Reflexiones sobre construir una CNC

Hola amigos. Entre las actividades de avanzar mi taller y aprender materias relacionadas a la impresión 3D me puse a investigar sobre el lenguaje de programación GCode que las impresoras 3D interpretan. Los objetos se diseñan usando programas como el Fusion 360. Tal programa permite archivar el diseño en el formato "*.slt". Ese codigo es entonces convertido en un archivo que contiene el GCode que la impresora puede imprimir usando algo que se llama "Slicer" que no es mas que el termino "tajada". El objeto es convertido en tajadas y estas representadas con el GCode. Evidentemente me puse a investigar a ver que existe para alimentar una CNC con ese archivo conteniendo GCode y realmente asi es. Hasta existe un programa capaz de ser ejecutado en una placa Raspi. El resultado seria una CNC que se comunica con el ordenador por WiFi! Lo que estoy buscando ahora es algún sitio, por ejemplo en YouTube que me de mas detalles, en especial sobre el GCode y sobre Marlin que es el sistema operativo en la gran mayoría de las impresoras 3D.

Por eso y por otras razones importantes quisiera usar una placa madre para impresoras 3D, por ejemplo la BTT-SKR-PRO V1.2 que ya compre. Esas placas madre, que es donde se ejecuta el codigo GCode, tambien controlan los motores de paso usando las placas SilenStepSticks de las cuales ya soy dueño SilentStepSticks TMC 5160hv. Estas permiten hasta 60 VDC y hasta 20 A según la hoja de datos. Motores del tipo NEMA 34 o mayor que pueden aceptar hasta casi 5 A y que existen con un voltaje nominal de alrededor de los 4 VDC.

En este contexto quiero confesar un error en mi curso avanzado sobre motores de paso aquí en el foro. La razón por la cual caí en este error es que mis experimentos mostrados en el curso solo analice el comportamiento de un motor de paso sin carga. Así se me paso algo fundamental. Un motor de paso tiene su máximo torque cuando mantiene su posición. La razón para esto es que asi el valor de la tension inducida en las bobinas es "0". Si estoy aplicando al motor de paso una tension superior a la nominal de en este caso 3.6 VDC, 12 VDC o 24 VDC, esto hace posible a los chips de control de Trinamic aumentar la corriente que fluye por las bobinas por un tiempo limitado de hasta 20% adicional. Son esos 20% de corriente adicional lo que capacita al chip de Trinamic aumentar el torque para poder compensar picos de carga con un valor de torque mas elevado.

Una vez que el motor de paso empieza a dar su pasos empieza a entrar en efecto una tension inducida de polaridad invertida a aquella que aplico al motor. El valor de tension aplicada, superior a su valor nominal, evita que el flujo de corriente por las bobinas se reduzca por mantener la tension resultante por encima del valor nominal. No es como pensaba, que el torque es el resultado del producto de la tension aplicada y el valor del flujo de la corriente, lo que resultaría en que el motor de paso pudiera proveer un torque mas grande. Así el limite de velocidad del motor de paso girando aumenta debido a que el valor de la tension inducida no llega a tal valor que la tension no cae debajo de la tension nominal.

Pero es como Scooter ya escribió en el contexto de la impresión 3D, todo es el resultado de un "baile" de los valores de los parámetros que influyen.

Así mi conclusion actual es la de ahorrar e irme comprando los elementos para construir una CNC con un area de 50 x 50 cm. Como tambien tengo la esperanza de haber arreglado mi fresadora de torre, tambien podre ir construyendo partes fresadas.
 
Yo ando con la mosca detrás de la oreja de usar la impresora como fresadora de 2 ejes y medio y/o grabadora láser.
Como fresadora de 3 ejes la veo muy limitada, el no poder determinar el ángulo por el que "entra" la herramienta me imagino que lo limita tremendamente. Aparte de que la rigidez de mi impresora creo que la limitarían a hacer piezas de mantequilla en el mes de agosto, mas o menos.

Hace ya tiempo que pensé que una impreosra de 5 ejes sería buena idea, y se ve que si que existen:

Con una de 5 ejes si que visualizo una fresadora.
 
Me limito únicamente a los aspectos de la mecánica. Una impresora 3D a diferencia de cualquier maquina CNC exige una estructura mucho menos rígida. La rigidez en una impresora 3D en mi opinion debe evitar vibraciones debido a que las capas de material son alrededor de de 0.4 mm y por lo tanto vibraciones bastan para alterar la calidad de lo impresado. La impresora le suma material, capa por capa creando asi el objeto.

CNC no le suma material al objeto mecanizado, sino que le quita material. La rigidez debe ser tal que la estructura de la maquina no se deforme cuando la fresa quita material. Que tan duro sea el material mecanizado, que tan rapido el proceso de fresado puede ser depende de la rigidez de la estructura. Naturalmente aquí tambien ocurre ese baile de parámetros. El torque del motor de la fresadora tiene que ser capaz de cortar material. Una maquina que se limite a fresar madera requiere mucho menos rigidez y torque de la maquina.

Grabando con un laser definitivamente es algo que una impresora 3D deberia ser capaz de hacer, siempre y cuando el laser no sea demasiado pesado.

