Frees je eigen objecten uit!
Milling
In FabLab Erpe-Mere beschikken we over een grote frees (Shapeoko 3 XXL) en een kleine frees (Nomad 883 Pro).
Deze machines zijn vrij te gebruiken. Hoe je best aan de slag gaat kan je hieronder lezen. Wanneer je nog vragen hebt, twijfel niet om contact met ons op te nemen of een vrijwilliger in het FabLab aan te spreken!
Wil je aan de slag met een van onze frezen? Neem dan zeker contact op met ons, dan zorgen we dat er iemand aanwezig is met kennis van deze machines!
Hoe frees ik een 3D-object uit?
1. Creëren van een 3D-ontwerp.
Hiervoor verwijzen we naar de workshops 3D-tekenen.
Aandacht: in functie van het frezen behandelen we hier geen complexe vormen met ondersnijding. We beperken ons dus tot conische vormen zonder ondersnijding.
Het ontwerp slaan we op als een STL-bestand.
In deze tutorial gebruiken we een voorbeeld ontwerp, genaamd praline5spaak, later zullen we dit ontwerp uitfrezen in PU freesplaat Labelite 220. Alle verdere instellingen zijn aangepast aan dit ontwerp en materiaal.
2. Paden uittekenen met behulp van het programma MeshCam.
Wat/waarom: Ons STL-bestand kunnen we niet rechtstreeks doorsturen naar de freesmachine. De bedoeling is dat de frees het nodige materiaal wegfreest om uiteindelijk een zo nauwkeurig mogelijk model van ons ontwerp over te houden. We dienen zelf te bepalen welke paden de freesmachine hiervoor moet volgen.
Naargelang de gewenste afwerkingsgraad, grootte, soort materiaal… kunnen we andere paden genereren.
Steeds volgen we eenzelfde principe: eerst moet zoveel mogelijk ruw materiaal worden weggenomen (roughing=snel), daarna volgt de afwerking (finishing=trager).
2.1: Openen van ons ontwerp, positioneren en schalen.
Open je STL-bestand via File -> Open
Je bestand verschijnt dan in de software:
Hierbij zie je het bovenaanzicht. Om het model te frezen moet het platte vlak zich onderaan bevinden. Dit kunnen we doen met Geometry-scale geometry. Je kan nu je object draaien met behulp van de rode vlakken.
Controleer nu de afmetingen van het model. Je kan dit doen via Geometry- properties.
In dit geval is het model zo’n 6 cm breed. We willen dit reduceren naar 3 cm.
Schalen van het model kan met Geometry- scale. Hiervoor moet je een factor gebruiken, in dit geval 0,5 (van 6cm naar 3cm).
2.2: Define stock.
Ons model staat goed. Nu moeten we bepalen welk volume weg gefreesd moet worden. We beschikken over een stuk PU-freesplaat van afmetingen 5cmx5cmx5cm. We zullen een frees gebruiken met diameter 0,125 inch dus hebben we zowel op de X-as als de Y-as een goeie 3mm ruimte nodig. Voor wat extra speling rekenen we op 5mm rondom. Bovenaan speelt dit minder een rol. Bij het instellen van het nulpunt bij het frezen geven we onszelf toch een klein beetje marge, dus bovenaan nemen we 1mm.
We zullen niet dieper frezen dan ons model, dus onderaan 0mm. Aandacht: ga na welke eenheden je instelt (inch of mm)!!!
Tip: Gebruik ook de tool centerX en centerY.
2.3: Nulpunt bepalen.
Toolpath- Program Zero. Hier kunnen we zelf een nulpunt bepalen. Bij het frezen moeten we dit nulpunt dan ook vastzetten voor de freesmachine zelf. Hier opteren we voor een gecentreerd nulpunt op de bovenzijde van onze stock.
3. Bepalen van de paden.
Principe: in eerste instantie bepalen we het roughing. We nemen zoveel mogelijk ruw materiaal weg in relatief korte tijd. Dit beperkt de totale tijdsduur van het fezen. Daarna doen we de afwerking, iets wat een trager proces is. Let wel: zoek de limieten niet op!!! Te snel, te diep frezen in te hard materiaal zorgt enkel voor overbelasting van het toestel, wat de levensduur van het toestel ernstig inkort. Bij twijfel: doe een kleine test. Indien je ziet/hoort dat het toestel problemen heeft bij een te hoge snelheid of te diep frezen: pas de parameters tot je merkt de geschikte instellingen te hebben gevonden voor jouw specifieke ontwerp in dat specifieke materiaal.
Toolpath- Generate Toolpath.
Bijna klaar voor het generen van de paden. Snel nog even enkele andere functies overlopen.
Toolpath- definesupports: enkel nodig bij complexere vormen.
Toolpath- set retract height: standaard ingesteld op 1 inch. Bij snelle bewegingen wordt de freeskop voldoende hoog boven onze stock gelift.
Toolpath- set max dept: standaard ingesteld op diepte van de stock die je hebt ingegeven. Belangrijk dat deze niet dieper is dan je werkstuk, zeker ook om schade aan het toestel te voorkomen.
Toolpath-set machining region: je kan zelf zones bepalen waarin het toestel zijn bewegingen dient uit te voeren of welke moeten worden vermeden. Dit om schade van toestel of werkstuk te voorkomen bij vb complexere vormen of het gebruik van hulpstukken om het werkstuk te bevestigen. Indien dit niet het geval is volstaat de standaardinstelling.
