DIY 3DプリントDremel CNC

最初の3Dプリンターを手に入れたとき、ものを作成するすべての新しい可能性に非常に満足していましたが、しばらくして3Dプリントの制限に気付きました。 プラスチックは溶けやすく、時には機械的に十分な耐性がなく、最も重要なことには見た目がよくないことがあります。 ここで誤解しないでください。3Dプリンティングが好きで、プラスチック(プラスチック廃棄物を除く)が好きですが、非プラスチック素材で作られた方が見た目、動作、または感じが良いものがあります。 すべての家具がプラスチックでできていると想像してください。 時々私は木を好む、私は強度が必要なとき、金属(ほとんどアルミニウム)が行く方法です。 そこでCNCフライス盤が使用されます。 通常、このようなマシンのコストは本当に高く、ほとんどの愛好家、小さなメーカーはそのような高価な機器を買う余裕はありません。 だからこそ、自分のCNCマシンを作るというアイデアが頭に浮かびました。 もちろん、素手で構築することは私にとって選択肢ではありませんでした、それは作るだけでなく文書化するのも難しいです。 誰でも作成できる、簡単に複製できるマシンを作成したかったのです。 アセンブリを単純にし、価格を低く抑えるために、私はその設計に多くの時間を費やしました。 その後、多くのテスト、再設計、修正を行い、最高の結果を得ました。 私はできる限り人気があり、簡単に購入できるコンポーネントとして使用しました:Dremel、LMU12ベアリング、Nema17モーター、Arduino、アルミニウムプロファイル、およびフリーソフトウェアのみ。 それが、私のマシンの価格を300ドル以下に抑えることに成功した方法です。 このプロジェクトに関するYouTubeビデオを6本公開しましたが、Thingiverseでは非常に人気があります。 それは、マシンを完全に完成させ、今までで最も詳細で説明しやすいものにしたかったからです。 このプロジェクトは多くの理由で私にとって最大のものであり、この説明可能なものを通してそれらについて話します。 楽しい :)

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ステップ1:すべてのビデオを見る!

この説明は可能な限り詳細ですが、何かを作る方法や物がどのように機能するかのビデオを見ることは常に良いことです。 上記のDIY Dremel CNCに関する6本のビデオを見つけることができます。将来さらに作成するかもしれません。それらもここに追加しますが、このビデオとfututreプロジェクトを見逃さないように私のチャンネルに登録することができます。

ステップ2:部品

ここでは、すべての部品、数量、さまざまなリンク、コメントが記載されたExcelシートを見つけることができます。 以下に必要なすべての完全なリストを見つけることができます

機械部品:

  • アルミニウムプロファイル20x20mm長さ600mm(X2)
  • アルミニウムプロファイル20x20mm長さ300mm(X5)
  • 12mmロッド310mm(X2)
  • 12mmロッド530mm(X2)
  • 12mmロッド140mm(X2)
  • 送りねじ500mm(X2)
  • 送りねじ280mm(X1)
  • 親ねじ120mm(X1)
  • 12mmリニアベアリング(X12)
  • 608zzベアリング(X4)
  • TナットM5(X36)
  • M6 x 25mmネジ(X4)
  • M5 x 10mmネジ(X34)
  • M5 x 16mmネジ(X10)
  • M3 x 20mmネジ(X8)
  • M3 x 12mmネジ(X32)

電子部品:

  • ステッピングモーター(X4)
  • CNCシールド(X1)
  • ステッパードライバー(X4)
  • Arduino(X1)
  • 電源(X1)
  • DCコネクタ(X1)
  • ジャンパー(X14)
  • Dremel 3000(X1)

ステップ3:3D印刷

このプロジェクトでは3Dプリントされたパーツが非常に重要であるため、それらをプリントおよび後処理する方法について詳しく説明したいと思います。

多くの人々は、インフィルを非常に高く保つことが非常に重要であると言うかもしれませんが、非常に高いインフィルを使用することに気づいたから、もちろん、高いインフィルを使用しても何の問題もありませんが、私の意見では約20- 40%は大丈夫です。

私はすべてのパーツをPLAで印刷しましたが、PETGで印刷したほうが良いでしょう。PETGのコストはほぼ同じで、両方とも印刷は簡単ですが、PETGはもう少し柔軟性があり、壊れにくいです。

