Wie man eine topografische 3D-Karte auf einer CNC-Maschine schnitzt

Dieses Projekt eignet sich hervorragend, um neue Möglichkeiten zu erforschen, indem Sie Ihre CNC-Maschine in ihrer maximalen 3D-Kapazität nutzen. Es ist das perfekte Beispiel dafür, dass eine CNC-Maschine viel präziser ist als die menschliche Hand, aber auch schneller als ein 3D-Drucker. Der Vorteil ist, dass Sie dieses Projekt aus jedem Material herstellen können, bei dem ein 3D-Drucker an seine Grenzen stößt.

Da bei diesem Projekt viel Material abgetragen wird und Präzision der Schlüssel ist, ist eine gute Klemmung sehr wichtig! Um das Teil sicher zu klemmen, haben wir uns entschieden, unser Material direkt in die Spoilerplatte zu schrauben.

Wir empfehlen, mindestens 1 Klemme (oder Schraube) alle 10 cm zu verwenden, um die Vibrationen zu reduzieren und die Qualität der Oberfläche zu verbessern.

•  Download der Ressourcendateien für das Projekt Comer See (Italien)

Wenn Sie kein Fan unseres Modells sind und eine andere topografische Karte fräsen möchten, schauen Sie sich diese Website an .  Sie generiert STL-Dateien von der Erdoberfläche. Diese STL-Dateien können dann in Fusion360 importiert und skaliert werden, um als Modell für das Fräsen verwendet zu werden.

Wir haben für dieses Projekt massiven Nussbaum verwendet, aber Sie können jedes beliebige Material verwenden. Um unsere 3D-Karte des Comer Sees zu fräsen, benötigen Sie ein Material, das mindestens 340 x 530 x 25 mm groß ist.

Vergessen Sie nicht, das Material an jeder Seite um mindestens 20 mm zu überdrehen, damit Sie Ihr Werkstück sicher einspannen können.

Tipps und Tricks

• Massivholz: Wenn Sie sich wie wir für Massivholz entscheiden, müssen Sie sich bewusst sein, dass Massivholz dazu neigt, sich mit der Zeit, Temperaturunterschieden und Feuchtigkeit zu bewegen. Ein Holzbrett wird sich beim Trocknen immer wölben, und wenn du nicht willst, dass dein Stück unweigerlich ruiniert wird, musst du deine Bretter in dünnere Streifen schneiden und sie nach einem anderen Muster verleimen. Wie du deine Bretter auswählst und stabile, verleimte Bretter herstellst, erfährst du in diesem YouTube-Video.
• Anderes Material: Wir haben für dieses Projekt viele verschiedene Materialien ausprobiert und festgestellt, dass die besten Ergebnisse auf Massivholz zu sehen sind. MDF lässt sich leicht fräsen und eignet sich hervorragend für die Herstellung von Prototypen, aber das Gelände kommt nicht wirklich zur Geltung. Sperrholz könnte wirklich Spaß machen, da die verschiedenen Lagen die Höhenunterschiede zeigen könnten, aber Sperrholz hat eine Menge Löcher und Unvollkommenheiten in seiner Struktur. Diese Löcher und Unvollkommenheiten werden durch das Fräsen sichtbar gemacht, was für das Auge nicht sehr ansprechend ist.
• Bestandsgröße: Autodesk Fusion 360 verfügt über ein hervorragendes Skalierungswerkzeug zum Verkleinern oder Vergrößern von 3D-Objekten. Wenn das Material, das Sie verwenden möchten, nicht dick genug ist, öffnen Sie das Autodesk Fusion 360-Projekt, gehen Sie auf die Registerkarte "Design" und drücken Sie die Taste "S". Geben Sie einfach "Skalieren" ein, um das Skalierungswerkzeug zu verwenden. Sie können nun das Volumen auswählen und einen Skalierungsfaktor anwenden (<1 = Schrumpfen; 1 = identisch; >1 = Ausdehnung).Auf der Registerkarte "Herstellung" können Sie das benötigte Material überprüfen. Doppelklicken Sie auf die Einrichtung. Die benötigten Lagerabmessungen finden Sie auf der Registerkarte Lager.