Toolpath- drill hopes of cap hole: hier niet van toepassing
Global Parameters: standaardtolerantie kan in de meeste gevallen behouden blijven. Kies voor machine whole stock, want in bij de stap define stock werd al rekening gehouden met de nodige ruimte rond het ontwerp. Indien je dit niet deed: kies machine geometry en stel de nodige marge rondom in (rekening houden met dikte van de frees).
Roughing: Enable roughing pass aanvinken.
Select Tool: gebruik een End Mill voor het ruwe pad. Ruwe frees met platte kop (straks nog iets meer over soort frees selecteren).
Depth per pass: zegt het zelf, hoe diep zullen we per stap frezen. Instellingen in inch!!!! 0,25 inch is hier zeker haalbaar.
Stepover: afstand tussen 2 naast elkaar liggende paden. Aangezien het zeer licht materiaal is, lukt het zeker om de dikte van de frees te nemen: 0,125 in. (Bij hardere materialen: paden dichter bij elkaar leggen).
Feedrate: snelheid waarmee de frees vooruit beweegt. Hier 40in. per minuut.
Pungerate: snelheid waarmee de frees omlaag gaat. Hier 30in. per minuut.
Stock to leave: wordt niet weg gefreesd in dit stadium. Gebeurt later bij de afwerking.
Aanvinken of je kiest voor 3D-roughing of parallel. Hier gekozen voor parallel. Zelf wat uit te testen wat best is voor je specifieke project. (idem voor optie climb/conventional)
Finish: enable finish pass aanvinken
Select Tool: gebruik een Ball Mill voor het ruwe pad. Ronde kop voor gladder eindresultaat.
Keuze Cut along X, along Y of beide. Hier de stepover doen zakken naar 0,02in. Hoe kleiner de waarde, hoe fijner de afwerking maar ook hoe langer het frezen zal duren. Feedrate en plungerate ook hoger dan bij ruwe pad, aangezien er weinig materiaal moet worden weg gefreesd en er dus ook weinig weerstand is.
(Indien gewenst instellen om vanaf een bepaalde hellingsgraad niet te frezen of bovenzijde stock niet te frezen.)
Waterline: contouren van het object worden gevolgd bij deze manier van afwerken. Je bepaalt zelf de minimale hellingsgraad waarbij je wil frezen, alsook de diepte per stap.
Pencil cleanup indien gewenst. Voor een zeer gedetailleerde afwerking onderaan.
Wanneer je de goede settings hebt gevonden kun je deze ook perfect opslaan. Onder save settings geef je deze voorbeeld de naam van je ontwerp. Nadien kun je bij een gelijkaardig project/zelfde materiaal dezelfde setting toepassen of nog gaan finetunen Load settings.
Selecteren van het type frees:
Bij de keuze van type frees zitten standaard enkele frees je reeds in het programma. Bij aankoop van nieuwe frees kun je deze zelf gaan toevoegen. Specifiaties en settings van een frees kunnen ook worden aangepast bij edit.
Voor bepaalde projecten kan het nodig zijn de spindle speed (aantal toeren per minuut) aan te passen. Ook de standaard feedrate, plungerate, stepover en depth per pass kun je er instellen.
Indien alle parameters zijn ingevuld kunnen de paden worden gegenereerd door de software. Klik onderaan op OK. Na de berekening worden de paden ook visueel voorgesteld. Vink aan welke paden je wil zien.
Heel gemakkelijk is ook de optie Estimate Machining Time. Zo krijg je een idee van hoe lang het frezen zal duren (effectieve frees tijd).
Indien ok: klik op save toolpath, geef het een naam en sla op als een Mach3-MM(*nc) bestand. Nu heb je je code die je kunt gebruiken voor het eigenlijke frezen van je model.
Let wel op: enkel de paden die je hebt aangevinkt zullen ook worden opgeslagen. In bovenstaand voorbeeld: de parallel finish wordt niet opgeslagen.
We zullen frezen in vrij lichte PU-freesblokken(labelite 220). Die zorgen voor weinig weerstand, waardoor we dieptes en snelheden een pak hoger kunnen instellen dan voor hardere PU-blokken of zelf hout, aluminium.
Neem deze instellingen dus nooit zomaar over voor andere projecten!!! Het is steeds een zoeken naar de gepaste instellingen.
4. Gebruik van de Nomad 883 CNC frees met de software Carbide Motion.
Voorbereiding: plaats PU-blok
Connect cutter
Load: selecteer je .nc-bestand
Jog: klik op to begin homing
Click to measure Tool
Run. Begin project.
Insert Tool 1 and click continue : ruwe frees endmill
Toestel homed, mesure tool, begint te frezen.
Zeker vlak bij toestel blijven!!! Te snel frezen, te diep, elementen waar freeskop kan mee botsen: meteen pauzeren en afbreken van de opdracht of: emergency-knop indrukken op zijkant toestel!
Indien te snel: toolpath aanpassen en trager laten frezen/minder diep/paden dichter bij elkaar.
Tussendoor frequent pauzeren en stofzuigen, zodat weggefreesd materiaal de freeskop niet kan doen stroppen + je ziet beter wat het toestel aan het doen is + bewegende onderdelen minder snel vervuild. Levensduur toestel verhogen.
Insert tool 2 and continue: ball mill
Dit is het einde van deze tutorial!
Proficiat, je zou nu zelf de machine moeten kunnen gebruiken!
Heb je vragen, is er iets niet duidelijk of heb je positieve of negatieve opmerkingen?
Aarzel niet om ons hier te contacteren, we helpen je graag!
Deze tutorial is het laatste bijgewerkt op: 24/01/2020.