Народный ЧПУ - MPCNC (Mostly Printed CNC) - часть 4 (фрезер)

Народный ЧПУ - MPCNC (Mostly Printed CNC) - часть 1 (Механика)
Народный ЧПУ - MPCNC (Mostly Printed CNC) - часть 2 (электроника)
Народный ЧПУ - MPCNC (Mostly Printed CNC) - часть 3 (настройка и софт)

Состоялось! 😃
Опробовал MPCNC как фрезерный станок. Но, всё по порядку…

Мои основные потребности в фрезеровке - это вырезать детали из листового материала (фанера, карбон).

Шпиндель

Для резки сделал свой шпиндель из мотора, который был под руками. А был не самый подходящий - самолётный безщёточный 3536 750kv.
Корпус шпинделя разработал в OpenSCad и напечатал из PLA.
Используемые детали:
Удлинитель вала (не знаю как это ещё назвать по русски)
Цанга для 3мм фрезы
Переходник на вал мотора (с 5мм на 8мм)
Оставшийся от сборки станка подшибник под вал шпинделя.

Из фрез есть только “кукурузка” разных диаметров (Оказалась очень даже мультифункциональной).

Шпиндель на малых оборотах вибрирует, при повышении оборотов до половины и выше, вибрации пропадают. (Нашел причину вибраций. Сам дурак - как говорится. Я не правильно закручивал патрон, точнее его нужно было слегка подточить напильником чтобы цанга нормально сидела в патроне и цеплялась “замочком” за гайку патрона. Теперь всё крутится без вибраций.)

Во время работы мотор нагревается. Хотя пластик и не поплыл, надо придумать ему небольшое охлаждение.

Питание шпинделя
Что-то я переживал за то, чем буду питать шпиндель. Думал, что потребление тока будет большим. Поэтому решил для тестов взять большой аккумулятор (из системы аварийного освещения) и питать мотор от него.
Подключив всё, и запустив станок на резку, я подключил параллельно зарядное устройство, чтобы видеть напряжение на аккумуляторе. И… О чюдо! заряжая акумулятор 4-мя амперами, аккумулятор стал набирать вольтаж (во время работы мотора в режиме резки). Получилось, что мотор потреблял менее 4А.
Значит с питанием шпинделя вопрос решён. Будем его питать от БП самого станка.

GCODE
Следующий шаг - подготовить код для резки. Я очень доволен программой EstlCam.
Очень простой интерфейс. Без чтения документации, за 10 минут, смог подготовить файл для вырезания детали стола 3D принтера (другу) из 10мм MDF.

Был скачан dxf файл и загружен в EstlCam. Затем указал параметры резки (диаметр фрезы, скорости подачи и глубину реза).
Мышкой сказал программе, где контура, а где дыры и мостики для удержания вырезанных деталей.
Кнопкой Preview убедился как поведёт себя фреза и сгенерировал GCODE.

Открыв сгенерированный файл текстовым редактором посмотрел, что получилось. Код выполняется в абсолютной системе координат от нулевой точки станка. Мне это не понравилось, так как я хочу сам установить фрезу в нужное место, и начать резать оттуда. Поэтому я добавил в начало кода строчку “G92 X Y Z”, чтобы сказать станку, что начало координат у меня там, где сейчас стоит фреза.
В коде ещё есть комманда включения шпинделя, но это я делаю вручную, так как Marlin ещё пока не умеет управлять включением шпинделя (сейчас ведётся интеграция поддержки шпинделя Марлином).

Прошивка Marlin
Как я и подозревал, Marlin без труда переваривает код для CNC. Поэтому ничего перепрошивать в станке не надо. То есть, для перестройки станка с печати на фрезер и назад, достаточно просто снять экструдер и поставить шпиндель.

(Дополнение) Уже несколько месяцев пользуюсь станком. Опыт показал, что удобнее перепрошить контроллер при переходе с печати на фрезер и обратно. Причина тому - при фрезеровке я поднимаю стол почти под самый верх (оставляя всего 3см хода по Z). А параметр хода по Z прописан в прошивке жёстко. То есть, если не перепрошивать, то при фрезеровке 0 по Z будет значительно ниже стола. Не смертельно, но надо об этом помнить. Для облегчения своей жизни решил перепрошивать. Меняется только один параметр - высота по Z. Прошивка меняется нажатием всего одной кнопки. 😎

Заливаю код в станок через OctoPrint.

Фрезеровка
Для резки, я поднял стол как можно ближе к верхней точке хода Z оси (оставил 3см). Там рычаг минимальный.

В качестве теста я установил крайне медленные подачи - 4мм/с. Глубина реза 1мм. Фреза 2.4мм.

Кстати, я упоминал в первой части, что, когда я печатал детали для станка, вся центральная часть у меня напечаталась с жудкой недоэкструзией. Детали получились на 40% легче чем надо. Я уже напечатал новый нормальный комплект, но ещё пока его не установил.
​

И так, после прогонки программы в воздухе, подложил 10мм MDF , опустил фрезу на поверхность материала чтобы только едва коснулась. Запустил шпиндель и нажал Print.
Фреза приподнялась на 1мм переместилась в начало реза, углубилась в материал и поехало…

Судя по звуку мотора, нагрузка на фрезу никакая, обороты даже и не думали падать. По ходу резки начал поднимать скорость Feedrate. 120%… 150%… 180 %… 200%… 220%. На первый раз выше поднимать не стал.

Закончило примерно минут за 40… Рез получился на удивление красивым.

Выводы. Глубину реза можно смело увеличивать. Думаю 2-3мм для MDF это будет самое то. Скорость надо ещё пробовать. Посмотрим как будет резать на 10мм/с…
Жёсткости станка для резки MDF больше чем достаточно. B)

На очереди карбон.
Про карбон я читал, что он любит обороты. Но мой шпиндель на большие обороты не способен. Теоретически, его максимум это 750кв * 12 = 9000 об/м.
Но… Глаза боятся - руки делают. 😃
Мне нужно было вырезать верхнюю “палубу” для моего мини-квадрика. Взял карбон толщиной 0.7мм.
Залил gcode… Поставил фрезу 1.4мм. Скорость подачи 4мм/с. И без какого-либо напряга за один проход вырезал деталь. Меньше двух минут!.

Выводы. Карбон можно тоже спокойно на этом станке резать. Глубину реза можно ставить не меньше 1мм. Со скоростью подачи тоже ещё будем играть.

Заключение Станок полностью оправдал все мои ожидания. Современная конструкция станка намного надёжней, чем может показаться. Самое главное - его можно собрать без наличия токарного станка или знакомого фрезеровщика. Всё что надо - это напечатать детали на принтере. Для домашних потребностей его достаточно. Все ролики, которые я видел в ютубе про этот станок - вполне правдоподобны.

Смена профиля станка (с принтера на фрезер) занимает несколько минут. По площади он занимает у меня 70см Х 70см. Это меньше чем иметь по отдельности принтер и фрезер. О цене даже и говорить ненадо. :rolleyes:

Товарищ подначивает попробовать резать алюминий, но надо сначала почитать про это и фрезу купить. Думаю, при осторожной подаче возьмёт без проблем и алюминий (в ютубе есть подтверждение этому). 😛

Update: Вот и алюминий попробовал.

Ну что сказать… Фрезу сломал после 15 минут работы, и непонятно как, так как всё было холодным. Видимо вибрации, как и сказал Евгений. В общем… Нужно опыта набираться… Для мелких вещей пойдет… B)

Ещё я стянул центральную часть обычными кабельными стяжками после того, как она у меня провисла от температуры нагрева печатного стола или просто от “усталости” пластика.