tần tốc độ cao với giá thành thấp, công suất thường dưới 250W. Nhược điểm của loại động cơ này là khả năng cắt vật liệu dày kém.
• Động cơ cắt công suất cao: chủ yếu được sử dụng để cắt và khắc. Ưu điểm của loại động cơ này là công suất cao và lực cắt mạnh mẽ, đặc biệt thích hợp để cắt các ký tự và khắc 3D.

4.2.3. Bàn khắc CNC

Bàn khắc CNC gỗ được sử dụng để sản xuất ra các sản phẩm gia công gỗ đa dạng khác nhau. Tùy vào từng kích thước và hình dạng của sản phẩm gia công mà sẽ chọn các không gian làm việc khác nhau. Trên thị trường có 2 loại bàn gia công phổ biến: bàn khắc nhôm chữ T và bàn chữ T & chân không.

• Bàn khắc nhôm có rãnh chữ T: được cố định để đảm bảo rằng chi tiết làm việc sẽ không bị rung trong quá trình khắc. Ưu điểm của loại bàn này là chi phí thấp và phù hợp với các chi tiết gia công có hình dạng không đều hoặc các chi tiết gia công khó sửa chữa.
• Bàn chữ T & chân không: bao gồm một máy bơm chân không và một bảng bakelite chất lượng cao. Nó được chia thành sáu phần và tám phần để hấp phụ chân không. Ưu điểm của loại bàn này là bốc dỡ thuận tiện, tiết kiệm thời gian, hiệu quả cao và tốc độ nhanh, phù hợp để gia công cửa gỗ và khắc tấm quy mô lớn.

4.2.4. Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển có vai trò thực hiện các lệnh của phần mềm máy tính và điều khiển công việc. Máy khắc CNC gỗ gồm 2 loại hệ thống điều khiển bao gồm: điều khiển tay cầm và điều khiển máy tính.

• Điều khiển tay cầm: Hệ thống điều khiển này có ưu điểm vượt trội như không cần kết nối với máy tính, có thể tiết kiệm không gian, thao tác đơn giản, dễ học và thành thạo hơn. Sau khi tắt nguồn và khởi động lại, máy có chức năng khắc tự động, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả công việc.
• Điều khiển máy tính: Phương pháp điều khiển bằng máy tính cho phép xem trước quá trình làm việc và còn có thể điều chỉnh trước được quỹ đạo xử lý và sửa các lỗi trong quá trình hoạt động một cách kịp thời nhất. Mỗi chức năng đều được hiển thị trên bảng điều khiển chi tiết và rất thuận tiện để vận hành.

4.2.5. Đường ray

Đây là bộ phận giữ, điều hướng và giảm ma sát dụng cụ chuyển động. Có 2 loại đường ray phổ biến gồm: đường ray tròn và đường ray vuông.

• Đường ray tròn: có ưu điểm là giá thành rẻ, chu kỳ sản xuất ngắn và lắp đặt dễ dàng. Đường ray tròn thích hợp để chạm khắc các sản phẩm gỗ có chi tiết nhỏ, chạm khắc phù điêu đơn giản. Vì vậy, đường ray tròn hay được sử dụng trên các máy CNC mini hoặc máy CNC để bàn.
• Đường ray vuông: có ưu điểm là khả năng chịu tải mạnh, hoạt động ổn định, chịu ma sát thấp, độ chính xác định vị cao và tái tạo tốt trong thời gian dài. Vì vậy, đường ray vuông thích hợp để khắc khổ lớn, là lựa chọn lý tưởng cho máy gỗ CNC bằng đá, máy khắc gỗ, máy khắc bọt,…

5. Tiêu chí cân nhắc lựa chọn máy CNC ngành gỗ

CNC gỗ ngày càng phát triển và hiện nay đang có nhiều người muốn tìm hiểu và đầu tư vào phương pháp này. Dưới đây là những tiêu chí khi cân nhắc lựa chọn máy CNC gỗ:

5.1. Khu vực làm việc

Giống như các loại máy móc khác, máy CNC gỗ cũng có dung tích nhất định, được giới hạn bởi đường bao và được biểu thị theo các trục X, Y và Z. Vì vậy, trước khi quyết định mua dòng máy CNC gỗ, bạn cần xác định mục đích làm việc của mình là gì? Sử dụng máy để khắc các chi tiết nhỏ hay cắt gỗ quy mô lớn? Việc hiểu cách bạn dự định sử dụng máy CNC sẽ giúp xác định được khu vực làm việc phù hợp.

Khi chọn máy CNC, hãy chọn máy vượt quá diện tích tối đa cho sản phẩm của bạn. Ví dụ nếu bạn đang tìm kiếm máy khoan súng, hãy chọn một máy CNC khoan súng có bán kính làm việc lớn hơn sản phẩm mà bạn cần cắt.

5.2. Hệ thống điều khiển

Các máy CNC có trục xoay thường sẽ tự động bật khi bạn khởi động một đường chạy dao và tắt khi kết thúc đường chạy dao đó. Một số dòng máy có tính năng tắt/mở tự động hoặc sử dụng điều khiển để khởi động máy.

Bật và tắt máy theo cách thủ công khi bạn muốn khởi động hay tạm dừng máy. Điều này sẽ không phá vỡ quy trình hoạt động của máy. Nhưng bạn phải nhớ bật nó trước khi bắt đầu đường chạy dao, nếu không sẽ làm hỏng bit và phôi trên máy.

