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了解CNC木工项目的木材属性

机器师在CNC木工中,通常会使木材混淆为“易于机器材料”,因为材料的材料比金属更柔软。在某种意义上,这是真的,因为您可以在CNC木工中编写木材切割参数,与大多数金属相比,饲料率高。然而,另一方面,木材有许多需要考虑的独特性质,以便优化切割过程最大效率

用于CNC木工的木材类型

木工有3个主要的木材:硬木,软木和工程木材。

硬木

硬木树的教科书定义是一种高昂的,更常见于阔叶树。一些例子是橡树,桦木和枫树。这些类型的树木通常用于制造优质家具,甲板,地板和施工部件。

软木

软木是针叶树,有时称为裸子植物。这些通常少于硬木,因此与机器更容易相关。不要让名人欺骗你:一些柔软的树林比一些硬木更难。哈维工具的速度和饲料图表为其提供用于木材的材料特定端铣刀被詹娜的硬度分类为这一确切原因。Janka硬度是一种改进的硬度刻度,专门用于分类木材类型的测试。

软木用于制作家具,但也可用于门,窗玻璃和纸制品。几个例子是松树和雪松树。表1列出了20个常见的树木,詹娜娜硬度。

共同名称: 詹娜帝国硬度:
贝尔萨 90.
Buckeye,黄色 350.
柳树,黑色 360.
松树,糖 380.
西杨,东部 430.
Chesnut,美国 540.
松树,红色 560.
道格拉斯 - 冷杉,内部北 600
桦木,灰色 760.
灰,黑色 850.
雪松,东方红色 900
樱桃,美国黑色 950.
核桃,黑色 1010.
山毛榉,美国 1300
橡木,白色 1360.
枫树,糖 1450.
苹果 1730.
樱桃,巴西人 2350.
橄榄 2700
玫瑰木,印度人 3170.
表1:曼卡普通森林的硬度

工程森林

工程木材或复合木材,是任何类型的木纤维,颗粒或股线材料与粘合剂或粘合剂一起保持在一起。虽然这些材料中的一些比实木的更容易,但保持材料的粘合剂可以极其磨蚀。这可能导致早产工具磨损在CNC木工时创造困难。重要的是要注意,一些类型的工程树木比其他类型更难以,特别是那些具有较高粘合材料的人。这些类型应编程侵略性的速度和饲料不那么少。例如,中密度纤维板(MDF)如果比胶合板更难以机器,而且比酚醛更容易机器。

CNC木工的堆栈中密度纤维板片断
图1:中密度纤维板的示例

木头的性质

晶粒尺寸

技术上,木材可以被认为是一种天然复合材料,因为它由由木质素和半纤维素组成的纤维胶状基质组成的坚固且柔性的纤维素纤维组成。如果您认为在施工方面,纤维素纤维将是钢钢筋,并且混凝土将是木质素和半纤维素。具有大纤维素纤维的木材被认为是粗粒(橡木和灰分)。具有较小和更少纤维的树林被认为是细粒度(松树和枫木)。软木倾向于细粒度,因此刻板被刻板化,因为它们更容易机器,因为它们没有尽可能多的强纤维剪切。重要的是要注意,并非所有的硬木树都是粗粒,而不是所有软木树都是细粒度的。

CNC木工的天然木纤维图
图2:构成天然木材的纤维简化图。纤维素纤维在该描绘中垂直延伸。

水分含量(MC)

水分含量(MC)是加工木材时最重要的变量之一。与木材建造任何东西的一个极其常见的问题是它倾向于经过翘曲。空气中的水分变异不可避免地影响木材内的水分含量。水分含量的任何变化(是否增加或减少)会扰乱工件的形状。这就是为什么人们必须考虑到哪种类型的水分在最终休息的地方。

平衡含水量(EMC)

当木材达到水分含量的平衡点时,会发生平衡水分含量(EMC)。内部EMC跨美国的平均值约为8%,外部值平均约12%。由于温度和湿度的差异,这些价值随着温度和湿度的差异而变化。例如,美国东南部的平均内部EMC为11%,而西南平均约为6%(不包括沿海地区)。重要的是要考虑最终产品将遇到哪些地区和应用程序,以便在加工之前选择具有正确水分含量的木材。大多数种类的扁平木材将在MC的每4%变化变化时变为1%。翘曲方向取决于晶粒取向。

美国地图显示平均区域室内EMC
图4:普通区域室内EMC

通常,随着水分含量的增加,运行的功率要求,主要是因为密度的浪涌。木材密度随着MC上升而增加。在CNC木工过程中,可能需要额外的功率将较重的芯片推出切割区域。值得注意的是,与合成聚合物一样,木材是一种吸收能量,因为它变得湿润的粘弹性材料。随着MC的增加,其机械性能的比例极限增大。

加工某些类型的木材时,切割区域温度会随着MC的增加而浪涌,但在其他物种中它将下降。在加工木材时通过含水量高于10%的水分,可以安全且避免快速工具磨损。哈维工具速度和饲料图表表明每MC百分比点数减少30点。但是,尽管如此,它取决于正在加工的木材类型和正在执行的操作类型。

温度变化不是较高的水分含量与快速工具磨损相关的唯一原因。木材内的水分不仅与水有关,还与水中的树脂,糖,油,淀粉,生物碱和单宁呈现在水中。这些物质与高速钢的特别良好,以及碳化物的较小程度。

结及其对CNC木工的影响

结是分支或肢体的一部分,其已结合在树的躯干中。结对木材力学性能的影响是由于连续性的中断和与其相关的木纤维方向的变化。这些属性在这部分木材中较低,因为结的纤维被扭曲并导致应力浓度。“检查”(由于收缩而裂开)通常发生在干燥过程中的结周围。垂直于谷物的硬度和强度是通常降低机械性能的例外。由于这些最后两个例外,在遇到工件的打结时,应减少木工加工参数以避免冲击载荷。

硬木典型的天然木结
图5:典型结的照片