CNCOntwerp

From ZB45 wiki

Ontwerptips voor de Portaalfrees

Diameter van het freesje

Bij een Lasersnijder is het snijverlies verwaarloosbaar, maar bij een CNC maak je altijd een sleuf met de diameter van het freesje. Het freesje moet wel tussen de delen van je ontwerk door passen! Objecten mogen dus ook niet zo dicht tegen elkaar aanliggen dat de frees er niet meer tussendoor past.

De lengte van de frees is afhankelijk van de diameter. Lange dunne frezen zijn schaars en duur. Bovendien breken ze heel makkelijk, dus je kan ze beter vermijden. Maten die wij gebruiken zijn:

  • 3mm rechte frees, 2 snijkanten, 8mm snijlengte, op 8mm schacht
  • 6mm spiraalfrees, 2 snijkanten, 27mm snijlengte, op 8mm schacht
  • 8mm spiraalfrees, 2 snijkanten, 42mm snijlengte, op 8mm schacht
  • 8mm rechte frees, 1 snijkant met vervangbaar snijblad, 20mm snijlengte, op 8mm schacht
  • 10mm rechte frees, 1 snijkant met vervangbaar snijblad, 20mm snijlengte, op 8mm schacht

N.B.: als je de portaalfrees huurt, moet je je eigen freesje meebrengen, tenzij je hebt afgesproken dat je er één van ons kunt kopen. Wij hebben niet altijd alle maten in voorraad.

Om een mooie afwerking te krijgen, is het belangrijk dat de ruimte tussen twee objecten tenminste 2mm breder is dan de diameter van de frees.

Tabs

Als je verschillende objecten uitsnijdt, moet je oppassen dat ze niet wegschieten als ze losgefreesd worden. Dit kan je voorkomen door tabs aan te brengen. Tabs breng je het beste aan in CamBam, dus niet in je tekening. Het is wel handig om tijdens het tekenen al te bedenken waar je een tab zou kunnen plaatsen. Als je veel objecten uit één plaat snijdt, is het vooral ook belangrijk dat het loszagen van het ene object er niet voor zorgt dat het andere object los komt te liggen!

Je kan tabs in je tekening alvast aangeven in als rechthoekjes in een aparte layer, of ze toevoegen in CamBam.

Randen van de plaat

Houd zo mogelijk rond je ontwerp 2cm vrij tot de rand van de plaat. Hiermee behoudt de plaat zijn vorm en voorkom je dat er stukken wegschieten, die de frees of het werkstuk kunnen beschadigen. Ook heeft een plaat vaak beschadigingen aan de rand, die komen dan niet in je eindresultaat terecht.

Resonantie

Lange smalle stukken hout (zoals een restje aan de zijkant van een plaat of wat overblijft tussen twee objecten) kunnen gaan resoneren. De resonantie zorgt voor een ribbellige kant aan je objecten. Dit kan je voorkomen door dit soort smalle reststukken te vermijden of door het smalle restje met een tab verbonden te houden.

Schroefgaten

Bedenk al in de ontwerpfase hoe en waar je de plaat vast gaat zetten op de frees. Als je alles te precies volpland, past er misschien geen schroef meer bij! Hoe dunner je materiaal, hoe meer schroeven je nodig hebt om het materiaal vlak op de frees te houden. Bij een 18mm plaat kan vaak worden volstaan met 4-6 schroeven, maar met een 3mm plaat heb je er veel meer nodig!

Je kan de schroefgaten in een aparte layer aanbrengen in de tekening, of ze toevoegen in CamBam.

Binnenhoeken zijn nooit echt haaks

Op een frees zijn binnenhoeken nooit echt haaks, omdat de frees zelf een ronding heeft. Als twee stukken in elkaar moeten vallen, kan je wel iets te ver doorfrezen om te zorgen dat er een haakse stuk in past (overcut).

