Домашний ЧПУ-фрезер как альтернатива 3D принтеру, часть пятая, обработка

[vnmukhin]

Интересуюсь чисто академически: как лучше технологически решить эту задачу с винтом — на фрезере из МДФ и потом отлить или на 3d принтере напечатать по частям, склеить и потом тоже отлить. Понятно, что ради челленджа и саморазвития можно и напильником из алюминиевой болванки выстругать, но как, на взгляд инженеров, решить такую задачу в домашно-гаражных условиях наиболее оптимально?

[adictive_max]

Или по-суровому выточить непосредственно на фрезере из цельного кучка чугуния :)

[vbifkol]

Чугуний мастдай — хрупкий он. Ну или промежуточно залить эпоксидкой для поддержки лопастей при перестановке.

[vbifkol]

Смотря в чем задача. Если как автор статьи про гребной винт — то перестать выпендриваться и купить штатный, его обрезать на фрезере под нужную форму лопасти. Если сделать настоящий винт — то сделать полуформы из металла, налить туда воск, воск в опоку и отлить. Если разовую поделку делать — то МДФ. 3Д принтеры я не люблю, тем более на таких (тонкие подвешенные кривые поверхности) деталях.

[CybSys]

Если переделывать штатный то времени особо не с экономишь и денег тоже. Наверное меня не так поняли, посчитав что это выпендреж. Задача эта довольно интересная, есть опыт работы с CAD, CAM и по работе на чпу. Так что почему бы и не сделать… Разумеется эта модель из доски ни куда не пойдет, но ее появление, говорит что метод реально рабочий. И надеюсь что на нормальной заготовке все получится как надо.

Ради одной штуки делать полуформы из металла, это уже точно не единичное производство и не бюджетный вариант.

[vbifkol]

Я не очень точно выразился, выпендреж не столько в производстве винта таким способом, сколько в вообще факте создания цельнопиленного кастома на тему салютовского винта под двухсильный мотор. На эту мощность существуют, например, резиновые винты, на них вообще ничего не наматывается. В 80е сами такие делали — просто срезали лопасти с ветеркового винта и наклепывали на остаток куски транспортерной ленты. КПД конечно адски низкий, но вообще о КПД системы с двусильным мотором говорить смысла нет.

Переделывать штатный наверное таки проще: штатный же уже есть, у него есть профилированные лопасти, ступица и все такое. Нормальное литье вряд ли будет дешевле обработки.

А полуформы из металла — конечно не для этой задачи. Это, например, для спортсменов, которые ловят идеальный баланс размера и шага под конкретную лодку и мотор. Я отвечал на вопрос «как сделать оптимально» под разные задачи.

[anprs]

А в чём проблема прибегнуть к аддитивным технологиям помимо «не люблю»?

сделать полуформы из металла, налить туда воск, воск в опоку и отлить

Зачем? Можно напечатать полуформы (и поверхности будут не «тонкие и подвешенные»).
А ещё 3D-принтеры умеют печатать сразу воском

[vbifkol]

Низкая точность и непредсказуемые температурные деформации. То что я пробовал годно только для поделок.

[anprs]

А что конкретно из озвученного мной пробовал? Какой принтер? Какой материал?

[vbifkol]

АБС, обычный прутковый принтер без термостатирования.

[anprs]

Ну Вы же понимаете что вы взяли самый капризный пластик и не предназначенный для него принтер?
У ABS большая усадка, его ведёт, корёжит, разрывает по слоям. И это только усугубляется отсутствием термокамеры и двигающимся по Y столом (это же такой принтер имелся в виду под «обычным»)?

Я когда кухню собирал, отверстие вырезать надо было, а лобзика под рукой не было. Шуруповёртом насверлил отверстий по периметру, а потом попробовал 3мм сверлом срезать стенки жду отверстиями движением в бок. Сломав два сверла я имею право не любить фрезеровку?)

[vbifkol]

Ну Вы же понимаете что вы взяли самый капризный пластик и не предназначенный для него принтер?

PLA нам по физмеху не подходит, поликарбонатсодержащие еще капризней. Впрочем, я печатал и тем и другим, радости все равно не ощутил.

Я когда кухню собирал, отверстие вырезать надо было, а лобзика под рукой не было. Шуруповёртом насверлил отверстий по периметру, а потом попробовал 3мм сверлом срезать стенки жду отверстиями движением в бок. Сломав два сверла я имею право не любить фрезеровку?)

