Как сделать 3D модель на фрезерном ЧПУ

Любой станок с ЧПУ, имеющий три или более осей, способен обрабатывать 3D модель на ЧПУ.

Единственным ограничивающим фактором является программное обеспечение, которое вы используете для создания траекторий.

В этом посте я буду использовать бесплатный файл, который я скачал с сайта cults3d.com, чтобы продемонстрировать создание траекторий 3D-обработки с ЧПУ в Fusion 360.

Файл представляет собой скан КОЛОССАЛЬНОЙ ГОЛОВЫ OLMEC из музея. Я использовал файл stl, который является форматом файла 3D cnc, который можно импортировать в Fusion 360.

Планирование вашего проекта

Первым выбором, который мне пришлось сделать, был размер детали. У меня есть только небольшой станок с ЧПУ, поэтому я просто использовал кусок дерева 2X4.

Я отрезал кусок длиной около 2,8 дюйма, он достаточно мал, чтобы зажать его в тисках. Теперь у меня есть размер, к которому нужно стремиться при импорте и масштабировании файла stl.

Траектории инструментов были созданы с помощью Fusion 360, бесплатного и мощного программного решения Cad/Cam для любителей.

Откройте новый проект в Fusion 360 и выберите «Файл»> «Открыть»> «Открыть с моего компьютера» и найдите свой файл.

Нажмите «открыть».

Подготовьте файл Stl для обработки

Теперь вам, вероятно, придется сориентировать и масштабировать модель, чтобы она «поместилась внутри» вашей заготовки.

Нажмите кнопку перемещения/копирования в верхнем меню, когда вы выберете модель, появятся ручки для захвата и стрелки.

Используйте мышь, чтобы изменить ориентацию и положение модели с помощью маркеров вращения и стрелок.

Масштабировать файл Stl

Следующим шагом является масштабирование модели в соответствии с размером заготовки. Нажмите I на клавиатуре, и появится окно проверки.

Выберите вид, который показывает самую длинную грань модели, и измерьте расстояние от края до края.

Используйте этот размер, чтобы использовать команду «Масштаб» для изменения размера модели stl.

Выберите раскрывающееся меню «Изменить» и выберите «Масштаб».

Введите значение шкалы. Здесь могут потребоваться некоторые пробы и ошибки, чтобы получить модель до размера, который будет соответствовать вашему куску исходного материала.

Запустите процесс Cam

Войдите в рабочее пространство «Производство» и выберите «Настройка» в верхнем меню. Вокруг модели появится стандартная рамка.

Выбор центра модели для осей X и Y, вероятно, будет самым простым вариантом для 3D-модели произвольной формы.

Выберите верхнюю часть заготовки для исходной точки оси Z.

На вкладке запаса вы должны отрегулировать количество запаса, чтобы он соответствовал физическому размеру материала, который вы используете.

Он должен быть только приблизительным, но было бы предпочтительнее сделать его немного больше, чем меньше.

Стратегия обработки

Теперь вы можете приступить к интересной части процесса, решив, как обработать деталь.

При выборе стратегии обработки не всегда существует заданный процесс, он сильно зависит от формы модели.

Когда вы все еще учитесь, потребуется разные режимы, которые сведутся к небольшому количеству тестов, когда вы будете лучше знакомы с программным обеспечением.

Черновая траектория

Это самый простой выбор, и обычно он сводится к 2D-адаптивной или 3D-адаптивной очистке.

Если ваша 3D-модель имеет вогнутую область, вам, возможно, придется протестировать параметры кармана.

Не пытайтесь найти одну стратегию для черновой обработки всей детали, если две или три работают лучше.

Никакое программное обеспечение Cam не идеально, поэтому не пытайтесь бороться с ним, иногда вам придется найти обходной путь, чтобы получить нужный результат.

В этой ситуации адаптивная 3D-обработка отлично работает для модели, которую я использую.

Просто помните, что меньшая глубина резания удалит больше материала на модели, которая имеет множество вариаций высоты и особенностей поверхности.

Снова протестируйте и попробуйте разные подходы, чтобы увидеть, что работает лучше всего.

Используйте функцию симуляции

Когда вы пробуете разные стратегии, не забудьте использовать функцию симуляции, чтобы проверить, что на самом деле будет делать станок.