5.3. Spindle / Router

Máy CNC gỗ thường sử dụng một trong hai phương pháp để quay các bit gồm: trục xoay chuyên dụng (spindle) hoặc bộ định tuyến (router). Dưới đây là sự khác nhau giữa spindle và router:

5.3.1.Spindle:

• Ít gây tiếng ồn hơn Router.
• Mô-men xoắn nhất quán trong toàn bộ dải tốc độ của nó.
• Spindle tốn ít thời gian chạy hơn so với Router và cho phép độ chính xác cao hơn.
• Thông thường, một trục quay có dải tốc độ điều chỉnh vô hạn từ 0–24.000 vòng/phút. Khả năng giảm xuống dưới 12.000 vòng/phút chứng tỏ khả năng cắt kim loại màu tốt hơn.

  

5.3.2. Router

• Chi phí ít hơn Spindle.
• Mô-men xoắn có thể thay đổi trong phạm vi tốc độ.
• Một số máy CNC sử dụng Router nhỏ gọn (1-1⁄4 mã lực hoặc ít hơn) thay vì Router cỡ trung mạnh mẽ hơn. Không giống như các Router nhỏ, Router hạng trung bao gồm phản hồi điện tử để duy trì tốc độ trục chính và bộ thu nhận bit 1⁄4 “- và 1⁄2” -shank. Các bit 1⁄2 ”ít bị đứt hơn.
• Máy CNC chạy bằng Router hoạt động tốt, hãy đi kèm với spindle để có độ chính xác cao hơn và tuổi thọ lâu hơn.

5.4. Hệ thống xử lý bụi (Dust Collection)

Máy CNC gỗ khi hoạt động sẽ tạo ra rất nhiều bụi. Điều này sẽ gây ảnh hưởng tới linh kiện máy nếu không được xử lý đúng cách. Vì thế cần lắp đặt hệ thống xử lý bụi ngay tại nguồn.

5.5. Phần mềm

Sau khi thiết kế dự án và thiết lập đường chạy dao, thông tin đó sẽ được truyền đến máy CNC thông qua fob (còn gọi là mặt dây chuyền).

Hoặc bạn có thể phải cắm máy tính trực tiếp vào máy CNC. Máy CNC thường kết nối với máy tính qua cổng USB. Với một số máy CNC, chế độ “khóa” có nghĩa là trong thời gian cắt, bạn không thể sử dụng máy tính cho bất kỳ việc gì khác.

Nếu CNC có fob, các thao tác về thiết kế và đường chạy dao sẽ được thực hiện trên máy tính, lưu đường chạy dao vào ổ đĩa flash và cắm ổ flash đó vào fob. Bất kể sử dụng máy tính trực tiếp hay fob thì đều có chức năng giống nhau.

5.6. Chi phí vận hành

Các dòng máy CNC để bàn có mức giá dao động trong khoản 1500 đến 6000 đô la và có nhiều biến số tác động đến giá cả. Độ chính xác, dung sai và độ bền thường làm tăng thêm chi phí. Một chiếc máy giá rẻ có thể không mang lại cho bạn hiệu suất cần thiết, gây thêm sự thất vọng và tiếc nuối cho người mua. Và khi công nghệ, phần mềm CNC và máy tính cần thiết để vận hành thay đổi, máy có thể trở nên kém linh hoạt hoặc kém hiệu quả hơn theo thời gian.

6. Cân nhắc khi lựa chọn dịch vụ CNC ngành gỗ

Quá trình đầu tư cho máy CNC gỗ sẽ mất rất nhiều thời gian, công sức và tốn nhiều chi phí. Hơn nữa, các thiết bị đi kèm cũng đòi hỏi một khoản chi phí đáng kể. Nếu là người chưa có kinh nghiệm và kiến thức chuyên môn sẽ dễ đầu tư sai hướng dẫn tới mất thời gian và tiền bạc. Vì vậy, cần chọn cho mình một đối tác chuyên cung cấp dịch vụ CNC ngành gỗ uy tín và chuyên nghiệp. Khi tìm được đơn vị đáng tin cậy, quá trình sản xuất sẽ trở nên suôn sẻ và hiệu quả hơn.

7. Tổng kết

Bài viết trên đã giải đáp các câu hỏi xoay quanh CNC gỗ như: công nghệ CNC gỗ là gì? Các loại máy CNC gỗ phổ biến, cấu tạo của máy CNC gỗ, ứng dụng máy CNC,… Khi lựa chọn máy CNC gỗ, doanh nghiệp nên dựa vào mục đích công việc và số vốn đầu tư bỏ ra. Lựa chọn máy CNC gỗ tốt và phù hợp sẽ mang lại hiệu quả cao, chi phí khấu hao tài sản cũng giảm đáng kể.

Bên cạnh việc chọn máy CNC gỗ, để có thể vận hành được các loại máy này là cả một quá trình khó khăn với những người mới bắt đầu. Chính vì thế mà bạn cần có sự hỗ trợ của một phần mềm lập trình (CAM) giúp khai thác tối đa công suất của máy CNC. Mastercam Router là một phần mềm với đầy đủ các ưu điểm vượt trội: mạnh mẽ, linh hoạt cũng như rất dễ sử dụng. Phần mềm này hiện đang được cung cấp bởi 3D Smart Solutions.

Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũng có thể tham khảo phương pháp in 3D để tạo mẫu sản phẩm gỗ trước khi tiến hành gia công CNC. Sản phẩm mẫu được trực quan hóa sẽ giúp doanh nghiệp xác định được những chi tiết cần chỉnh sửa, từ đó giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sửa lại mẫu gỗ khi cần thiết. Ngoài ra, trong trường hợp muốn cải thiện các sản phẩm gỗ gia công, doanh nghiệp có thể ứng dụng quét 3D để số hóa các chi tiết và tiến hành chỉnh sửa sao cho phù hợp với nhu cầu cải tiến.