Фрезеровка фанеры на ЧПУ — преимущества, цели, перспективы

Фрезеровка фанеры на станках с ЧПУ (числовым программным управлением) — востребованная технология, сочетающая гибкость цифрового проектирования с возможностями наиболее совершенного метода механической обработки фанеры. В условиях растущего спроса на индивидуальные изделия и мелкосерийное производство этот метод открывает широкие перспективы как для промышленных предприятий, так и для малых мастерских.

1. В чем актуальность темы?

Фанера остаётся одним из самых популярных материалов в мебельном производстве, строительстве, рекламном бизнесе и декоративно прикладном творчестве. Её преимущества — доступность, прочность, экологичность и универсальность. Однако ручная обработка фанеры часто сопряжена с:

• низкой точностью реза;
• высоким риском возникновения сколов и расслоений;
• большими временными затратами при создании сложных форм.

Станки с ЧПУ позволяют преодолеть эти ограничения:

• Компьютерное управление процессом обеспечивает точность повторяемости в тираже до 0,05-0.1 мм и высокую скорость обработки даже при штучных тиражаж;
• За счет свободного перемещения режущего инструмента в 3 координатных осях появляется возможность в промышленном масштабе изготавливать продукцию с объёмными рельефами (3D фрезеровка) – кухонные фасады, декоративные украшения, формы для отливки лепнины и др.;
• Минимизируется так называемый «человеческий фактор», вместе с ним количество брака и как итого – себестоимость выпускаемой продукции.

2. В чем смысл внедрения ЧПУ?

Технология позволяет получать детали с заданной геометрией, любым необходимым тиражом и с высокой степенью готовности для минимизации трудозатрат на последующую финишную обработку.

Главное:

• Производительность — Компьютеризированное управление исключает ошибки, связанные с человеческим фактором. Станок с ЧПУ способен произвести сотни идентичных по форме деталей. Производительность труда увеличивается до 100-800% в зависимости от области внедрения.
• Точность и свобода форм — 100% точность воспроизведения контуров из цифровой модели. Технология позволяет получать детали с криволинейными контурами практически любой сложности, выполнять на деталях рельефные поверхности, гравировку, выборки, фаски, четверти и др. конструктивные элементы.
• Экономичность — ЧПУ обладает наилучшим соотношением цена/время при подготовке к запуску производства нового ассортимента деталей. За счет оптимальной раскладки деталей на листе удается на 15-30% снизить расходы материала. Высокая скорость фрезерных работ окупает затраты на аренду помещений и стоимость оборудования. Продукция производится с высокой степенью готовности, за счет чего уменьшаются трудозатраты на финишную обработку.
• Гибкость производства — Переналадка оборудования на выпуск нового ассортимента продукции потребует всего 5-10 минут, не зависимо от того, речь идет об изготовлении единичных прототипов или серийном выпуске.
• Безопасность — Эффективное использование материала и отсутствие системы СОЖ при фрезерной обработке фанеры сокращает вредные выбросы и вред окружающей среде.

3. Свойства фанеры

Фанера – многослойный древесный материал, получаемый путём склеивания специально подготовленного шпона. Шпон склеивается таким образом, что бы направление волокна каждого последующего листа был перпендикулярен предыдущему. Особенности сырья и технологии производства придают фанере уникальные эстетические и механические свойства.

3.1. Фанера классификация по типу клеящего состава:

Фанера ФК

• Клеящий состав: карбамидоформальдегидные смолы.
• Особенности: умеренная влагостойкость, экологичность (низкий класс эмиссии формальдегида), доступная цена.
• Применение: внутренняя отделка, мебель, упаковка, поделки.
• Ограничения: не подходит для влажных помещений и наружного применения.

Фанера ФСФ

• Клеящий состав: фенолформальдегидные смолы.
• Особенности: высокая влагостойкость, прочность, устойчивость к гниению.
• Применение: наружные конструкции, опалубка, автостроение, судостроение.
• Ограничения: повышенная эмиссия формальдегида (требует вентиляции), тёмный клеевой слой может просвечивать.