Это поможет вам решить, что вам нужно изменить, чтобы получить желаемый результат.

В зависимости от формы вашей 3D-модели это может быть более одной траектории.

Вам также может понадобиться сначала выполнить траекторию получистового инструмента с большим инструментом, чтобы удалить большие участки оставшегося припуска, которые были пропущены в процессе черновой обработки.

Функция «остальное» предназначена для решения такого рода проблем, но выходит за рамки этой статьи, но это не значит, что она сложна. Опять же тестируйте и пробуйте разные варианты, виртуальную машину не сломаешь!

Я использовал три стратегии отделки головы статуи.

3D контур

Эта траектория идеальна для финишной обработки крутых стен, поэтому я сначала использовал ее для финишной обработки внешней части модели.

Тестирование — это ключ к обучению, поэтому вносите коррективы и тестируйте.

Если вы не уверены, программное обеспечение обычно нормально устанавливает значения, поэтому вы можете оставить большинство параметров как есть.

3D cпираль

Затем я выбрал эту траекторию, потому что она хорошо справляется с созданием гладкой поверхности на поверхности произвольной формы. Круговое движение хорошо работает, чтобы покрыть плоские и вертикальные области, уменьшая любые проблемы с разрешением.

3D параллельный

Спиральная траектория не полностью покрывала область, оставленную контурной траекторией, поэтому мне нужно было использовать вторую чистовую траекторию, чтобы покрыть область, которую она пропустила. Это также способствовало дальнейшему улучшению качества поверхности.

Постобработка траекторий

Как только вы будете довольны своей стратегией обработки, вы можете постобработать их для создания своего G-кода.

Использование Fusion 360 может быть довольно пугающим процессом для любителя. Но если вы действительно хотите иметь возможность создавать проекты, которыми можно гордиться, обучение использованию программного обеспечения Cad-cam профессионального уровня неизбежно.

Программное обеспечение для управления ЧПУ

Получив свой G-код, загрузите его в программу G-кода. Это должно подтвердить, что он опубликован без каких-либо ошибок. Я использую Mach3 для своих программ.

Запуск вашего G-Кода

Когда программа будет готова к запуску, вам нужно будет настроить станок с ЧПУ.

То, как вы закрепляете заготовку, имеет важное значение. Вам не нужны зажимы там, где будет проходить инструмент.

Использование станочных тисков устраняет эту проблему, вам просто нужно убедиться, что заготовка достаточно высока, чтобы инструменты не ударялись о верхнюю часть губок тисков. Лишние запасы можно удалить позже.

Установите нули осей X И Y

Со своей стороны, поскольку у меня было достаточно лишнего запаса, мне нужно было только отметить центр детали карандашными линиями. Затем я использовал заостренный инструмент, чтобы взять крестик карандаша, чтобы установить нулевые точки осей X и Y.

Избыточный запас дал мне достаточно места для ошибки, чтобы сохранить готовую форму в пределах куска необработанного дерева, которое я использовал.

Базовая грань Оси Z

Проблема, с которой вы можете столкнуться при фрезеровании 3D-файла произвольной формы, заключается в том, что грань оси Z фрезеруется траекторией черновой обработки.

Если вы установите точку привязки по оси Z в верхней части заготовки, как только вы запустите черновой проход, эта опорная поверхность исчезнет, ​​и вы не сможете установить точку привязки Z для чистовых инструментов.

Если у вас есть станок с автоматическим устройством смены инструмента, это не будет проблемой, но на большинстве любительских станков его нет, поэтому вам придется планировать заранее.

Вы можете использовать эталонный блок для установки остальных инструментов.

Все, что вам нужно знать, это разница в высоте между базовой поверхностью Z и верхней частью вашего эталонного блока.

Остальные инструменты можно установить в верхней части эталонного блока, а смещение по оси Z можно отрегулировать вручную в таблице смещений, чтобы учесть разницу.

Запускайте свои программы G-кода

Я разместил свой G-код в отдельных программах. Это просто личное предпочтение, мне просто удобнее запускать их по одному. Это также помогает при просмотре траекторий в Mach3, они не все накладываются друг на друга.

Итак, когда вы будете готовы, нажмите зеленую кнопку…