一部のファイルでは、サポートを使用する必要があります。削除するサポート資料が多くなく、削除できるように、適切な向きに配置する必要があります。

OLDとラベル付けされた部品を印刷する必要はありません。それらは誰かが使用したい場合に備えて共有したいくつかのファイルの古いバージョンです。

.f3d、.iges、および.stepファイルを見つけることもできるため、プロジェクトを簡単に編集できます。

これらの部品を後処理するときは注意してください。簡単に壊れてしまいます。 また、すべてのベアリングを内側に収めることができることを確認してください。万力を使用して、ベアリングをしっかりと固定してください。 また、3Dプリンターの精度に応じて、アルミニウムプロファイルに入るピンをわずかに研磨する必要があります。

また、CNCの一部ではないが、アルミニウムプロファイルと木製ベッドに穴を開けるのに非常に役立つ2つの「ツール」もあります。

添付ファイル

ステップ4:組み立ての準備

すべてのコンポーネントを組み立てる前に、適切な長さに切断する必要がある場合があります。 モジュラー設計のおかげで、これらのコンポーネントをどのくらいの長さにしたいのかはあなた次第です。 長さ60cmと30cmのアルミニウムプロファイルと12mmのロッドを使用しました。 より大きな機械を作りたい場合は、より長いアルミニウムのプロファイル、ロッド、および親ねじを使用するだけで、3Dプリントされた部品は同じままです。 必要な長さにカットされたすべての部品を購入した場合は、この手順をスキップしてください。

マイターソーを使用できる場合は、マイターソーを使用して、アルミニウムプロファイルをそのように切断し、完全に真っ直ぐな切れ刃が得られます。 私はこれらのロッドとリードスクリューを手鋸で切断することは不可能であることがわかったので、それを行うにはアングルグラインダーを使用する必要があります。

この時点で、すべてのベアリングを配置することもお勧めします。 私は小さな万力を使ってそれをしました、私が言ったように、あなたは3Dプリントの品質に依存します、あなたは部分を壊したくないので少し注意する必要があるかもしれません:)

ステップ5:Z軸

物事を簡単にするために、Z軸のアセンブリから始めます。 Z軸キャリッジに2本のロッドを挿入しますが、Dremelホルダーを挿入する必要はありません。 ドレメルホルダーはリニアベアリング上を自由に移動する必要があります。 608zzのビートは、Z軸キャリッジの底の穴に既に配置されている必要があります。 これで、親ねじと3D印刷カプラーを備えたステッピングモーターを取り付けることができます。 モーターをM3ネジで固定し、両方のロッドが底部のネジで固定されていることを確認します。 さらに使いやすくするために、ステッピングモーターコネクタを後方に向けます。これは、電子部品を取り付ける場所だからです。

ステップ6:X軸

真鍮ナットを両方の3D印刷パーツに締めます。 X軸キャリッジの1つをつかみ、2本のロッドをそれに結合します。 次に、これらのロッドにZ軸キャリッジを置き、反対側のもう1つのX軸キャリッジで閉じます。 M3ネジを使用して、3Dプリントパーツに親ネジ付きのモーターを取り付けます。

ステップ7:Y軸とアルミニウムフレーム

Y軸は、この機械のメインフレームに直接接続されています。 剛性を確保するために、ネジで接続された20x20mmのアルミ押出プロファイルで作られています。 20x20mmのプロファイルを選択するのは、それらが入手しやすく、それほど高価ではなく、このマシンのサイズに適合するからです。 より大きなプロファイルを使用することもできますが、そのような小さなマシンの場合、大きな違いはありません。 このマシンはモジュール式であるため、特定の長さのプロファイルを使用する必要はありません。 大きな機械を作りたいですか? ->より長いプロファイルを使用します。 もっと小さなマシンを作りたいですか? ->短いプロファイルを使用します。 プロファイルを60cm(2つ必要)と30cm(4つ必要)にカットしました。 必要な長さにプロファイルをカットしたら、穴を開けることができます。 長いプロファイルの端に穴を開ける必要があります。これにより、プロファイルに配置し、6.5mmのドリルビットで穴を開けることができる3D印刷可能なツールを簡単に設計できます。 3Dで印刷できるので、プラスチックでできており、簡単に穴を開けることができますが、このツールで4つの穴を開けるだけで大​​丈夫です。 2つの短いプロファイルの両端で、タップでスレッドを作成する必要があります。 5.2mmのドリルビットでタップ用の穴を事前に開けてから、M6ねじ山を作成することをお勧めします。