Фанера ФБ (бакелитовая)

• Клеящий состав: бакелитовый лак.
• Особенности: экстремальная влагостойкость, термостойкость, прочность, устойчивость к химикатам.
• Применение: судостроение, авиация, наружные рекламные конструкции, экстремальные условия.
• Ограничения: высокая стоимость, сложность обработки.

Ламинированная фанера

• Клеящий состав: фенолформальдегидные смолы.
• Покрытие: бумажно смоляная плёнка с меламиновыми/фенольными смолами.
• Особенности: износостойкость, влагостойкость, декоративный вид, гладкая поверхность.
• Применение: опалубка многоразовая, мебель для улицы, торговые стенды, внутренняя отделка.
• Ограничения: цена выше обычной ФСФ, ограниченная цветовая гамма.

Фанера ФБА (авиационная)

• Клеящий состав: альбумино‑казеиновый клей.
• Особенности: экологичность, низкая влагостойкость, механическая прочность, лёгкость.
• Применение: выбор для задач, где приоритетны экологичность и лёгкость.
• Ограничения: высокая стоимость, требует сухих условий.

Фанера ФСФ-ТВ (трудногорючая)

• Клеящий состав: фенолформальдегидные смолы.
• Особенности: шпон пропитывается антипиренами, благодаря чему материал приобретает свойства сниженной горючести, повышенная влагостойкость.
• Применение: в отделке пассажирских вагонов, авто-, корабле-, машино- и авиастроении.

3.2. Фанера классификация по сорту (количеству дефектов)

Сорта обозначаются двумя цифрами (например, Ⅰ/Ⅱ), где первая — лицо, вторая — оборот:

• Сорт Ⅰ — без дефектов, идеальная шлифовка.
• Сорт Ⅱ — мелкие сучки до 5 мм, незначительные царапины.
• Сорт Ⅲ — сучки до 15 мм, вставки шпона, небольшие трещины.
• Сорт Ⅳ — допустимы крупные дефекты, сколы, выпавшие сучки.

Применение по сортам:

• Ⅰ/Ⅰ, Ⅰ/Ⅱ — продукция с высокими требованиями к визуальной эстетике (мебель премиум класса, декор).
• Ⅱ/Ⅱ, Ⅱ/Ⅲ — продукция с высокими требованиями к прочности и практичности (каркасы конструкций, мебели, уличные павильоны и тд.).
• Ⅲ/Ⅲ, Ⅲ/Ⅳ — черновые конструкции, упаковка, опалубка.

3.3. Фанера классифицируется по обработке поверхности

1. Нешлифованная (НШ) — экономичный вариант для скрытых деталей.
2. Шлифованная с одной стороны (Ш1) — компромисс для лицевых поверхностей.
3. Шлифованная с двух сторон (Ш2) — готова к финишной отделке, покраске.

3.4. Фанера классифицируется по толщинам и форматам

Типичные толщины:

• 3–4 мм — моделирование, сувениры, тонкая облицовка.
• 6–10 мм — фасады мебели, перегородки, вывески.
• 12–18 мм — столешницы, полки, конструкционные элементы.
• 20–30 мм — несущие конструкции, ступени, наружная отделка.

Стандартные форматы (мм):

• 1525 × 1525 (ФК, ФБА, трудногорючая)
• 1220 × 2440 (ФСФ, ламинированная, бакелитовая)
• 1250 × 2500 (ФСФ, ламинированная, бакелитовая, трудногорючая)
• 1500 × 3000 (ФСФ, ламинированная, )

4. Какую фанеру выбрать для ЧПУ фрезеровки?

На что точно необходимо обратить внимание при выборе фанеры – так это на репутацию производителя и ее сорт.

Производство фанеры на крупных предприятиях контролируется на всех этапах – от заготовки сырья до упаковки и хранения готовой продукции. Небольшие комбинаты такой системой контроля качества похвастаться не могут, с вытекающими из этого обстоятельствами.

Сорт фанеры – второй важный критерий, который надо учитывать при выборе фанеры для ЧПУ. Чем выше сорт, тем меньше шанс столкнуться с некачественным (колким, разнотонным) сырьем и дефектами клеевого состава (расслоениями, сколами, отслоениями шпона).

