CNC-jyrsinnän aloittaminen: täydellinen opas aloittelijalle

Ostit juuri CNC-jyrsimen. Se saapui laatikossa, joka painaa enemmän kuin koirasi, ja kokoamisohjeissa oletetaan, että tiedät jo, mitä "karan linjaus" tarkoittaa. Tervetuloa kerhoon. Jokainen CNC:n omistaja on joskus seissyt autotallissaan alumiiniprofiilien ja mystisten pulttien ympäröimänä ja miettinyt, tekikö todella hirvittävän kalliin virheen.

Ei tehnyt. Etkä sinäkään.

Tässä oppaassa käydään läpi kaikki käyttöönotosta ensimmäiseen valmiiseen projektiisi. Ei jargonia täynnä olevia tekstiseiniä eikä insinöörin tutkintoa edellyttäviä ennakkotietoja. Jos olet jo tutustunut laserkaiverruksen aloittelijan oppaaseemme, huomaat täällä tuttuja käsitteitä. Työnkulku on samankaltainen, mutta CNC-jyrsimillä on omat erityispiirteensä, ja pyörivä terä on aivan eri asia kuin lasersäde.

Turvallisuus ensin (tämä kone voi tarttua sinuun)

Laser voi polttaa sinua. CNC-jyrsin voi tarttua hihaasi, singota puunkappaleen huoneen poikki tai katkaista terän ja lennättää sirpaleita ympäriinsä. Kyseessä on kone, jonka pyörivä terä käy nopeudella 10,000+ RPM. Suhtaudu siihen kunnioittavasti.

Tässä on ehdoton turvallisuustarkistuslistasi:

1. Käytä suojalaseja. Joka ikinen kerta. Ei aurinkolaseja, vaan oikeat iskunkestävät suojalasit. Terät voivat rikkoutua ja lastut lentää, eikä silmiäsi voi vaihtaa uusiin.

2. Käytä kuulosuojaimia. CNC-jyrsimet ovat äänekkäitä. Siis niin äänekkäitä, että "puolisosi kuulee sen kahden seinän läpi". Korvatulpat tai kupusuojaimet. Valinta on sinun.

3. Älä käytä löysiä vaatteita tai koruja, äläkä pidä pitkiä hihoja karan lähellä. Pyörivä terä tarttuu roikkuvaan hupparin nyöriin, ja asiat menevät nopeasti huonosti. Sido myös pitkät hiukset kiinni.

4. Pölynpoisto ei ole valinnainen. CNC-jyrsintä tuottaa hämmästyttävän paljon pölyä. Erityisesti MDF-pöly on keuhkoille haitallista (se sisältää formaldehydiä). Käytä vähintään jyrsimeen liitettyä rakennusimuria. Vielä parempi on käyttää hengityssuojainta myös pölynpoiston ollessa käynnissä.

5. Älä koskaan kurota karan lähelle sen ollessa käynnissä. Kuulostaa itsestään selvältä. Yllättyisit, kuinka moni yrittää harjata lastuja pois koneen leikatessa.

6. Pidä hätäpysäytyspainike helposti ulottuvilla. Selvitä sen sijainti ennen leikkaamisen aloittamista. Harjoittele sen painamista. Et halua etsiä sitä ensimmäistä kertaa todellisen hätätilanteen aikana.

Premium-sisältö

TULOSTA. LEIKKAA. KAIVERRA.

• Useita formaatteja (SVG, DXF, PNG)
• Koneella testatut mallit
• Kaupalliset käyttöoikeudet

Selaa yli 5 000 mallia

PrintCutCarve.comin sponsoroima

Millainen CNC-jyrsin sinulla on?

Useimmat harrastajien CNC-jyrsimet kuuluvat kahteen luokkaan. Kun tiedät, kumpi sinulla on, osaat arvioida paremmin materiaalit, nopeudet ja projektien koon.

Pöytämalliset CNC-jyrsimet (3018 Pro, Genmitsu jne.) sopivat erinomaisesti työnkulun opetteluun. Ne ovat edullisia ja pienikokoisia. Ne kuitenkin joustavat kuormituksessa, joten joudut rajoittumaan pehmeisiin materiaaleihin ja mataliin leikkauksiin. Älä yritä leikata alumiinia tällaisella koneella, ennen kuin todella tiedät, mitä olet tekemässä.

Keskikokoiset CNC-jyrsimet (Shapeoko, X-Carve, Onefinity, Avid, LongMill) ovat useimpien vakavasti harrastavien valinta. Ne käsittelevät kovapuuta, vaneria, akryyliä ja jopa alumiinia. Investointi on suurempi, mutta niin ovat myös mahdollisuudet.