ステッピングモーターを3DプリントパーツにM3ネジで取り付けることから始めましょう。 モーターにカプラーを固定することもできます。 組み立てが簡単になるように、ハンマーナットでM5ネジを取り付けます。 モーターを使用して3Dプリントされたパーツを長いアルミニウムプロファイルにスライドさせることができます。 反対側では、写真に示すように短いプロファイルを修正できます。 ハンマーナットでネジを締めます。 また、長いアルミプロファイルの側面にあるM6ネジを締めることを忘れないでください。 反対側でも同じことを行います。 コーナーコネクター、M5ネジ、ハンマーナットを使用して、ミドルブラケット(2つまたは3つ)を取り付けることができます。

すでにY軸モーターサポートと親ねじサポートを取り付けましたが、今は親ねじとY軸ロッドを取り付ける必要があります。 このマシンのモジュール性のおかげで、ロッドと送りねじの長さはあなた次第です(アルミニウムプロファイルの長さで動作するように、適切な長さを把握する必要があります)。

X軸をY軸に接続し、X軸(Z軸が既に取り付けられている)をつかんでロッドと親ねじに配置します。指で親ねじを回転させてX-少し軸を戻します

ステップ8:テーブル

CNCのテーブルに適したものを見つけなければなりませんでした。 スロット付きのテーブルは素晴らしいでしょうが、高価です。 アルミ板やスチールで作ることもできますが、それは切断するのが難しいです(特にアングルグラインダーでまっすぐに切断するのは難しいです)。 私たち(メーカー)のほとんどがそうであるように、私はそのような材料を切断できる巨大なCNCプラズマ、ウォータージェット、レーザーは持っていませんが、合板で作るためにジグソーパズルを持っています。 私は最終的にテーブルソーを使用してまっすぐにカットしましたが、コーナーはジグソーまたはハンドソーでカットする必要があります。 合板は十分に丈夫で、簡単に切断でき、どこでも簡単に購入できるため、完璧な選択のようです。

別の3D印刷ツールを使用して、この合板の端に穴を開けて、M5x10mmネジとハンマーナットでアルミニウムフレームに取り付けました。

この合板を破壊したくないので、材料を完全に切断できるように、上部にウェイストボード(MDF)を追加しました。

また、M5ねじを使用して材料をCNCのテーブルに取り付けることができるように、テーブルにねじ込みインサートを追加しました。 このようなものをオンラインで購入できます。穴を開けてハンマーで固定する必要があります。シンプルで安価なアップグレードは本当に便利です。

ウェイストボード-CNCのテーブルを破壊したくない場合に、材料全体をミリングするときにミリングできる材料です。 しばらくしてから交換する必要があります。

ステップ9:スピンドル

このプロジェクトの名前がスピンドルとして主張しているように、私はDremelツールモデル3000を使用していますが、4000などの異なるモデルやまったく異なるスピンドルを使用することに成功している人もいます。 この説明の最後に、このマシンで使用したい別のスピンドルについても少し書きます。 それは、Dremelの制限により1/8インチビットに制限されているだけでなく、高回転と低トルクのために、たとえばアルミニウムの加工には理想的ではないからです(ただし、可能です)。 木材、MDF、アクリル、デリケートなアルミニウムの仕事のみを加工したい限り、Dremelはうまく機能しますが、より速い機械加工のために大きなビットを使用する方法はありません、1/8インチのシャンクを持つビットは他のビットほど多くありませんまた、Dremelはマウントが比較的困難です。

それでも、これは、速度制御機能を備えた最初のCNC向けの非常に安価なエントリーレベルのソリューションであり、非常に優れた品質です。 後でいつでもアップグレードできます。

このプロジェクトの最初に、GコードコマンドでDremelのオンとオフを切り替えるリレーを追加したかったのですが、いくつかの問題のため(Dremelを接続するソケットを追加してから、壁に接続する必要があります)安全であるように、すべてを保護し、それは価値がありませんし、そのような小さなマシンにすべてを合わせるのは難しいです)私はそれを使用しないことに決めました。

