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이 튜토리얼에서는 단계별 가이드를 통해 CNC 기계를 제작하는 방법을 배우므로 스스로 쉽게 제작할 수 있습니다.
이것은 최대한 견고하고 최대한 간단하게 제작하겠다는 두 가지 구체적인 목표를 염두에 두고 설계한 완전 3D 프린팅 CNC 기계 또는 CNC 라우터입니다.
견고함은 기계의 성능에 직접적인 영향을 미치며, 목재 조각 및 절단 외에도 이 CNC 라우터가 알루미늄 조각 및 절단도 가능하길 바랐습니다. 꽤 자신있게 그렇게 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
다음은 알루미늄으로 프로펠러를 가공하는 예입니다. 약간의 샌딩 작업만으로 프로펠러 표면 마감이 매우 매끄러워졌습니다.
또한 알루미늄을 다양한 모양으로 잘라서 몇 가지 정확성 테스트도 수행했습니다. 적절한 피드와 속도를 사용하면 0.05mm 이내의 정확도로 알루미늄 부품을 얻을 수 있습니다.
트리머 라우터와 모션 제어용 Arduino UNO 및 GRBL을 사용하는 3D 프린팅 CNC 기계를 고려하면 이것이 하강 정확도라고 생각합니다.
알루미늄 조각은 매우 쉽습니다. 1mm 미만의 아주 작은 디테일로 몇 개의 열쇠고리 조각을 했는데 결과가 아주 좋았습니다.
또한 황동 조각을 시도했는데 결과도 훌륭했습니다.
Etsy의 모델이 3D 프린팅 CNC 라우터는 강철 절단도 가능합니다.
이 CNC 기계에 대한 나의 두 번째 목표는 가능한 한 간단하게 제작하는 것이었습니다. 이는 기계를 만드는 데 전동 공구를 사용하고 싶지 않았고, 톱으로 알루미늄 돌출부를 자르지 않고, 드릴링이나 탭핑을 하지 않고… 아무것도 없습니다.
문학적으로, Allen 키 세트만으로 이 CNC 기계를 만들 수 있습니다. Amazon, AliExpress 또는 원하는 다른 매장과 같은 사이트에서 쉽게 구할 수 있는 표준 구성 요소만 활용하도록 특별히 설계했기 때문입니다. 따라서 조립만 하면 되는 DIY 키트와 거의 같습니다. 아래에서 이 CNC 빌드에 필요한 전체 구성 요소 목록을 찾을 수 있습니다.
(물론 주의할 점은 있지만) 이 CNC 기계를 만들려면 3D 프린터가 필요하지만, 그게 별 문제가 아니라고 생각합니다. 프린터가 없는 것처럼 요즘에는 3D 프린팅 부품을 쉽게 구할 수 있는 3D 프린팅 서비스가 너무 많습니다.
X축 및 Z축 플레이트, 라우터 마운트, 볼 스크류 베어링 블록까지 포함하여 전체 CNC 구조가 3D 프린팅 부품을 기반으로 하기 때문에 이를 완전 3D 프린팅 CNC 기계라고 부릅니다.
3D 프린터로 복잡한 부품을 쉽게 프린트할 수 있다는 점을 최대한 활용하도록 디자인이 최적화되었습니다. 일부 20x40mm 알루미늄 압출, 15mm 선형 레일 및 16mm 볼 나사와 결합하여 괜찮은 성능을 얻을 수 있었던 것 같습니다. 조각 작업이 가능하고 알루미늄으로 정밀 부품까지 제작할 수 있으며 목재 프로젝트도 매우 쉽습니다. 어떤 단단한 나무라도 쉽게 자를 수 있고 나무 조각도 완벽합니다. 너도밤나무 견목으로 만든 이 340x340mm 3D 부조를 살펴보세요. 정말 멋져 보입니다.
작업 영역은 450x350x110mm이지만 가장 멋진 부분은 이 CNC 기계를 쉽게 확장할 수 있다는 것입니다.
일부 알루미늄 돌출부, 선형 레일 및 볼 나사에 더 긴 부품을 사용할 수 있으며, 다른 모든 부품과 조립 공정 자체는 동일하게 유지하면서 즉시 더 넓은 작업 영역을 확보할 수 있습니다.