He leído el hilo al cual el enlace lleva. Gracias, son artículos muy interesantes.

Volviendo a mis reflexiones sobre hacerme una maquina CNC. He visto que existen las herramientas capaces de convertir una estructura creada en una software de CAD 3D a crear codigo en GCode. Ese codigo por lo tanto resulta en el movimiento de los motores de paso a seguir las formas que se requieren. Es mas, existen ejemplos donde controlo el movimiento de un motor de paso por simples commandos en GCode. Lo que seria deseable en que existiera una software de simulación que permitiera ver que el codigo haga lo que espero. Lo que no he reflexionado e investigado aun es el uso de Marlin 2.0 en una placa madre como la mía de una impresora 3D.

Pero meterme realmente en eso de construirme una fresadora CNC no lo empesare antes de no terminar mis trabajos en el taller.
 
No he investigado prácticamente nada en ese ámbito. Si que he visto que freecad tiene un toolbox específico de mecanizado aunque no sé cómo de bueno es. Freecad tiene luces y sombras, algunos toolboxes son verdaderas maravillas y otros están abandonados.

Por ejemplo Cura permite ver una simulación del gcode y ver las capas que va a hacer, lo mismo que hace octoprint en directo pero simulado.
Doy por hecho que el software CNC permite lo mismo, así como ajustar el grosor de capa o el avance de la herramienta.

Tampoco he investigado en las fresadoras para circuitos impresos y eso que sería útil.
 
Última edición:
Desafortunadamente justamente eso no lo he encontrado aun, un simulador tal cual lo ofrece Cura y octoprint. Esos 2 programas, donde en ingles su función se llama "slicer". Busco algo equivalente pero con la función adecuada para una CNC.
 
Tengo el Creality Slicer que es una personalización del Ultimaker Cura que permite pasar del archivo *.stl al archivo *.gcode realizando la Segmentación (lo instale en castellano) con los parámetros que podemos definir nosotros de acuerdo a la impresora 3D que usemos o cambiar alguno por motu propio.

Una vez segmentado, al costado derecho aparece una guía que permite ver capa por capa que imprimirá la 3D, no se si es a eso que se refieren.

Aclaro que poseo una Creality Ender 3d Pro con muy poco uso, ya que estoy iniciandome con ella.


Por otra parte si bien manejo fácilmente el dibujo técnico en 2D ó 3D con papel y lápiz, me resulta imposible usar el FreeCad para tirar lineas y comenzar a dibujar, primero en el plano (2D) y luego de ponerme práctico hacerlo en 3D.

Saludos, JuanKa.-
 

cuervobrujo

Well-known-chicken
Soldidworks es el camino a seguir en CNC y con el modulo SolidCAM 2020... son los estandares en la industria....
Si te vas a dedicar de lleno a maquinado y creación de piezas con tolerancias....Fusion360 lo tengo pero lo veo mas como para hobbysta... No me gusta ya que tienes que andar renovando licencias cada tanto .. Solidwork compras la licencia una sola vez, y te olvidas, y eres dueño y las actualizaciones son gratuitas...Tambien tiene la posibilidad de migrar los archivos de Altium o viceversa.. asi diseñas una pcb la pasas a solidwork diseñas la caja o cuerpo (gabinete) donde estará alojado y vuelves a Altium con un par de clicks..
Luego tienes otros programas muy buenos para manejar directamente el G-code con simulador..creo que son gratis...no recuerdo hace 2 años los tengo instalados..
3D Gerber Viewer
eMachineShop
Y Por ultimo y como frutilla del postre mi favorito.. GrblGru gratuito (con idioma ingles y alemán solamente ) con varios tipos de CNC e impresoras 3D
Lo e usado para simular la CNC que estoy fabricando...que esta parada por la pandemia...la MPCNC
Y eso que e usado todo tipo de softwares 3DCG que hay en el mercado. pero me e quedado con solo esos... el resto solo los uso para convertir archivos..
 
Haz un hilo compartiendo con nosotros tanto los avances como vayan teniendo lugar, como tambien las reflexiones.

Soy nuevo en esto de impresión 3D e igualmente en materia de CNC. He usado motores de paso en el contexto de mi modelo de un velero donde uso motores de paso como winches y trato de beneficiarme de las posibilidades para implementar el control de las velas de la forma que yo quiero. Para crear objetos a imprimir en 3D el programa Fusion 360 en su versión "community" gratis para uso no profesional no me he visto confrontado aún el tema renovación de licencias. Había usado Solid Works en su versión gratuita y siempre vuelve el tema de renovar la licencia. Para los dibujos 2D me gusta mucho, para disenar objetos a imprimir 3D Fusion 360 me parecio muy facil de usar. Los usos que veré primero son adaptadores del diámetro de tuberías del sistema de aspiración de polvo y virutas.

Una máquina CNC, con una superficie de mecanizar de 50 x 50 x 20 cm y una tabla por la cual succiono objetos a mecanizar y así mantenerlos en su posición. Primero armo la estructura usando madera para piezas que mas tarde crearé fresando placas de aluminio. La estructura en las dimensiones "x" e "y" serán realizadas con perfiles de aluminio. Allí usaré lo mas sólido que encuentre.
 
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