Электрический гравёр: выбираем дремель или бормашину
Большинство мастеровых и специалистов в обработке разных материалов используют для тонких работ электрические гравёры и бормашины, которые в народе чаще называют просто дремель. Они должны точно соответствовать целям применения, а значит, настало время рассмотреть отличия и особенности выбора такого инструмента для своей мастерской или небольших домашних задач.
Dremel 4000-6/50
Три важнейших критерия для любой бормашины — потребляемая мощность, диапазон оборотов и крутящий момент. Мощность — весьма относительное понятие, реальная производительность рабочего органа бормашины зависит как от КПД двигателя, так и от эффективности системы управления оборотами. Тем не менее, именно по мощности можно довольно точно определить пригодность бормашины для обработки деталей различной массивности:
Соотношение скорости вращения шпинделя и крутящего момента определяется исключительно свойствами обрабатываемых материалов. Так, для фрезерования пластика и вязких металлов требуются невысокие обороты с высоким крутящим моментом от 3,5–5 Н/см. В свою очередь резьба по камню, кости и обработка шлифованием требуют скорости вращения не менее 35–40 тыс. об/мин, а крутящий момент — вторичный параметр, определяющий величину съёма материала за один проход. Все эти нюансы будут рассмотрены в ходе нашего обзора.
Интересующимся следует знать, что под брендом Dremel выпускается ограниченное число электроинструмента, и в основном это ротационные ручные бормашины. Их ассортимент достаточно большой — десяток моделей различной мощности с разным соотношением скорости шпинделя к крутящему моменту. Как правило, брендовые инструменты приобретаются не для разовых работ, а с расчётом на их окупаемость в ходе профессиональной деятельности. Для новичков бормашины Dremel или Proxxon также могут стать выгодным приобретением, этот инструмент обладает солидным запасом надёжности и достаточно терпимо относится к ошибкам при выборе режимов обработки. Кроме того, у фирменного инструмента отсутствуют такие болезни, как неточная посадка цанги, проблемы с охлаждением, центровкой и балансировкой двигателя. Однако покупка фирменной бормашины будет адекватным решением лишь в том случае, если инструмент будет использоваться более-менее регулярно, а не только в качестве пробы.
Dremel 7700-1/15 MultiPro 7.2-Volt
Но как же другие типы бормашин? Всего можно выделить не менее пяти:
Saeyang Marathon Multi 600 DUO
Если в ходе изучения нижеизложенного материала вы придёте к выводу, что для ваших целей идеально подходит определённый тип инструмента, лучше не ориентироваться на конкретного производителя. Сопоставив особенности обработки некоторых материалов и условия работы, нужно установить точные характеристики оборудования, а уже после этого задумываться над вопросом качества и надёжности.
Работа с борфрезами требует максимально точного и правильного выбора режима резания. С увеличением радиальной удалённости режущих кромок от оси шпинделя возрастает угловая скорость, соответственно, требуется снижать частоту оборотов шпинделя. Скорость вращения режущего инструмента должна быть достаточно высокой для эффективного отброса стружки, при этом не слишком большой, чтобы кромки успевали срезать порции материала, а не тёрлись о поверхность без толку.
Proxxon Battery-Powered Drill/Grinder IBS/A
Также нужно учитывать вязкость, плавкость и твёрдость материалов. Практически ни один вид фрезерной оснастки не рассчитан на работу при скорости свыше 30–35 тыс. об/мин, причём на предельных скоростях используются преимущественно игольчатые фрезы. Указанная выше предельная скорость определена для твёрдых металлов вроде стали и камня, а вот для фторопласта или полиэтилена эта планка снижается до 4–6 тыс. об/мин, на более высоких скоростях стружка попросту плавится. Работа борфрезами требует достаточно точной и плавной регулировки скорости, позволяющей отладить режим резания на бросовых образцах материала.