Dremelをスピンドルホルダーに取り付ける方法をよく考えていました。 これが私がやった方法です。 Dremelの底にナットがあります。3Dプリント部分に固定するために使用できると思いました。 それは私が望んでいたほどうまくいきませんでした。 そこで、ドレメルの中央にクランプ付きのサポート構造を追加し、M3ネジとナットで締め付けることができるようにしました。

そのため、Dremelをオンにすることを覚えておく必要があるものを加工するたびに、上部のスライダーでDremelのRPMを簡単に制御することもできます。

ステップ10:GRBLをインストールする

ArduinoにGRBLをインストールする方法について多くの質問がありました。 それは非常に簡単なことを心配しないでください。 USBケーブルとソフトウェアを備えたArduinoが必要です。ここからダウンロードできます://github.com/grbl/grbl

上記のリンクから.ZIPファイルをダウンロードしたら、ライブラリとしてArduino IDEに追加できます。 ファイルの例に移動し、GRBLタブから例を開きます。 コードは1行だけ表示され、それ以上は問題ありません。 Arduinoをコンピューターに接続し、通常のプログラムと同じようにプログラムをアップロードします。 そして、GRBLがArduinoにインストールされているので、コードを変更する必要はありません。 このステップに問題がある場合は、「ArduinoにGRBLをインストールする方法」をグーグルで検索してみてください。それを行う方法と問題のトラブルシューティング方法に関するチュートリアルがたくさんあります。

変更することも1つあります。これは、Arduino IDEのシリアルモニターまたはCNCjsのコンソールから実行できます。 必要なのは、3つの簡単なコマンドを送信することだけです。

 $ 100 = 400 $ 101 = 400 $ 102 = 400 

これらのコマンドを個別に送信します。 使用したステッピングモーターとマイクロステッピングの解像度によっては、400とは異なる値を使用する必要がある場合があります。

ステップ11:エレクトロニクス

それは多くの人にとって本当に難しい部分でした。CNCシールドとステッピングモーターの間の接続の概略図を作るのは難しいです。なぜなら、ほとんどのソフトウェアにはCNCシールドのような部品がないからです。 ほぼすべて。 フリッツ用のCNCシールドパーツを見つけました! それは素晴らしいことではありません。フリッツはそこにある最も簡単な回路図ソフトウェアですので、誰でも理解できます:)ここでCNCシールドを見つけました。

4つのステッパードライバーをCNCシールドに接続する前に(回路図には3つしかありませんが、4つ必要です)、それらのコネクターはステッパードライバーの下にあるため、ジャンパーを接続する必要があります。 これらのジャンパーによりマイクロステッピングが可能になり、3つのコネクターすべてを接続して合計12個のジャンパーが必要になりますが、Y軸モーターの動きをAモーターにミラーリングするために2つ必要です。2つのジャンパーをシールドの左側。 これで、ステッパードライバーを接続してから、ステッパーモーターを接続できます。 ステッピングモーターの接続方法 モーターに依存しますが、簡単な答えはありません。 モーターが反対方向に動いていることに気付いた場合は、モーターを反対方向に差し込む必要があります(接続を解除し、Z軸を中心に180度回転し、元の位置に戻します)。 Dremel CNCでもエンドストップを使用している人もいますが、私は使用していませんが、エンドストップをCNCシールドの右側に接続することができます。 最後に、電源またはコネクタを12-36Vとラベル付けされたネジ留め式端子に接続することができます。 そして、それは接続のためのすべてであり、実際はそれほど難しくありません:)

ステップ12:電源

最初は、12V 30Aの電源を使用していましたが、このプロジェクトではやり過ぎでした。 この電源をラボベンチの電源と交換して、実行に必要な電流量を確認します。 最大消費電流は2Aより小さいので、12V 3A電源を購入しました。 一般に、強力な電源を備えても問題はありませんが、余分なお金を費やす必要はなく、この巨大でかさばる30Aの獣はbeいだけです。 現在、DCプラグ付きのシンプルな電源があるので、マシンに簡単に接続できます。 使用するモーターやその他の電子機器によっては、3Aより強力な電源が必要になる場合があることに注意してください。

