Máy CNC router khắc gỗ: phay 2D, 2,5D, 3D và cách chọn mũi dao

Máy CNC router khắc gỗ là máy phay điều khiển bằng máy tính: một mũi dao xoay rất nhanh gắn trên trục chính, chạy theo ba trục X, Y, Z để lấy gỗ đi theo đường đã lập trình. Phay 2D là cắt hình theo đường viền ở một độ sâu; phay 2,5D là đục lõm, khắc chữ chữ V với độ sâu thay đổi nhưng không có chỗ khuất; phay 3D là tạc phù điêu, tượng có bề mặt cong liên tục. Khác laser, CNC lấy gỗ bằng lưỡi cắt nên tạo được khối nổi thật.

CNC router khác máy laser thế nào

Hai loại máy hay bị nhầm vì cùng chạy từ file máy tính và cùng dùng trên gỗ. Nhưng bản chất khác nhau hẳn:

Ở các làng nghề đồ gỗ, máy CNC nhiều đầu (một khung máy gắn nhiều trục chính chạy cùng lúc) đã trở thành quen thuộc để đục thô hàng loạt, rồi thợ đục tinh bằng tay. Bài phân biệt chạm tay và chạm máy ở danh mục "Xem, mua và giữ đồ chạm" chỉ cách nhận ra dấu vết của nó.

2D, 2,5D và 3D: ba cấp độ

Phay 2D: cắt theo đường viền

Mũi dao xuống một độ sâu cố định rồi chạy theo đường viền. Dùng để cắt rời chữ gỗ, cắt chi tiết đồ mộc, cắt miếng ghép. Nếu tấm gỗ dày hơn khả năng cắt một lượt, máy xuống từng nấc. Đây là việc đơn giản nhất, file chỉ cần đường vector khép kín.

Phay 2,5D: độ sâu thay đổi nhưng không có chỗ khuất

Mũi dao lên xuống trong lúc chạy, nhưng mỗi điểm trên mặt gỗ chỉ có một độ sâu. Thuộc nhóm này:

• Khắc chữ V (V-carve): dùng mũi dao hình chữ V. Nét chữ rộng thì dao xuống sâu, nét hẹp thì dao nông, tạo đáy nhọn và vách xiên như chữ đục tay trên hoành phi. Đây là kỹ thuật làm biển gỗ phổ biến nhất.
• Phay hốc (pocket): đục lõm một vùng phẳng đáy, để làm khay, ô chứa, nền chìm cho chữ nổi.
• Chữ nổi: phay hốc phần nền quanh chữ, chữ còn lại cao lên.

Phay 3D: bề mặt cong liên tục

Từ một mô hình 3D hoặc một bản đồ độ cao (ảnh xám mà màu sáng là cao, màu tối là thấp), phần mềm tính đường chạy cho mũi dao đầu tròn quét qua quét lại, mỗi lượt lệch nhau một chút. Kết quả là một bức phù điêu có mặt cong mềm: bông sen, con cá chép, mặt rồng, phong cảnh.

Phay 3D trên máy ba trục vẫn có giới hạn: mũi dao chỉ đi từ trên xuống, nên không tạo được chỗ khuất (phần bị che phía dưới một phần khác). Chạm lộng nhiều tầng, cánh tay tượng tách khỏi thân, những chỗ đó thợ tay vẫn phải làm. Muốn tạc tượng tròn, máy cần trục quay thứ tư (xoay phôi) hoặc máy năm trục, đắt và phức tạp hơn nhiều.

Mũi dao: chọn đúng mới ra đẹp

Quy tắc của thợ phay 3D giống của thợ đục tay: khối lớn trước, chi tiết sau. Lượt đầu dùng mũi phẳng to đục thô, để lại lớp dư mỏng. Lượt sau dùng mũi tròn nhỏ phay tinh. Bước dịch giữa hai đường dao (stepover) càng nhỏ, bề mặt càng mịn, nhưng thời gian chạy tăng lên rất nhanh.

Gỗ và máy: vẫn phải đọc thớ

• Thớ gỗ ảnh hưởng tới mặt phay: chạy ngang thớ ở gỗ mềm dễ xơ mép. Phay tinh lượt cuối theo hướng dọc thớ thường mịn hơn.
• Gỗ phải khô và ổn định: gỗ còn ẩm phay xong co ngót, bức phù điêu nứt hoặc cong. Điều này đúng với mọi đồ chạm, máy hay tay.
• Kẹp phôi chắc chắn: phôi xê dịch giữa chừng là hỏng cả tấm, và có thể làm gãy mũi văng ra. Dùng kẹp, vít bắt xuống tấm lót, hoặc bàn hút chân không.
• Tốc độ quay và tốc độ chạy phải hợp nhau: mũi cọ mà không cắt thì gỗ cháy sém và mũi nhanh cùn; chạy quá nhanh thì gãy mũi. Nhà sản xuất mũi dao thường có bảng gợi ý, hãy tra bảng của chính loại mũi bạn dùng.

An toàn với máy CNC router

1. Không bao giờ đưa tay vào vùng làm việc khi trục chính còn quay. Kể cả để phủi phoi. Dừng hẳn, chờ mũi đứng yên.
2. Kính bảo hộ: phoi và mảnh mũi gãy có thể bắn ra.
3. Chống ồn: trục chính và máy hút bụi chạy hàng giờ, tai cần nút hoặc chụp chống ồn.
4. Bụi gỗ: CNC sinh bụi mịn nhiều hơn đục tay. IARC xếp bụi gỗ là chất gây ung thư nhóm 1 với người. Dùng máy hút bụi gắn chụp quanh mũi dao, đeo khẩu trang lọc bụi loại N95 hoặc P2 khi dọn, không dùng khí nén thổi bụi.
5. Không mặc đồ rộng, tóc dài phải buộc gọn, không đeo găng vải khi thao tác gần trục quay.
6. Biết nút dừng khẩn và chạy thử chương trình mới ở chế độ "chạy không" (mũi nâng cao) trước khi cắt thật.
7. Không để máy chạy khi không có người trông: mũi cùn cọ gỗ có thể cháy, phoi tích trong ống hút có thể bén lửa.

Máy có lấy mất nghề không

Câu hỏi này được nhắc ở nhiều làng nghề. Thực tế thường thấy là máy thay phần việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại nhất: đục thô, phá khối, cắt chi tiết giống nhau. Phần cần mắt và tay vẫn là của người: chỉnh độ ngọt của nét, đục chỗ khuất, làm chạm lộng nhiều tầng, sửa chỗ thớ gỗ phản ứng khác dự tính. Một bức chạm máy chưa qua tay thợ thường nhìn đều tăm tắp nhưng "đơ", thiếu những chỗ nhấn mà người thợ cố ý để lại.

Việc làm được ngay

Nếu bạn muốn thử CNC mà chưa có máy, hãy bắt đầu từ phần mềm: vẽ một biển tên nhỏ bằng phần mềm vector miễn phí, chuyển chữ thành đường, rồi mang tới một xưởng CNC nhờ phay chữ V lên tấm gỗ thông. Hỏi xưởng xem họ chọn mũi bao nhiêu độ, chạy mấy lượt. Cầm tấm biển về, so với một nét chữ đục tay trên hoành phi ở đình gần nhà, bạn sẽ thấy rõ máy làm giỏi gì và tay người còn giữ được gì.