Обработка абразивным шлифованием, напротив, рассчитана на высокую скорость вращения, что способствует более качественному охлаждению рабочей поверхности и эффективному удалению снятой микростружки. Для такого режима оптимально подойдут бормашины, способные выдавать 50 тыс. оборотов и более. Крутящий момент для такого вида обработки не имеет принципиального значения, ведь шлифовка и полировка относятся к финальным видам обработки, где съём материала совершенно мизерный. Отдельную от шлифования и фрезерования позицию занимает работа алмазными борфрезами, для которых требуется как можно более высокая скорость вращения шпинделя — от 100 тыс. оборотов в минуту.
Устройство прямого ротационного гравёра
Бормашины с микродвигателем имеют отдельно стоящий блок питания, при этом электромотор расположен в рукоятке, а блок питания — в отдельном корпусе. Такая компоновка обеспечивает более высокую эргономику за счёт сниженного веса и удобство управления бормашиной с помощью педали. Другое достоинство микродвигателей — возможность использовать более эффективные схемы источников питания и регулировки оборотов, обладающие большими габаритными размерами и требующими активного охлаждения компонентов. В качестве микродвигателя может использоваться как обычный коллекторный двигатель постоянного тока, так и бесщёточный, рассчитанный на более точную регулировку оборотов.
Бормашина «Профиль Б-05» с блоком питания «Профиль-6Т»
Особый тип бормашин с отдельно стоящим двигателем — подвесные, они рассчитаны на соединение шпинделя с наконечником посредством гибкого вала. Основное достоинство таких бормашин — практически отсутствующий предел мощности. Также можно указать на возможность присоединения к валу широкого ряда наконечников, которые сами по себе достаточно дёшевы. Помимо ротационных рукояток могут использоваться и гравировальные ударного действия, рассчитанные на установку штихеля или стамески для резьбы по дереву.
Подвесная бормашина
Теми же достоинствами, обусловленными компоновкой, обладают и пневматические бормашины, но наконечники у них имеют более высокую стоимость и рассчитаны на использование при крайне высоких скоростях вращения — более 300 тыс. об/мин.
Пневматическая бормашина Sealey GSA671 Air Die Grinder
Однако в контексте работы бормашиной питание от аккумулятора может иметь дополнительную выгоду. Например, при обработке кости, некоторых видов пластмасс и стеклокомпозита требуется шлифовка и фрезеровка в мокром режиме. Степень защиты сетевого инструмента не позволяет обрабатывать материал с подачей СОЖ, а вот в случае работы аккумуляторным инструментом как минимум исключается вероятность получения электротравмы.
Bosch GRO 10,8 V-LI Professional
Отдельно упомянем о таком недостатке аккумуляторных бормашин, как рост массы, выраженный ещё сильнее в сравнении с сетевыми ручными инструментами. О каком-либо удобстве работы с такой бормашиной можно говорить при потребляемой мощности до 70–100 Вт, более производительный инструмент не может использоваться продолжительное время — попросту устаёт и затекает рука.
Milwaukee 2460-21 M12™ Rotary Tool Kit
Вибрация бормашины категорически недопустима, ведь даже при малейшем дрожании через 3–5 минут работы в руках появляется болезненный зуд, происходит необратимое повреждение кистевых и фаланговых суставов. Вибрация в бормашинах появляется как следствие резонанса, возникающего из-за передачи колебаний от рабочего органа двигателю и наоборот. Основная причина такого явления — плохая центровка якоря, наличие некачественного узла промежуточной кинематической передачи или излишне жёсткое закрепление двигателя. Оптимально, если крепление якоря коллекторного двигателя выполнено в амортизационных стаканах и имеется фиксация шпинделя игольчатым беззазорным подшипником. Для двигателей постоянного тока наилучший способ крепления — посадка корпуса мотора в неопреновые сегментные обкладки, как это выполнено в бормашинах Dremel. Также оригинальное техническое решение применено в инструментах торговой марки «Профиль» — соединение шпинделя с двигателем демпферной муфтой.