ステップ13:ケーブル管理

ケーブルを整頓することは常に良いことです。 ケーブル管理にはさまざまな方法がありますが、このケーブルラップは安価で、さまざまなケーブルに適しています。 ケーブルドラッグチェーンを使用することもできますが、それをマシンにマウントする方法を理解する必要があります。より専門的ですが、使用するのは難しくなります。 フライス加工中にケーブルを切断したり、フライス加工中にケーブルが機械を詰まらせたり材料を破壊したりしないようにするため、CNCマシンではケーブル管理が非常に重要であることに注意してください。

ステップ14:CNCjs

これがコンピューターのソフトウェアです。それを介して、マシンを制御し、gcodeを送信し、GRBLのコンソールを介していくつかのパラメーターを変更します。 GRBLコントローラー、mach3、パスパイロットなど、gcodeの送信者にはさまざまなオプションがありますが、CNCjsを選択した理由は無料であり、他のすべてのソフトウェアとは異なり、見栄えがよく、制御が簡単だからです! Mac、Windows、Linuxにインストールすることもできます。 ラズベリーパイにインストールして、マシンから離れたブラウザを介して制御することもできます! これらはすべて、オープンソースソフトウェアで無料です! サウンドは完璧なソリューションのようなもので、私にとってはこれまでのところ本当に素晴らしいです。 こちらからダウンロードできます:

//cnc.js.org

マシンへの接続に問題がある場合:おそらく、間違ったボーレートがCNCjsのボーレートを11520に変更しようとするためです。

ステップ15:Fusion 360

Fusion 360では、何を説明する必要がありますか? CADソフトウェアで何かを設計したことがあるなら、おそらくFusion 360について聞いたことがあるでしょう。それを短くしておくと、これが史上最高のソフトウェアです。 これで何でもできます(CAD、CAM、レンダリング、アニメーション、シミュレーション、コラボレーティブデザインなど)。MacとWindowsの両方で動作します。 Fusionを使用してDremel CNCを設計し、現在はFusionを使用してGcodeを作成し、このマシンで物事を製粉しています。 上に、Dremel CNCでFusion360とCNCjsを使用する方法に関する私のビデオがあります。 その詳細については、CNC加工に関するYouTubeチャンネルであるNYC CNCをご覧ください。

ステップ16:安全性

CNC機械加工の安全性は非常に重要な側面です。損傷する可能性のある危険なものがたくさんあります。損傷したくないので、このような機械で安全を保つためのヒントを紹介します。 幸いなことに、NEMA 17モーターは非常に高速ではなく、トルクは産業用CNCマシンで使用される一部のサーボモーターと同様に優れています。 しかし、まだ高速で回転するスピンドルがあり、指を押しつぶす危険があります。 加工中にチップが飛び散るので、安全メガネが必要です(安全が最優先事項であるため)。また、加工する材料(木材、MDF)に応じてマスクが必要になる場合があります。 また、DIY Dremel CNCのエンクロージャーを構築することをお勧めします。一部の人々は既に1つを構築しています。近い将来、これを行うことも計画しています。 別の安全性の向上は、大きな赤い安全スイッチを追加して、何か悪いことが起こった場合に簡単にマシンを停止できるようにすることです(CNCjsでも実行できますが、時間がかかり、信頼性が低くなります)。 機械加工後に材料とビットが高温になる可能性があることに注意し、作業領域に手を入れる前に機械が動作を完了したことを確認してください。 長時間の加工は耳にとって非常に不快なので、何らかの聴覚保護が推奨されます。 アクティブノイズキャンセリングヘッドフォンの使用についても考えました。ノイズは非常に安定しているため、CNCマシンに最適なはずですが、このようなヘッドフォンはなく、非常に高価です。 これらはCNCマシンを扱う際の安全性に関するいくつかのヒントにすぎないことを忘れないでください。多くの問題が発生する可能性があり、安全のために常に注意して考えなければなりません。