В остальном фанера (тип клеящего состава, тип обработки, толщина листа) выбирается в зависимости от специфики стоящих перед вами задач – экологичная фанера нужна или нет, влагостойкая или же нет и тд.

4.1. Клеящий состав:

• Для наружного (уличного) применения — необходимо выбирать влагостойкую фанеру ФСФ или ламинированную;
• Для внутреннего применения — следует ориентироваться на экологически чистую фанеру ФК или ФБА.

4.2. Сорта:

• Сорта I/I, I/Ⅱ выбирают в тех случаях, когда качество продукции оценивается с точки зрения визуальной эстетики.
• Сорта II/II, II/Ⅲ выбирают в тех случаях, когда к продукции предъявляются высокие требованиями с точки зрения прочности и практичности.
• Сорта III/III, III/IV следует рассматривать в тех случаях, когда главная задача вписаться в жёсткие рамки бюджета.

4.3. Толщины:

Толщина фанеры выбирается в зависимости от габаритов деталей и нагрузок, которые будут к ним прикладываться.

• 4-12 мм — Сувенирная продукция, небольшие поделки;
• 12-18 мм — Мебель;
• 18-30 мм — Детали каркасов уличных конструкций.

4.4. Обработка поверхности:

Практически вся фанера в продаже шлифованная. Нешлифованная фанера бывает только IV сорта, ее еще называют строительной.

5. Оборудование для фрезеровки фанеры

5.1. Основные типы станков

Настольные фрезерные станки с ЧПУ

• Назначение: для малых мастерских и прототипирования.
• Рабочая зона: до 800 × 600 мм.
• Мощность шпинделя: 0,8–1,5 кВт.
• Преимущества: компактность, доступная цена, простота обслуживания.

Промышленные станки с ЧПУ

• Назначение: Для серийного производства.
• Рабочая зона: 1200 × 2400 мм и более.
• Мощность шпинделя: 3–6 кВт.
• Особенности: повышенная жёсткость конструкции, предусмотрена возможность установки системы автоматической смены инструмента.

Многошпиндельные станки

• Назначение: Для массового производства однотипных деталей.
• Рабочая зона: 1200 × 2400 мм и более.
• Мощность шпинделя: 2–4 шпинделя 3-6 кВт.
• Особенности: Сокращают время цикла в 2–4 раза.

Универсальные обрабатывающие центры

• Назначение: Для массового производства однотипных деталей.
• Рабочая зона: 1200 × 2400 мм и более.
• Мощность шпинделя: различная.
• Особенности: Комбинируют фрезеровку, сверление, гравировку, 3–5 координатные оси, автоматизация загрузки/выгрузки.

5.2. Ключевые компоненты фрезерного станка

Станина

• Материал: чугун или сварная сталь.
• Функция: гашение вибраций, стабильность геометрии.
• Критерии выбора: масса (от 500 кг), жёсткость конструкции.

Портал

• Материал: сварная сталь.
• Функция: гашение вибраций, стабильность геометрии.
• Критерии выбора: жёсткость конструкции.

Рабочий стол

• Типы: алюминиевый с Т пазами, вакуумный, комбинированный.
• Важные параметры: ровность поверхности (допуск ≤ 0,05 мм), система крепления заготовок, пылеудаление через пазы.

Шпиндель

• Частота вращения: 12 000–24 000 об/мин для фанеры.
• Мощность: от 1,5 кВт (для тонких листов) до 6 кВт (для толстых).
• Охлаждение: воздушное или водяное.
• Крепление инструмента: ручное гайкой, конус ISO 30/40, HSK.

Приводы осей

• Двигатели: сервоприводы с обратной связью (точность ± 0,01 мм) либо шаговые двигатели (бюджетный вариант, точность ± 0,05 мм).
• Направляющие: рельсовые (HIWIN, THK) или цилиндрические с прямой (бюджетный вариант) или косозубой шестерней.
• Редуктора: планетарный или ременная передача (бюджетный вариант).

Система управления

• Контроллеры: DSP, PLC, промышленные ПК.
• ПО: Mach3, LinuxCNC, специализированные системы (например, NC Studio).
• Интерфейсы: USB, Ethernet.