Silverline 794340 Rotary Tool Flexi Drive Shaft
Качество регулировки оборотов зависит от схемы и типа двигателя. В ручных сетевых бормашинах используется резистивная или электронная схема изменения приложенного напряжения, подкупающая своей дешевизной и простотой, этот же принцип управления реализован в большей части бюджетных бормашин с микродвигателем. Недостаток такой схемы — существенное падение крутящего момента на низких оборотах и малая точность регулировки. В то же время в качественных подвесных бормашинах и микродвигателях используется ШИМ-регулировка, не имеющая описанных недостатков.
Dremel 4000-6/50Какие работы планируется выполнять
В нашем ликбезе мы дадим ответы на большинство популярных вопросов касаемо ручных бормашин и гравёров. Важнейший из них — чем обусловлено такое разнообразие инструмента и какова специализация отдельных разновидностей. Первое, что нужно понять начинающему гравировщику или любителю микрообработки — бормашина не является универсальным инструментом. Перед её покупкой необходимо точно знать, какие операции будут проводиться в ходе работы, и какие конкретно материалы будут подвергаться обработке.Три важнейших критерия для любой бормашины — потребляемая мощность, диапазон оборотов и крутящий момент. Мощность — весьма относительное понятие, реальная производительность рабочего органа бормашины зависит как от КПД двигателя, так и от эффективности системы управления оборотами. Тем не менее, именно по мощности можно довольно точно определить пригодность бормашины для обработки деталей различной массивности:
- Для гравировки и фактурирования — до 50–70 Вт.
- Для художественной резьбы — 100–150 Вт.
- Для резки и шлифовки мелких деталей — 100–250 Вт.
- Для многопрофильных работ с массивными деталями — от 200 Вт.
Соотношение скорости вращения шпинделя и крутящего момента определяется исключительно свойствами обрабатываемых материалов. Так, для фрезерования пластика и вязких металлов требуются невысокие обороты с высоким крутящим моментом от 3,5–5 Н/см. В свою очередь резьба по камню, кости и обработка шлифованием требуют скорости вращения не менее 35–40 тыс. об/мин, а крутящий момент — вторичный параметр, определяющий величину съёма материала за один проход. Все эти нюансы будут рассмотрены в ходе нашего обзора.
Пара слов о «Дремелях»
Часто бормашины ошибочно называют дремелями, хотя это лишь одна из торговых марок. Более осведомлённые люди задаются вопросом: действительно ли дорогостоящие фирменные инструменты такого класса стоят потраченных средств и оправдывает ли себя такая покупка при отсутствии опыта использования?Интересующимся следует знать, что под брендом Dremel выпускается ограниченное число электроинструмента, и в основном это ротационные ручные бормашины. Их ассортимент достаточно большой — десяток моделей различной мощности с разным соотношением скорости шпинделя к крутящему моменту. Как правило, брендовые инструменты приобретаются не для разовых работ, а с расчётом на их окупаемость в ходе профессиональной деятельности. Для новичков бормашины Dremel или Proxxon также могут стать выгодным приобретением, этот инструмент обладает солидным запасом надёжности и достаточно терпимо относится к ошибкам при выборе режимов обработки. Кроме того, у фирменного инструмента отсутствуют такие болезни, как неточная посадка цанги, проблемы с охлаждением, центровкой и балансировкой двигателя. Однако покупка фирменной бормашины будет адекватным решением лишь в том случае, если инструмент будет использоваться более-менее регулярно, а не только в качестве пробы.
Dremel 7700-1/15 MultiPro 7.2-VoltНо как же другие типы бормашин? Всего можно выделить не менее пяти:
- Ручные ротационные бормашины.
- Бормашины с микродвигателем.
- Подвесные бормашины.
- Гравёры.
- Пневматические бормашины.