ステップ17:結果

このプロジェクトの結果は私を驚かせます! 始めたとき、3DプリントされたCNCマシンを作成できるかどうかを見たかっただけで、今後のプロジェクトで使用できるツールを構築したかったのです。 最初から、私はすべてのファイルと指示をオンラインで公開することを知っていましたが、このプロジェクトがこれほど人気が​​あり、多くの人々がそれを構築するとは思っていませんでした(次のステップをチェックしてください)。 これはこれまでで最大のプロジェクトです! いくつかの問題と、マシンに対して行った多くのアップグレードと微調整のために、この説明可能な作業を完了するまでに長い時間がかかりましたが、誰もが簡単に構築できるように、完璧でできるだけ詳細にしたかったのです安価なCNCマシン。 上の図では、優れたケーブル管理といくつかの小さなアップグレードを備えたDremel CNCの最新の画像を見ることができます。 マシンで加工したものの画像もあります。 他の人がDremel CNCで作ったものをFacebookグループと一緒に見たいなら!

ステップ18:加工方法

適切なフィードと切り込みの深さを選択するのは、実際に実験するだけです。 ゆっくりと浅く始め、ゆっくりと速度を上げて、何が起こるかを確認します。 注意してください、ミリングビットを破るのは簡単です。 遅くすることは速すぎることと同じくらい悪いことを覚えておいてください、あなたは最高の結果を得るために間にある必要があります。 使用する設定は次のとおりです。

ウッド、MDF:

  • 送り:800mm / min
  • 切込み:3mm
  • 通常、すべてにアダプティブクリアリングを使用し、輪郭カットに2D輪郭を使用します
  • Dremelスイッチ8/10

アクリル:

  • 送り:500mm / min
  • 切込み:1mm
  • Dremelスイッチ6/10

アルミニウム:

  • 送り速度:800mm / min
  • 切込み:0.2mm
  • フルスピードでドレメル

セットアップによっては、これらの値がまったく機能しない場合があることに注意してください!!!

そして、私が使用しているミリングビットは次のとおりです。

木材用

アルミ/アクリル用

ステップ19:コミュニティ

YouTubeとFacebookでこのプロジェクトに関する支援を求めている人が非常に多いことに気づいたとき、みんながお互いに助け合い、経験を共有できるようにFacebookグループを始めることにしました。 Facebookグループを始めることは大きな決断でした。 現在(2019年3月)、グループには1200人以上の人々がおり、毎週多くの質問があり、さらに素晴らしい回答があります。 また、このプロジェクトについていくつかの良いアイデアがあったので、グループの人々によると、私はこのマシンにいくつかの変更を加えました。 世界中の多くの人々が、私の頭の中の小さなアイデアとして始まった私のプロジェクトについて誇大宣伝しているのを見るのは本当に驚くべきことです。 私はグループの人々に、どこから来たのか尋ねて、それらすべての場所(上記を参照)でマップを作成しました! 南極大陸を除くすべての大陸と、すぐにDremel CNCが現れるとは思わない:)

このプロジェクトの背後にあるコミュニティは素晴らしいです! 何か問題があり、質問したい場合は、Facebookグループで質問してください。

助け合ってくれたグループの全員に感謝します!

ステップ20:更新とアップグレード

このプロジェクトは非常に大きくなったため、私の設計のさまざまなバージョンをオンラインで見つけることができます。レーザーやビニールカッターなどのさまざまなツールのホルダーがあります。 また、いくつかのファイルを再設計して、現在使用している元のバージョンと少し異なるようにしました。 以下のすべてのリンクをリミックスおよび関連するすべてのものに配置してみます。

FrancescoFによるリミックス

David Dienhartによる厳しい公差と簡単な組み立て

スレタンによる汎用マウント

52mmスピンドルマウント

MAILLERE Brigitteのビニールカッターマウント

追加のアルミニウムプロファイルを備えたX軸ホルダー。

Chrome98によるDremel 395マウント

Dremel 395 Z Axis Carriage by cadbury204

DIY Dremel CNC-Bob123bobによるX軸リミックス

DIY Dremel CNC_Tool_Holder by MarkBinary

また、CNCのテーブルに埋め込まれたねじ切りインサートと、ほこりやチップから保護するための親ねじ用のカバーでCNCをアップグレードしました。

ステップ21:結論

このプロジェクトは以上です! この説明に役立てていただければ幸いです:)質問がある場合は、Facebookグループまたは以下のコメントで質問してください。 私はあなたがプロジェクトについてどう思うか聞いてみたいです:D

ハッピーメイキング!

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