Cómo tallar un mapa topográfico 3D en una máquina CNC

Este proyecto es ideal para explorar nuevas posibilidades utilizando tu máquina CNC en su máxima capacidad 3D. Es el ejemplo perfecto de cómo una máquina CNC es mucho más precisa que la mano humana, y también más rápida que una impresora 3D. La ventaja adicional es que puedes realizar este proyecto con cualquier material, mientras que una impresora 3D puede estar limitada.

Dado que este proyecto implica una buena cantidad de eliminación de material y la precisión es clave, una buena fijación es muy importante.  Para fijar la pieza de forma segura, decidimos atornillar nuestro material directamente al spoilerboard.

Recomendamos usar al menos 1 abrazadera (o tornillo) cada 10 cm para reducir las vibraciones y mejorar la calidad de tu acabado superficial.

• Descarga los archivos de recursos para el proyecto del Lago Como (Italia)

Si no eres fan de nuestro modelo y te gustaría fresar otro mapa topográfico, echa un vistazo a esta web. Genera archivos STL a partir de la superficie terrestre. Estos archivos STL pueden importarse luego en Fusion 360 y escalarse para usarse como modelo para el fresado. 

Utilizamos nogal macizo para este proyecto, pero puedes usar cualquier pieza de material que desees.  Para fresar nuestro mapa 3D del Lago Como, necesitas un material de al menos 340 x 530 x 25 mm.

No olvides sobredimensionar tu material con al menos 20 mm en cada lado, esto te permitirá fijar tu pieza de forma segura. 

Consejos y trucos

• Madera maciza: Si eliges madera maciza como nosotros, debes saber que la madera maciza tiende a moverse con el tiempo, las diferencias de temperatura y la humedad. Una tabla de madera siempre se curvará al secarse y, si no quieres que tu pieza se arruine inevitablemente, necesitas cortar tus tablas en tiras más finas y pegarlas de nuevo en un patrón alternativo. Para aprender a elegir tus tablas y hacer tablas encoladas estables, echa un vistazo a este vídeo de YouTube.
• Otros materiales: Probamos muchos materiales diferentes para este proyecto y descubrimos que los mejores resultados se obtienen en madera maciza. El MDF es fácil de fresar y es ideal para hacer prototipos, pero el terreno no destaca realmente. El contrachapado podría ser muy divertido de usar, ya que las diferentes capas podrían mostrar las variaciones de altura, pero el contrachapado tiene muchos agujeros e imperfecciones en su estructura. Estos agujeros e imperfecciones se hacen visibles con el fresado, lo que no es muy agradable a la vista.
• Tamaño del material: Autodesk Fusion 360 tiene una excelente herramienta de escalado para encoger o expandir objetos 3D. Si el material que quieres usar no es lo suficientemente grueso, abre el proyecto de Autodesk Fusion 360, ve a la pestaña de diseño y pulsa la tecla "S". Simplemente escribe “scale” para usar la herramienta de escalado. Ahora puedes seleccionar el volumen y aplicar un factor de escalado (<1 = encogimiento ; 1 = idéntico ; >1 = expansión). Puedes verificar el material necesario en la pestaña de fabricación. Haz doble clic en la configuración. Encontrarás las dimensiones de material necesarias en la pestaña de material.

Utilizamos las siguientes fresas para este proyecto.

• Una fresa plana de 6 mm de 2 o 3 labios para el desbaste del material sobrante.
• Una fresa de bola de 3 mm de 2 labios que dará textura al modelo y refinará los detalles de nuestro mapa 3D.

Puedes consultar nuestra web para más información sobre la selección de fresas y los avances y velocidades.

También puedes, por supuesto, modificar los parámetros de corte para adaptarlos a las fresas de las que dispongas.

Advertencia : Este proyecto es muy complejo y tiene muchos pequeños detalles. Esto significa que también lleva mucho tiempo de fresado. Si usas nuestro G-Code tal cual, el tiempo total de fresado es de varias horas. Puedes reducir el tiempo de fresado mejorando el paso lateral o la altura de pasada, pero esto inevitablemente resultará en una pérdida de precisión.

Para obtener un acabado bonito y limitar el tiempo necesario para hacer nuestra pieza, creamos un G-Code compuesto por 3 operaciones.

1. Vaciado 3D 

Usando una fresa de 8 mm, desbastamos la forma del terreno que queremos fresar. Dejar un material axial y radial de 1 mm asegurará que nuestras próximas fresas tengan “algo que morder”. Esto evitará que resbalen, pero también asegurará que nuestra fresa de 8 mm no reduzca la precisión de nuestra pieza terminada al cortar material que no debería ser cortado.

El husillo debe configurarse para funcionar entre 20 000 y 25 000 rpm, ya que la velocidad de avance es de 3200 mm/min. La altura de pasada es de 2.5 mm.

2. Scallop (fresa plana de 8 mm)

Para reducir la cantidad de material que la fresa de bola fina tendrá que eliminar, añadimos una primera operación de scallop con la fresa plana de 8 mm. Este paso eliminará el efecto de “campo de arroz” que queda después de la primera operación y empezarás a ver cómo el terreno resalta. Mantenemos un material axial y radial de 0.5 mm para dejar algo que morder a la fresa de bola.

Este paso no es obligatorio, pero reduce significativamente el desgaste de la fresa de bola y te permite aumentar la velocidad de avance en la siguiente operación (reduciendo el tiempo total de fresado).

El husillo debe configurarse para funcionar entre 20 000 y 25 000 rpm, ya que la velocidad de avance es de 3200 mm/min. El paso lateral se establece en 3.5 mm.

3. Scallop (fresa de bola de 3 mm):

Este paso dará toda su textura a la pieza terminada y hará que cada detalle del terreno resalte.

La operación de scallop hará que la fresa de bola recorra cada valle, cada colina, cada cresta de nuestro mapa y dejará muy pocas marcas de fresado. 

El husillo debe configurarse para funcionar entre 20 000 y 25 000 rpm, ya que la velocidad de avance es de 3500 mm/min. El paso lateral se establece en 0.4 mm para reducir la cantidad de marcas de fresado.