Perustyönkulku on kummassakin tapauksessa sama. Säädät vain nopeuksia, syvyyksiä ja odotuksiasi.

CNC-työnkulku: CAD:stä CAM:iin ja G-koodiin

Tässä kohdassa useimmat aloittelijat kompastuvat. Laserilla tuot kuvan ja painat "käynnistä". CNC:llä välissä on yksi ylimääräinen vaihe.

Suunnittelu (CAD) → Työstörata (CAM) → G-code → Koneen ohjain

Puretaan tämä osiin:

1. Suunnittelu (CAD)

Tässä vaiheessa luot tai tuot suunnitelmasi. Tarvitset 2D-piirroksen (leikkaamiseen ja V-kaiverrukseen) tai 3D-mallin (reliefikaiverrukseen).

Suosittuja vaihtoehtoja:

• Carbide Create (ilmainen): Shapeokolle tehty, mutta toimii millä tahansa koneella. Erinomainen lähtökohta selkeän käyttöliittymänsä ansiosta.
• Easel (ilmainen): Inventablesin verkkopohjainen työkalu. Tehty X-Carvelle, mutta toimii monipuolisesti. Erittäin helppokäyttöinen aloittelijalle.
• VCarve Desktop/Pro ($350/$700): Harrastajien CNC:n alan standardi. Tehokas ja käsittelee 2D- ja 2.5D-suunnitelmia. Hintansa arvoinen, kun olet sitoutunut harrastukseen.
• Fusion 360 (ilmainen henkilökohtaiseen käyttöön): Täysi 3D CAD/CAM. Oppimiskäyrä on jyrkkä, mutta ohjelma on erittäin tehokas, jos haluat suunnitella 3D-osia.
• Inkscape (ilmainen): SVG-vektoritiedostojen tuontiin ja muokkaukseen. Toimii hyvin minkä tahansa CAM-työkalun kanssa.

2. Työstörata (CAM)

CAM-ohjelmisto ottaa suunnitelmasi ja tuottaa leikkausohjeet: mitä terää käytetään, kuinka nopeasti liikutaan, kuinka syvältä leikataan kerralla ja missä järjestyksessä. Tässä kerrot koneelle, miten kappale tehdään, et vain sitä, miltä kappale näyttää.

Useimmissa aloittelijoille sopivissa CAD-työkaluissa CAM on sisäänrakennettuna (Carbide Create, Easel, VCarve). Myös Fusion 360:ssa on täysi CAM-työtila.

Yleiset työstöratatyypit:

• Profiili / ääriviiva: Leikkaa muodon ääriviivaa pitkin. Käytetään osien irrottamiseen levymateriaalista.
• Tasku: Tyhjentää alueen tiettyyn syvyyteen asti. Käytetään upotuksiin, upotettaviin koristeisiin ja tarjottimiin.
• V-kaiverrus: Käyttää V-muotoista terää tekstin ja kuvioiden kaivertamiseen vaihtelevalla syvyydellä. Leveämmät alueet kaiverretaan syvemmälle. Näin syntyvät upeat kaiverretut kyltit.
• Poraus: Laskee terän suoraan alas reikien tekemistä varten. Yksinkertainen mutta välttämätön.

3. G-koodi ja koneen ohjaus

CAM tuottaa G-koodiksi kutsutun tiedoston. Se on luettelo ohjeista, kuten "siirry kohtaan X10 Y20 nopeudella 1000mm/min ja pyöri nopeudella 18,000 RPM". Koneen ohjain lukee tiedoston ja toteuttaa ohjeet.

Vastaan tulevia ohjaimia:

• GRBL (ilmainen): Toimii useimmissa harrastajien CNC-jyrsimissä. Yksinkertainen, luotettava ja hyvin dokumentoitu.
• Carbide Motion (ilmainen): Shapeokon ohjain. Selkeä käyttöliittymä, suunniteltu heidän koneilleen.
• CNCjs (ilmainen): Verkkopohjainen GRBL-lähetin. Kätevä käyttöliittymä, toimii Raspberry Pi:llä.
• Mach4 ($200): Monipuolinen ja tarkoitettu suuremmille koneille. Aloittelijalle turhan järeä.

Terän valinta: kolme ensimmäistä terääsi

CNC-terien ostaminen voi tuntua ylivoimaiselta. Vaihtoehtoja on satoja. Aloittamiseen tarvitset kolme.

1. Tasapohjainen jyrsinterä (1/4 tuumaa tai 6mm, 2-leikkuinen)

Tämä on yleisteräsi. Käytä sitä muotojen irtileikkaamiseen, taskujen jyrsintään ja yleiseen materiaalin poistoon. Kaksileikkuinen terä sopii puulle paremmin, koska se poistaa lastut nopeammin. Valitse ylöspäin leikkaava terä siistiä pohjaa varten ja alaspäin leikkaava terä siistiä yläpintaa varten. Jos ostat vain yhden, valitse ylöspäin leikkaava.