De rode lijn (undercut) is wat er gebeurt als je geen speciale maatregelen neemt. De schuine overcut is wat CamBam doet als je overcut op TRUE zet. Soms kan je een overcut wegwerken achter een ander stukje hout door een overcut in één richting te maken. Dit kan je niet in CamBam instellen maar moet je in je ontwerptekening doen. Overcut.svgOvercut2.svg

Gesloten vormen

Als je iets wilt losfrezen of tot een bepaalde diepte wilt infrezen, moet de vorm gesloten zijn. Een lijn die ongeveer eindigt waar hij begon is niet genoeg! Open lijnen hebben geen binnen of buitenkant, dus dan raakt CamBam in de war. De meeste tekenprogramma's kunnen per object aangeven of het OPEN of CLOSED is.

Welke frees voor welke opdracht

Voor 2D ontwerpen gebruik je meestal een rechte frees (vlak van onderen).

Maar in sommige gevallen gebruik je een ander type frees:

  • holle/bolle 3D oppervlakken: bolkop frees
  • onregelmatig 3D ontwerp: scherp puntig freesje (b.v. 15 graden).
  • PCB: scherp puntig freesje
  • speciale profielfrezen voor b.v. afwerking van randen

Ontwerp Software

Je kan een freesopdracht maken op basis van 2D of 3D bestanden. In de CNC-cursus werken wij alleen met 2D ontwerpen, omdat 3D veel langer duurt, zowel in de voorbereiding als tijdens het frezen.

Het leren werken met een tekenprogramma is geen onderdeel van de CNC-cursus. Wel kan je hieronder zien welke programma's wij aanbevelen.

2D ontwerptekening

Om iets uit te snijden of in te snijden, gebruik je een vector-tekening. In een vector-tekening bestaat een lijn uit een begin- en eindpunt (en eventueel een kromming). Dit in tegenstelling tot een pixel-tekeningen, waarin een lijn bestaat uit een verzameling stipjes. Met de frees wil je een lijn kunnen volgen, aan de verzameling stipjes heb je dan niets.

Veelgebruikte programma's om een vectortekening in te maken zijn:

  • AutoCAD: Het klassieke ontwerp-programma van AutoDesk.
  • Inkscape: Veelgebruikt Open Source Vector tekenprogramma.
  • Adobe Illustrator: Veelgebruikt vector-tekenprogramma.
  • Autodesk Fusion 360: Modern 3D tekenprogramma met mogelijkheid tot 2D exports (DXF) en GCODE generator.

Vrijwel alle grote tekenprogramma's kunnen ook 2D aanzichten als DXF exporteren. Je kan dus ook prima FreeCAD, Rhino of Solidworks gebruiken). SketchUp raden wij af omdat in de exports kromme's vaak als korte rechte lijnstukjes worden geexporteerd.

Niet gebruiken: GIMP, Photoshop, Paint: dit zijn pixel-tekenprogramma's, zij werken niet met vectoren. Daar heb je niets aan voor de frees.

Exporteren als DXF

Uiteindelijk moet je de tekening exporteren als DXF, want dat is het enige formaat dat CamBam kan importeren. De meeste programma's kunnen dat wel, maar soms gebeuren en rare dingen met de maten. Als je in je tekenprogramma al een rechthoek (b.v. op het formaat van de houten plaat) om je objecten heen zet, kan je na het importeren gemakkelijk controleren of de maat nog klopt.

3D Designs

Voor het frezen van 3D objecten heb je een STL file nodig. Vrijwel elk 3D tekenprogramma kan exporteren naar STL. Een goed programma voor beginners is TinkerCAD.

Houd er rekening mee dat de frees alleen van bovenaf bij het object kan. Dit beperkt de mogelijkheden enorm. Wel zijn er trucs om je object om te draaien en ook vanaf de onderkant te frezen (zie o.a. de CamBam manual).

3D frezen duurt vaak enorm lang. Kijk eerst of je niet met een slimme 2D tekening tot hetzelfde resultaat kan komen. Slimme 2D (of 2.5D) ontwerpen geven ook vaak een nettere afwerking.

Er zijn verschillende manieren om een 3D bestand te laten uitfrezen:

  • horizontaal/verticaal het object volgen. Afhankelijk van de resolutie krijg je kleinere of grotere randjes in die richting, helemaal weg zijn ze nooit. Houd er rekening mee dat een verdubbeling van de resolutie ook betekent dat de frees er twee keer zo lang over gaat doen!
  • object-volgen: de frees volgt het object via hoogte-lijnen. Je krijgt nu per hoogte (resolutie) een randje in je ontwerp