5.3. Системы фиксации заготовок

Вакуумный стол

• Для тонких листов (3–10 мм).
• Равномерное прижатие по всей площади.
• Требует компрессора (производительность ≥ 200 л/мин).

Механические прижимы

• Быстрозажимные струбцины.
• Т пазовые болты с гайками.
• Оптимально для толстых листов (≥ 12 мм).

Комбинированные системы

• Вакуум + уголки/струбцины.
• Для сложных контуров и высокой производительности.

6. Режущий инструмент для фанеры

Правильный подбор фрез — ключевой фактор качества обработки, производительности и срока службы инструмента. Рассмотрим основные типы, критерии выбора и особенности эксплуатации.

6.1. Основные типы фрез для фанеры

Наиболее ходовой ассортимент фрез для фрезеровки фанеры на ЧПУ:

Прямые фрезы

1. Конструкция: прямая заточка лезвий, цилиндрический хвостовик.
2. Применение: выборка пазов, контурная резка, черновая обработка.
3. Варианты: однозаходные, двухзаходные, трехзаходные, четырехзаходные.

Спиральные удаление вверх

1. Конструкция: спиральная заточка с движением стружки вверх;
2. Применение: сверление отверстий;
3. Особенность: непригодны для сквозного реза по причине того, что направление заточки и движение стружки могут привести с возникновению сколов на верхних слоях шпона.
4. Варианты: однозаходные, двухзаходные, трехзаходные, четырехзаходные.

Спиральные удаление вниз

1. Конструкция: спиральная заточка с движением стружки вниз;
2. Применение: изготовление выборок, цековок, четвертей, гравировки изображений или маркировки и др;
3. Особенность: стружка с силой давится вниз, уменьшая риск возникновения сколов на верхних слоях шпона, непригодны для сквозного реза по причине того, что увеличивается риск возникновения сколов на нижних слоях шпона.
4. Варианты: однозаходные, двухзаходные, трехзаходные, четырехзаходные.

Спиральные компрессионные фрезы

1. Конструкция: разнонаправленная спиральная заточка лезвий (верхние часть — заточка вниз, нижняя часть — заточка вверх);
2. Применение: сквозной раскрой фанеры;
3. Преимущества:
• Предотвращает появление сколов одновременно с обеих сторон заготовки;
• Сжимает стружку между деталями, обеспечивая их надежную фиксацию внутри заготовки.
4. Варианты: однозаходные, двухзаходные, трехзаходные.

Рашпильные фрезы («кукуруза»)

• Конструкция: зубчатая поверхность без классических лезвий.
• Применение: грубая выборка, раскрой толстых листов.

V образные фрезы (граверы)

• Угол: 45°– 130°.
• Назначение: гравировка, создание фасок, декоративная резьба.

Сферические (шаровые) фрезы

• Радиус закругления: от 0,5 мм.
• Применение: 3D обработка, рельефная гравировка, используются в мебельной и сувенирной промышленности.

Пазовые фрезы («ласточкин хвост»)

• Форма: трапециевидное сечение.
• Назначение: создание соединительных пазов в мебели.

6.2 Материал режущей части

1. Быстрорежущая сталь (HSS) — бюджетный вариант для низкоскоростной обработки.
2. Твёрдый сплав (карбид вольфрама, WC) — оптимален для ЧПУ (высокая износостойкость, скорость до 24 000 об/мин).
3. Покрытие TiN (нитрид титана) — увеличивает срок службы на 30–50 %.

6.3. Диаметр и длина

1. Диаметр: 3–12 мм (для тонких листов — 3–6 мм; для толстых — 8–12 мм).
2. Длина рабочей части: должна превышать толщину заготовки на 2–3 мм.
3. Хвостовик: стандарт — 6 мм, 8 мм, 12 мм (под цанговый зажим).

6.4. Количество режущих кромок (зубъев)

• 1 — низкая скорость горизонтальной подачи.
• 2 — средняя скорости подачи.
• 3+ — высокая скорость подачи.