2. V-terä (60 tai 90 asteen kulma)

Tekstin ja kuvioiden V-kaiverrukseen. 60 asteen terä tuottaa hienompia yksityiskohtia. 90 asteen terä antaa enemmän anteeksi ja sopii paremmin suurelle tekstille. Aloita 90 asteen terällä.

3. Tasoitusterä (1 tuuma tai 25mm)

Sitä kutsutaan myös jätelevyn tasoitusteräksi tai vaakateräksi. Se tasoittaa jätelevyn ja työstettävän materiaalin. Tarvitset sitä useammin kuin uskotkaan, koska tasainen pinta on tarkan CNC-työn perusta.

Työkappaleen kiinnitys: pidä materiaali paikallaan

Jos materiaali liikkuu työstön aikana, työ on pilalla. Vielä pahempaa on, että irtonaisesta kappaleesta voi tulla ammus. Tässä ovat yleisimmät menetelmät:

• Sininen maalarinteippi + CA-liima: Teippiä jätelevylle ja teippiä materiaalin pohjaan, sitten liimaa teipit yhteen. Yllättävän luja menetelmä, joka ei jätä jälkiä. Tämä on suosituin menetelmä tasomateriaalille.
• Puristimet: T-urapuristimet, epäkeskopuristimet tai tavalliset C-puristimet. Nopea ja luotettava menetelmä, mutta terä on pidettävä niistä kaukana.
• Ruuvit: Ruuvaa materiaalin läpi jätelevyyn ja sijoita ruuvit kohtiin, joihin terä ei osu (yleensä hukka-alueille tai kiinnityskielekkeiden kohdalle). Nopea ja varma.
• Kaksipuolinen teippi: Mattoteippi käy hätätilanteessa kevyisiin leikkauksiin. Ei sovellu raskaisiin syöttöihin.
• Alipainepöytä: Ammattilaisten ratkaisu. Se imee materiaalin tasaisesti petiä vasten. Aloittelijalle kallis ja ylimitoitettu, mutta myöhemmin tuotantotöissä hämmästyttävä.

Ensimmäinen projektisi: yksinkertainen kaiverrettu kyltti

Tehdään jotain. Pieni puukyltti on täydellinen ensimmäinen projekti, koska siinä käytetään V-kaiverrusta (tyydyttävin CNC-työvaihe) ja virheet on helppo antaa anteeksi.

Mitä tarvitset

• Pala tasaista puuta, noin 8 tuumaa x 5 tuumaa x 3/4 tuumaa (mäntyä, poppelia tai lehmusta)
• V-teräsi (60 tai 90 asteen kulma)
• Käyttöönotettu ja yhdistetty CAD/CAM-ohjelmisto

Vaiheet

1. Suunnittele kylttisi. Avaa CAM-ohjelmistosi ja tee yksinkertainen tekstisuunnitelma. Valitse paksu fontti (liian ohutta tekstiä on vaikea lukea V-kaiverruksen jälkeen). Kirjoita nimesi, "Tervetuloa" tai mitä haluat. Pidä ensimmäinen yrityksesi yhden tai kahden rivin mittaisena.

2. Luo työstörata. Valitse tekstisi ja luo V-kaiverruksen työstörata. Aseta V-terän tiedot (kulma, halkaisija). Aseta enimmäissyvyydeksi noin 3mm. Ohjelmisto laskee vaihtelevat syvyydet automaattisesti kunkin kirjaimen leveyden perusteella.

3. Kiinnitä materiaali. Käytä teippi- ja liimamenetelmää tai kiinnitä puu puristimilla jätelevyyn. Varmista, että se on tasainen eikä pääse liikkumaan.

4. Aseta nollapiste. Tämä kertoo koneelle, missä "koti" on. Useimmat aloittelijat asettavat X/Y-nollan materiaalin vasempaan alakulmaan ja Z-nollan yläpintaan. Käytä kosketuslevyä tai paperimenetelmää (laske terää, kunnes paperinpala juuri ja juuri raahautuu sen alta).

5. Tee ensin ilmaleikkaus (valinnainen mutta järkevää). Joissakin ohjaimissa Z-akselin voi nostaa pari tuumaa ja ohjelman voi ajaa ilmassa. Näin voit seurata työstörataa leikkaamatta mitään. Voit havaita kohdistusongelmat ennen materiaalin tuhlaamista.