Saeyang Marathon Multi 600 DUOЕсли в ходе изучения нижеизложенного материала вы придёте к выводу, что для ваших целей идеально подходит определённый тип инструмента, лучше не ориентироваться на конкретного производителя. Сопоставив особенности обработки некоторых материалов и условия работы, нужно установить точные характеристики оборудования, а уже после этого задумываться над вопросом качества и надёжности.
Нюансы обработки разных материалов
Обработка материалов с помощью бормашин и гравёров выполняется либо резанием, то есть фрезерованием, либо абразивным шлифованием. Особый режим обработки реализован в гравёрах, они по сути своей являются микроперфораторами, то есть обрабатывают материал высокочастотным ударным методом. И если при работе с гравёром режим обработки определяется по большей части силой нажима на инструмент, то эффективность резания и шлифовки бормашиной зависит от скорости и крутящего момента.Работа с борфрезами требует максимально точного и правильного выбора режима резания. С увеличением радиальной удалённости режущих кромок от оси шпинделя возрастает угловая скорость, соответственно, требуется снижать частоту оборотов шпинделя. Скорость вращения режущего инструмента должна быть достаточно высокой для эффективного отброса стружки, при этом не слишком большой, чтобы кромки успевали срезать порции материала, а не тёрлись о поверхность без толку.
Proxxon Battery-Powered Drill/Grinder IBS/AТакже нужно учитывать вязкость, плавкость и твёрдость материалов. Практически ни один вид фрезерной оснастки не рассчитан на работу при скорости свыше 30–35 тыс. об/мин, причём на предельных скоростях используются преимущественно игольчатые фрезы. Указанная выше предельная скорость определена для твёрдых металлов вроде стали и камня, а вот для фторопласта или полиэтилена эта планка снижается до 4–6 тыс. об/мин, на более высоких скоростях стружка попросту плавится. Работа борфрезами требует достаточно точной и плавной регулировки скорости, позволяющей отладить режим резания на бросовых образцах материала.
Обработка абразивным шлифованием, напротив, рассчитана на высокую скорость вращения, что способствует более качественному охлаждению рабочей поверхности и эффективному удалению снятой микростружки. Для такого режима оптимально подойдут бормашины, способные выдавать 50 тыс. оборотов и более. Крутящий момент для такого вида обработки не имеет принципиального значения, ведь шлифовка и полировка относятся к финальным видам обработки, где съём материала совершенно мизерный. Отдельную от шлифования и фрезерования позицию занимает работа алмазными борфрезами, для которых требуется как можно более высокая скорость вращения шпинделя — от 100 тыс. оборотов в минуту.
Тип и расположение двигателя
Классический тип ручной бормашины имеет моноблочное исполнение. В корпусе располагается коллекторный двигатель, вал его якоря одновременно служит шпинделем, на конце которого расположена цанга для крепления оснастки. В задней части корпуса находится простейшая схема регулировки оборотов, принцип действия которой — изменение приложенного напряжения. К достоинствам такой компоновки можно отнести высокую точность, простоту и надёжность, к недостаткам — существенный рост массы инструмента с увеличением мощности.Устройство прямого ротационного гравёраБормашины с микродвигателем имеют отдельно стоящий блок питания, при этом электромотор расположен в рукоятке, а блок питания — в отдельном корпусе. Такая компоновка обеспечивает более высокую эргономику за счёт сниженного веса и удобство управления бормашиной с помощью педали. Другое достоинство микродвигателей — возможность использовать более эффективные схемы источников питания и регулировки оборотов, обладающие большими габаритными размерами и требующими активного охлаждения компонентов. В качестве микродвигателя может использоваться как обычный коллекторный двигатель постоянного тока, так и бесщёточный, рассчитанный на более точную регулировку оборотов.