6.5. Советы по оптимизации затрат на закупку фрез

1. Следите за скоростными режимами – высокие обороты при медленной подаче увеличивают износ фрезы, слишком низкие обороты при скоростной подаче могут привести к разрушению фрезы.
2. Для фрезерного раскроя фанеры используйте компрессионные фрезы — они практически полностью решают проблему со сколами, сокращают количество брака, вызванного смещением или вылетанием деталей.
3. Выборки, четверти, глухие отверстия, цековки лучше фрезеровать спиральными фрезами с направлением заточки (удалением) вниз.
4. Покупайте фрезы с TiN покрытием — срок службы до 1,5 раза выше.

7. Сферы применения фрезерованной фанеры

Фрезеровка на ЧПУ раскрывает потенциал фанеры как универсального конструкционного и декоративного материала. Ниже — развёрнутый обзор ключевых областей использования.

Мебельное производство

• корпусная мебель (фасады, стенки, полки с пазами и фигурными кромками);
• дизайнерская мебель (столы, стулья, изголовья с резьбой и рельефом);
• вспомогательные элементы (шаблоны, крепёжные узлы, ложементы).

Интерьерный дизайн и отделка

• стеновые и потолочные панели (3D‑панели, акустические панели, фальшбалки);
• перегородки и экраны (зонирующие конструкции, раздвижные панели);
• декоративные элементы (ниши, плинтусы, маскировка коммуникаций).

Реклама и выставочные конструкции

• вывески и логотипы (объёмные буквы, брендированные панели, таблички);
• стенды и промоконструкции (выставочные модули, стойки, подиумы);
• POS‑материалы (держатели, витрины, подарочные коробки).

Строительство и архитектура

• макетирование (архитектурные макеты, модели сооружений, ландшафты);
• шаблоны и формы (опалубка, лекала, кондукторы);
• элементы отделки (фасады, вентиляционные решётки, перфорированные панели).

Сувениры и подарки

• авторские изделия (шкатулки, ключницы, рамки с резьбой);
• праздничная продукция (новогодние украшения, свадебные таблички, медали);
• развивающие игрушки (пазлы, конструкторы, фигурки для раскрашивания).

Упаковка и тара

• подарочная упаковка (коробки с вырезкой, крышки, ложементы);
• транспортная тара (обрешётка, разделители).

Торговое оборудование

• витрины и стеллажи (регулируемые полки, основания, подвесные системы);
• демонстрационные элементы (подставки, стенды, ценникодержатели).

Декор для мероприятий

• фотозоны и арки (каркасы, фоны, объёмные композиции);
• театральные декорации (элементы сценографии, ширмы, реквизиты);
• праздничные конструкции (перегородки, таблички, инсталляции).

Промышленное прототипирование

• опытные образцы (корпуса, макеты, эргономичные детали);
• модели для литья (формы, шаблоны для матриц).

Хобби и творчество

• рукоделие (заготовки, трафареты, основы для декупажа);
• моделизм (детали для моделей, миниатюры, рельсовые пути);
• светильники и декор (абажуры, бра, подсвечники с гравировкой).

8. Экологические аспекты фрезеровки фанеры

Фрезеровка фанеры на ЧПУ-станке считается более экологичной по сравнению с лазерной резкой, так как не создаёт продуктов горения. Однако при обработке выделяются древесная пыль и возможные летучие вещества из клеевого состава, что требует соблюдения мер безопасности.

1. Выбросы в атмосферу. При фрезеровке образуется древесная пыль, которая может загрязнять воздух и вызывать респираторные заболевания. Некоторые виды фанеры содержат формальдегид и фенол, которые при обработке могут выделяться в окружающую среду.
2. Отходы производства. Обрезки, стружка и пыль требуют правильной утилизации. Неправильное обращение с ними может привести к загрязнению почвы и воды.
3. Сухая обработка минимизирует использование смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), что снижает экологическую нагрузку и затраты на утилизацию.
4. Энергоэффективные приводы помогут сократить энергопотребление станков.
5. Рециркуляция отходов позволит перерабатывать стружку и обрезки для повторного использования в производстве ДСП, МДФ или биотоплива.

8.1 Классы эмиссии формальдегида:

• Е0 — до 6 мг/100 г (минимальное содержание, редко встречается).
• Е1 — 7–9 мг/100 г (допустимо для внутренних работ).
• Е2 — 10–30 мг/100 г (для наружных работ).