아래에서는 어떤 구성요소가 기계의 작업 영역을 정의하는지에 대한 세부정보를 확인할 수 있으므로 올바른 구성요소를 선택하여 원하는 작업 영역을 얻을 수 있습니다.
관련 프로젝트:
Onshape를 사용하면 웹브라우저에서 직접 이 DIY CNC 기계의 3D 모델을 볼 수 있습니다.
Cults3D에서 이 DIY CNC 기계의 3D 모델과 3D 프린팅용 STL 파일을 얻을 수 있습니다.
다음은 이 DIY CNC 제작에 필요한 전체 구성 요소 목록입니다.
주어진 치수는 제가 시연한 작업 영역이 450x350mm인 건물의 CNC와 정확히 동일한 크기입니다.
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CNC의 작업 영역을 늘리려면 특정 축의 알루미늄 돌출부, 선형 레일 및 볼 나사의 크기를 늘리면 됩니다.
예를 들어 Y축 작업 영역을 450x350mm에서 450x750mm로 늘리려면 Y축 알루미늄 압출, 선형 레일 및 볼 스크류의 길이를 늘려야 합니다. 차이는 750-350=400mm이므로 Y축 부품에 대한 이 CNC 기계의 기본 길이에 300mm를 추가해야 합니다. 그것은 다음과 같습니다:
X축에서 기계의 작업 영역을 확장하는 데에도 동일한 원리가 사용됩니다. 하지만 여기에는 갠트리 크기를 늘리기 때문에 또 다른 트러스 구조 요소를 추가해야 한다는 한 가지 차이점이 있습니다.
Y축에서 CNC 기계의 작업 영역 확장기계 전체의 강성에 거의 영향을 미치지 않는 Y축의 크기를 늘리는 것에 비해 X축이나 갠트리의 기계 크기를 늘리면 기계 전체의 강성이 감소하므로 주의하시기 바랍니다.
DIY 3D 프린팅 CNC 기계를 제작하는 방법에 대한 완전한 단계별 가이드를 보려면 다음 동영상을 시청하세요.
저는 이 CNC 제작 가이드를 분할하여 전자 장치와 이 CNC 기계의 배선 및 제어 상자를 만드는 방법, 기계를 설정하고 이를 사용하여 첫 번째 절단을 수행하는 방법을 다음 동영상에서 설명하기로 결정했습니다.
정말 빠릅니다. 이 CNC 기계는 Arduino 및 GRBL을 기반으로 합니다. 모든 것을 쉽게 연결하기 위해 Arduino UNO를 CNC 쉴드와 함께 사용했고 NEMA23 스테퍼 모터를 구동하기 위해 DM542 스테퍼 드라이버를 사용했습니다.
모션 제어 펌웨어는 GRBL이며, 기계를 제어하고 G 코드를 전송하기 위해 Universal G-code Sender를 사용했는데 둘 다 오픈 소스입니다.
내 말은, Arduino나 GRBL일 필요는 없다는 것입니다. 이 CNC 빌드에는 LinuxCNC, grblHAL, Mach 3 또는 Mach 4 등과 같은 다른 CNC 컨트롤러를 사용할 수 있습니다. 이 Arduino 및 GRBL 콤보는 CNC 컨트롤러를 위한 가장 간단하고 저렴한 옵션이지만 실시간 제어 및 더 나은 구성 기능과 같은 일부 고급 기능이 부족합니다. 컨트롤 박스를 직접 만드는 것이 불편하다면 스테퍼 모터용 케이블이 포함되어 있어도 바로 사용할 수 있는 CNC 컨트롤 박스가 있습니다.
어쨌든, 이 3D 프린팅 CNC 라우터용 컨트롤 박스를 제작한 방법과 GRBL을 설정하고 기계를 제어하는 방법에 대한 자세한 안내는 다음 동영상을 확인하세요. 또한 이 CNC 기계의 웨이스트 보드와 더스트 슈를 만드는 방법을 보여줄 별도의 동영상이 있을 뿐만 아니라 시작하는 방법과 CNC 기계에서 첫 번째 절단 작업을 수행하는 방법, 그리고 여기에서 볼 수 있는 데모 프로젝트를 어떻게 만들었는지 자세히 설명합니다.