Бормашина «Профиль Б-05» с блоком питания «Профиль-6Т»Особый тип бормашин с отдельно стоящим двигателем — подвесные, они рассчитаны на соединение шпинделя с наконечником посредством гибкого вала. Основное достоинство таких бормашин — практически отсутствующий предел мощности. Также можно указать на возможность присоединения к валу широкого ряда наконечников, которые сами по себе достаточно дёшевы. Помимо ротационных рукояток могут использоваться и гравировальные ударного действия, рассчитанные на установку штихеля или стамески для резьбы по дереву.
Подвесная бормашинаТеми же достоинствами, обусловленными компоновкой, обладают и пневматические бормашины, но наконечники у них имеют более высокую стоимость и рассчитаны на использование при крайне высоких скоростях вращения — более 300 тыс. об/мин.
Пневматическая бормашина Sealey GSA671 Air Die GrinderСетевой или аккумуляторный
Стандартная выгода питания от аккумуляторов — возможность работать без подключения к электрической сети. Это преимущество проявляется особенно ярко при работе в труднодоступных местах или на неэлектрифицированных объектах. Недостатки также очевидны — ограниченное зарядом аккумулятора время работы и лимитированный срок службы самой батареи.Однако в контексте работы бормашиной питание от аккумулятора может иметь дополнительную выгоду. Например, при обработке кости, некоторых видов пластмасс и стеклокомпозита требуется шлифовка и фрезеровка в мокром режиме. Степень защиты сетевого инструмента не позволяет обрабатывать материал с подачей СОЖ, а вот в случае работы аккумуляторным инструментом как минимум исключается вероятность получения электротравмы.
Bosch GRO 10,8 V-LI ProfessionalОтдельно упомянем о таком недостатке аккумуляторных бормашин, как рост массы, выраженный ещё сильнее в сравнении с сетевыми ручными инструментами. О каком-либо удобстве работы с такой бормашиной можно говорить при потребляемой мощности до 70–100 Вт, более производительный инструмент не может использоваться продолжительное время — попросту устаёт и затекает рука.
Эргономика и управление
При выборе бормашины особе значение имеет удобство хвата корпуса и отсутствие вибрации. Если с первым фактором всё относительно понятно — достаточно просто подержать инструмент в руках и опробовать его в работе перед покупкой, то избавление от вибрации целиком зависит от устройства и компоновки двигателя со шпинделем. Если оценить эргономику не представляется возможным, как это бывает при заказе в интернет-магазинах, следует обратить внимание на качество литья, форму корпуса и наличие резиновых накладок, исключающих проскальзывание.Milwaukee 2460-21 M12™ Rotary Tool KitВибрация бормашины категорически недопустима, ведь даже при малейшем дрожании через 3–5 минут работы в руках появляется болезненный зуд, происходит необратимое повреждение кистевых и фаланговых суставов. Вибрация в бормашинах появляется как следствие резонанса, возникающего из-за передачи колебаний от рабочего органа двигателю и наоборот. Основная причина такого явления — плохая центровка якоря, наличие некачественного узла промежуточной кинематической передачи или излишне жёсткое закрепление двигателя. Оптимально, если крепление якоря коллекторного двигателя выполнено в амортизационных стаканах и имеется фиксация шпинделя игольчатым беззазорным подшипником. Для двигателей постоянного тока наилучший способ крепления — посадка корпуса мотора в неопреновые сегментные обкладки, как это выполнено в бормашинах Dremel. Также оригинальное техническое решение применено в инструментах торговой марки «Профиль» — соединение шпинделя с двигателем демпферной муфтой.
Silverline 794340 Rotary Tool Flexi Drive ShaftКачество регулировки оборотов зависит от схемы и типа двигателя. В ручных сетевых бормашинах используется резистивная или электронная схема изменения приложенного напряжения, подкупающая своей дешевизной и простотой, этот же принцип управления реализован в большей части бюджетных бормашин с микродвигателем. Недостаток такой схемы — существенное падение крутящего момента на низких оборотах и малая точность регулировки. В то же время в качественных подвесных бормашинах и микродвигателях используется ШИМ-регулировка, не имеющая описанных недостатков.