6. Leikkaa. Käynnistä työ. Seuraa ensimmäisiä työskentelykertoja varmistaaksesi, että syvyys näyttää oikealta eikä terä värise tai pidä vihaista ääntä. Jos jokin kuulostaa väärältä, paina hätäpysäytystä.

7. Viimeistele. Hio kevyesti 220-karkeudella. Levitä kerros öljyä tai muuta pintakäsittelyainetta. Jos haluat kirjainten erottuvan, maalaa kaiverretut alueet, anna kuivua ja hio sitten pintaa niin, että maali poistuu koholla olevilta alueilta. Maali jää V-kaiverrettuihin uriin.

Yleisiä aloittelijoiden kysymyksiä

"Leikkaussyvyydet eivät ole oikeita." Z-nollapisteesi on väärässä kohdassa. Aseta se uudelleen. Paperimenetelmä toimii: laske terää, kunnes paperiarkki liukuu sen alle hieman vastusta tuntien. Se on nollapisteesi.

"Kone pitää hirvittävää värinää aiheuttavaa ääntä." Leikkaat liian syvältä kerralla, liikut liian nopeasti tai teräsi on tylsä. Pienennä ensin leikkaussyvyyttä ja hidasta sitten syöttönopeutta. Jos terä on uusi ja värinä jatkuu, yrität todennäköisesti poistaa yhdellä vedolla liikaa materiaalia.

"Ympyräni eivät ole pyöreitä." Hihnojen kireys. Löysät hihnat aiheuttavat välystä, joka näkyy epätarkkana geometriana. Kiristä hihnoja, kunnes ne ovat napakat ja näppäiltäessä soivat hieman. Tarkista myös V-pyörät tai lineaarikiskot välyksen varalta.

"Terä katkeaa jatkuvasti." Leikkaat liian syvältä, liikut liian nopeasti tai terä on tehtävään liian pieni. 1/8 tuuman terä ei kestä 3mm:n leikkaussyvyyttä kovapuussa. Aloita matalilla syötöillä (0.5-1mm) ja lisää syvyyttä, kun tunnet koneesi rajat.

"Reunat ovat pörröiset ja niissä on purseita." Terä on tylsä. Karbiditerät tylsistyvät nopeammin kuin voisi odottaa, etenkin vanerissa (liima on hankaavaa). Uusi terä leikkaa siististi. Kokeile myös alaspäin leikkaavaa jyrsinterää siistimpiin yläreunoihin.

Mitä seuraavaksi kannattaa opetella

Perusteet ovat nyt hallussa. Tässä vaiheessa harrastus muuttuu todella hauskaksi:

• Syötöt ja nopeudet: Karan kierrosnopeuden, syöttönopeuden ja lastukuorman välisen suhteen ymmärtäminen erottaa karkeat leikkaukset kauniista. Käsittelemme tätä perusteellisesti myöhemmin julkaistavassa omassa oppaassa.
• V-kaiverrus: Teit juuri yksinkertaisen V-kaiverretun kyltin. Kokeile seuraavaksi tuoda monimutkaisia vektorikuvioita (kotkia, köynnöskoristeita ja vaakunoita) ja V-kaivertaa niitä. Tulokset ovat upeita.
• Upotukset: Jyrsi tasku yhteen kappaleeseen, leikkaa siihen sopiva tulppa erivärisestä puusta ja liimaa osat yhteen. CNC-upotukset ovat vaikuttavimpia asioita, joita voit valmistaa.
• 3D-kaiverrus: Siirry tasaisista kuvioista reliefikaiverrukseen. 3D-skannaus tai -malli kaiverretaan pallopääterillä kolmiulotteisen taideteoksen luomiseksi. Tämä on altaan syvä pää, mutta lopputulos on hämmästyttävä.
• Kaksipuolinen työstö: Käännä materiaali ja kaiverra molemmat puolet. Menetelmää käytetään laatikoiden, pelinappuloiden ja monipintaista yksityiskohtaa vaativien kappaleiden valmistamiseen.

Mene jyrsimään jotain

Koneesi on koottu. Ensimmäinen teräsi on holkissa. Kylttisuunnitelmasi on valmis. Jätelevy on tasoitettu (onhan? Jos et ole tehnyt sitä, tee se ensin).

Aloita männystä tai poppelista. Ne ovat edullisia ja antavat anteeksi virheitä. Tee viisi kylttiä. Anna ne ihmisille. Opit viidestä ensimmäisestä projektistasi enemmän kuin katsomalla vielä kaksikymmentä YouTube-videota.

Ja kun ensimmäinen teräsi väistämättä katkeaa (todennäköisesti ensimmäisen viikon aikana), muista, että jokaisella CNC:n omistajalla on laatikollinen katkenneita teriä. Se kuuluu käytännössä asiaan.

Hauskoja projekteja.