Für dieses Projekt haben wir die folgenden Schaftfräser verwendet.

• Einen 6-mm-Flachfräser mit 2 oder 3 Schneiden, um das überschüssige Material auszuschruppen.
• Ein 3-mm-Kugelfräser mit 2 Schneiden, der dem Modell Textur verleiht und die Details unserer 3D-Karte verfeinert.

Weitere Informationen über die Auswahl der Schaftfräser sowie Vorschübe und Drehzahlen finden Sie auf unserer Website .

Sie können die Schnittparameter natürlich auch an Ihre verfügbaren Schaftfräser anpassen.

Achtung ! Dieses Projekt ist sehr komplex und hat eine Menge kleiner Details. Das bedeutet, dass es auch sehr viel Zeit zum Fräsen braucht. Wenn Sie unseren G-Code so verwenden, wie er ist, beträgt die gesamte Fräszeit einige Stunden. Sie können die Fräszeit reduzieren, indem Sie die Schrittweite oder die Durchgangshöhe erhöhen, aber das führt unweigerlich zu einem Verlust an Präzision.

Um eine schöne Oberfläche zu erhalten und gleichzeitig die für die Herstellung unseres Werkstücks benötigte Zeit zu begrenzen, haben wir einen G-Code erstellt, der aus 3 Operationen besteht.

1. 3D Pocket

Mit einem 8-mm-Schaftfräser wird die Form des Geländes, das wir fräsen wollen, grob skizziert. Mit einem axialen und radialen Aufmaß von 1 mm stellen wir sicher, dass unsere nächsten Schaftfräser "etwas zum Anbeißen" haben. Dadurch wird nicht nur ein Verrutschen verhindert, sondern auch sichergestellt, dass unser 8-mm-Schaftfräser nicht die Präzision des fertigen Werkstücks beeinträchtigt, indem er in Material schneidet, in das er nicht schneiden sollte.

Die Spindel muss auf eine Drehzahl von 20 000 bis 25 000 U/min eingestellt werden, der Vorschub beträgt 3200 mm/min. Die Durchlaufhöhe beträgt 2,5 mm.

2. Scallop (8 mm Flachfräser)

Um die Materialmenge zu reduzieren, die der dünne Kugelfräser abtragen muss, haben wir einen ersten Aushöhlungsvorgang mit dem 8-mm-Flachfräser hinzugefügt. Dieser Schritt entfernt den "Reisfeld"-Effekt, der nach dem ersten Arbeitsgang zurückgeblieben ist, und Sie werden sehen, wie das Terrain herausspringt. Wir behalten 0,5 mm axiales und radiales Material, damit der Kugelfräser etwas zu beißen hat.

Dieser Schritt ist nicht zwingend erforderlich, verringert aber den Verschleiß des Kugelfräsers erheblich und ermöglicht es Ihnen, den Vorschub beim nächsten Arbeitsgang zu erhöhen (was die Gesamtfräszeit verkürzt).

Die Spindel muss auf eine Drehzahl von 20 000 bis 25 000 U/min eingestellt werden, da der Vorschub 3200 mm/min beträgt. Die Schrittweite ist auf 3,5 mm eingestellt.

3. Scallop (3 mm Kugelkopffräser):

Dieser Schritt verleiht dem fertigen Stück seine ganze Textur und lässt jedes Detail des Geländes hervorstechen.

Durch die "Scallop"-Operation fährt der Kugelfräser in jedes Tal, auf jeden Hügel und jeden Grat unserer Karte und hinterlässt nur sehr wenige Frässpuren.

Die Spindel muss auf 20 000 bis 25 000 U/min eingestellt werden, da die Vorschubgeschwindigkeit 3500 mm/min beträgt. Die Schrittweite wird auf 0,4 mm eingestellt, um die Anzahl der Frässpuren zu reduzieren.