이 튜토리얼을 끝내기 전에 몇 가지 사항을 더 보여드리고 이 기계가 얼마나 견고하고 정확한지, 제작 비용은 얼마나 되는지 보여드리고 싶습니다.
이 CNC 기계의 강성을 보여주기 위해 라우터에 6mm 샤프트를 삽입하고 다이얼 표시기를 사용하여 기계에 힘이 가해질 때 기계가 얼마나 휘어지는지 측정합니다. 저는 그런 목적으로 힘 측정기와 다이얼 표시기를 사용하고 있습니다.
측정 도구:
힘 측정기:Amazon | 알리익스프레스
디지털 다이얼 표시기:Amazon | 알리익스프레스
먼저 X축 강성을 테스트하고 있습니다. 50N의 힘에서 엔드밀은 약 0.16mm, 70N의 힘에서 0.24mm 정도 휘어집니다. 반면, Y축의 편향은 50N의 힘에서 약 0.22mm, 70N의 힘에서 약 0.32mm였습니다.
조금 안 좋은 결과이긴 하지만, 일반적으로 X축에 비해 Y축의 강성이 떨어지는 갠트리 스타일의 CNC 기계이기 때문에 예상된 결과였습니다.
Z축 강성은 50N의 힘에서 약 0.18mm, 70N의 힘에서 약 0.25mm를 측정했습니다.
CNC 라우터의 이러한 강성은 적절한 피드와 속도를 사용하여 알루미늄을 절단할 때 0.06mm 이내의 정확도로 이어졌습니다.
저는 다음과 같은 설정으로 알루미늄으로 이 테스트 부품을 만들었습니다. 황삭의 경우 4mm DOC, 1.2mm WOD 및 이송 속도 1200mm/min입니다. 오프셋은 0.3mm였습니다. 그런 다음 최종 윤곽 패스의 경우 이송 속도가 500mm/분인 2mm DOC입니다. 디지털 다이얼 표시기로 부품을 측정했는데 모든 방향의 모든 모양의 정확도가 0.06mm 이내였습니다.
다시 말씀드리겠습니다. 트리머 라우터와 모션 제어를 위해 Arduino 및 GRBL을 사용하는 완전 3D 프린팅 CNC 라우터라는 점을 고려하면 꽤 괜찮은 결과라고 생각합니다.
제가 이 DIY CNC 기계로 만든 프로젝트 중 일부는 다음과 같습니다.
그럼에도 불구하고 더 많은 CNC 관련 콘텐츠가 나올 예정이니 계속 지켜봐 주시기 바랍니다. 또한 모든 사람이 이 CNC 기계를 제작한 경험을 공유하고 문제를 해결하고 기계를 개선하기 위한 커뮤니티를 만들 수 있도록 Discord 또는 이와 유사한 유사한 이벤트를 만들 것입니다.
제조공정
전통적인 금속 표면 마무리는 연마 페이스트, 양모 베레모 및 연마 스폰지를 사용하여 기계가공된 금속 부품 또는 구성요소의 표면을 마무리하는 과정입니다. 폴리싱의 목표는 가공 과정에서 생성된 긁힘, 흠집 및 기타 표면 결함을 제거하는 동시에 표면의 광택과 외관을 개선하는 것입니다. 그러나 금속 부품을 연마하는 것은 순수한 미적 목적 이상의 역할을 합니다. 많은 금속 표면은 일반적으로 산소 노출, 고온 및 사용의 결과로 시간이 지남에 따라 변색됩니다. 금속 연마를 통해 얻은 반사면은 부품의 미관을 향상시킬 뿐만 아니라 부식, 산화 및
레이저 절단기는 긴 수명을 위해 유지 보수가 필요한 정밀 장비입니다. 첫째, 레이저 절단기의 일일 유지보수입니다. 1. 레이저 커터가 다칠 수 있는지 확인하고 기기 안내는 정상일 수 있습니다. 2. 안내등이 다를 수 있는지 확인하세요. 3. 노즐이 파손되어 금속슬래그에 달라붙지 않도록 노즐을 점검한다. 4. 센서가 정상인지 확인하세요. 5. 렌즈에 먼지가 없는지 확인하고 제때에 청소하거나 교체하십시오. 6. 교체 작업대의 어댑터 샤프트를 청소하고 깨끗하게 유지하십시오. 7. 사전 환경 조