Таким образом, экологичность фанеры зависит от её марки и класса эмиссии, а фрезеровка на ЧПУ-станке требует соблюдения мер безопасности и использования систем очистки воздуха. Для минимизации воздействия на окружающую среду рекомендуется выбирать экологичные марки фанеры и оптимизировать процессы обработки.

8.2 Рекомендации при фрезеровке:

• Использовать фрезы, подходящие для типа фанеры (например, компрессионные фрезы).
• Настраивать оптимальные режимы резания (скорость подачи, обороты шпинделя) для снижения износа инструмента и образования пыли.
• Добивайтесь максимально компактного расположения деталей на листе, по возможности сокращайте количество отходов.

9. Перспективы развития технологии

Перспективы развития технологии фрезеровки фанеры на ЧПУ связаны с внедрением инновационных решений, расширением сфер применения и повышением эффективности производства. Основные направления включают цифровизацию, экологизацию, расширение возможностей материалов и интеграцию с другими технологиями.

9.1. Цифровизация и автоматизация

• Исственный интеллект и машинное обучение будут играть ключевую роль в оптимизации процессов. ИИ сможет анализировать данные для подбора оптимальных параметров обработки, создавать программы ЧПУ на основе 3D-моделей и прогнозировать поломки оборудования.
• Интернет вещей (IoT) позволит удалённо мониторить работу станков, автоматически корректировать параметры обработки и интегрировать все этапы производства в единую систему.
• Виртуальная и дополненная реальность (VR/AR) могут использоваться для обучения операторов и проектирования деталей, что ускорит процесс разработки новых изделий.

9.2. Развитие материалов и инструментов

• Новые материалы для фрез повысят стойкость и производительность инструментов, что сократит время простоя оборудования.
• Улучшенные системы охлаждения позволят работать на более высоких скоростях без риска перегрева.
• Биомиметические инструменты, имитирующие природные структуры, могут улучшить качество обработки и снизить износ оборудования.

9.3. Интеграция с аддитивными технологиями

• Гибридные станки, сочетающие 3D-печать и фрезеровку, расширят возможности создания сложных геометрических форм, недоступных при традиционной обработке.
• Комбинирование методов обработки (например, лазерная гравировка с фрезеровкой) позволит создавать многофункциональные изделия с уникальным дизайном.

9.4. Расширение сфер применения

• Параметрическая мебель и индивидуальные заказы станут более востребованными благодаря возможности быстрого проектирования и производства сложных форм.
• 3D-фрезеровка будет активно использоваться в мебельном производстве, создании декоративных элементов, иконок, панно и других изделий, требующих высокой детализации.
• Строительство и архитектура получат новые возможности для изготовления оконных рам, дверных полотен, элементов фасадов и малых архитектурных форм.
• Рекламная индустрия продолжит использовать фрезеровку для создания вывесок, табличек и объёмных конструкций.

Заключение

В данной статье мы подробно рассмотрели технологию фрезерного раскроя фанеры на ЧПУ — основные преимущества технологии, обсудили экономический смысл ее внедрения в промышленность, вместе с тем рассмотрели свойства фанеры и то, какая фанера наилучшим образом подходит для фрезерных работ на ЧПУ, изучили устройство и характеристики станков, перечислили наиболее популярные и распространенные конструкции режущего инструмента, в заключение подняли тему экологии и того вклада, который вносит в дело сохранения экологии фрезерная резка на ЧПУ.

В качестве вывода хотелось бы отметить, что у технологии большие перспективы. Развитие цифровых технологий сделает запрос на высокоточное производство еще более актуальным. Экономике нового технологического уклада нужны технологии с гибким подходом к задачам, высокой скоростью и безопасностью, бережным отношением к окружающей среде.

Наша компания ФРЕЗЕРОВКА.МОСКВА прикладывает много усилий в популяризацию технологии — мы тесно сотрудничаем с архитекторскими бюро и дизайн-студиями, промышленными предприятиями, строительными компаниями. Всем нашим партнерам и заказчикам мы стараемся раскрыть новые возможности, которые открываются при использовании фрезерного раскроя фанеры на ЧПУ.