Не любить ручную фрезеровку сверлом — конечно имеете. Более того, было бы странно если бы имея этот опыт Вы утверждали что ручная фрезеровка сверлом рулит. Именно поэтому я не люблю 3D печать в производстве матриц. Для поделок — пожалуйста, у меня ребенок себе какие-то фигурки постоянно лепит. Теоретически под низкотемпературные формы для неответственных деталей тоже можно. Но винт вряд ли.

[anprs]

PLA нам по физмеху не подходит, поликарбонатсодержащие еще капризней.

PETG?

Именно поэтому я не люблю 3D печать в производстве матриц

А печать восковок нет желания попробовать?

[vbifkol]

PETG?

Тоже низкая для нас температура. У нас рабочие процессы 120 с гаком градусов, на этой температуре матрица не должна плыть.

А печать восковок нет желания попробовать?

потом опока и металл? Тоже не надо, спасибо.

ЗЫ. я конечно смахиваю на не очень умного человека, но поверьте — я копал тему. УФ-отверждаемые бы пошли, но там пока что зоны маленькие, да и смысла глубокого нет, фрезеровка работает нормально.

[rPman]

Угле/стекло наполненные пластики могут вообще не иметь усадки (но сопло лучше брать >0.4мм) точнее минимальная, да и прочностные характеристики у них по лучше и менее капризные, цены выше но не на столько чтобы не пробовать.

даже pla + дерево с этой точки зрения хорош

[NetBUG]

… а если грамотно прикинуть, как разделять гипсовую форму — то и не разово.

[hjornson]

Залитую металлом гипсовую форму разделять получится разве что на очень грубых моделях и свинце. Да и то вопрос.
А под алюминий и тем более латунь гипс надо прокаливать чтобы выгнать кристализационную воду, а это дорога в один конец.

[vbifkol]

Сложно, геморройно, дорого, штучно, но так делают лопатки турбин самолетов, т.к. эта технология дает очень хорошую точность.

Нештучно тоже можно. Как раз так делают серьезные серийные винты из нержавейки — воск льют в форму, потом опока, потом выжигание и заливка. За раз делается несколько десятков восковок, все вместе обмакиваются/обсыпаются, запекаются и потом поштучно заливаются. О, кста, вспомнил и нашел ролик

[vbifkol]

Выточить из воска такие плоскости не факт что получится. Разве что уменьшить обечайку до минимума и развить поддержки до почти всей плоскости лопасти. Тогда уж две полуформы из того же МДФ, в них — воск, на воск — опоку (ни в коем случае не гипс), потом вытопить и залить.

[rinaty]

вместо выточить на ЧПУ из воска, мне кажется разумнее: напечатать на 3d принтере

[SignallerK]

Видел передачу по дискавери или типа того, про то как делают настоящий, несколько метров в диаметре, корабельный винт.
Там как раз вроде на «грубом» ЧПУ фрезере делали модель из чего-то вроде пенопласта. Потом отливали по модели бронзу. По виду это была бронза, сам сплав естественно засекречен.
А далее уже на очень дорогом и точном ЧПУ фрезере доводили отливку до нужной формы.
Есть даже басня (я просто не специалист в этом), о том что точность формы винта влияет на его шумность, что очень важно для некоторых плав средств — подводных лодок. И ЧПУ способное дать такую точность и чистоту при СССР как-то пришлось правдами и неправдами закупать в Японии.

[Atreyer]

На фрезере будет дольше, труднее и дороже. Только с программой вона сколько общаться надо, а время инженера очень дорогое. Так-что 3д модель-печать-формовка. Ещё необходимо уточнить не является-ли пропеллер мотора активным антикорозионным электродом, это влияет на выбор сплава.

[vbifkol]

Дальше вопрос что Вы хотите получить. Если какой-нибудь винт, то можно и напечатать. Но время принтера тоже небесплатное, поэтому дешевле взять кусок скульптурного пластилина, раскатать в лист толщиной 2-3 мм, нарезать по чертежам профили, слепить все вместе и дальше на ЛВМ. Получится даже точнее принтера, к тому же не нужен не только оператор (кстати не дофига дорогой человек), но и конструктор (обычно берущий подороже оператора).

[p0gank]

Расход материала дичайший. Тут можно взять прямоугольную заготовку?

[vbifkol]

Да хоть треугольную — я же пишу, что главное чтобы реальная заготовка полностью перекрывала виртуальную.
Расход можно было бы уменьшить, если сделать обечайку не круглую, а эллипсную. Но реально этим сэкономится рублей 200 максимум, по сравнению со стоимостью обработки это ничто.

[serjmd]

В субботу получил с Али две фрезы 6х50 мм. Создавая траекторию в Арткаме на автомате ткнул в запятую вместо точки. В результате шаг по Z вместо 3.5 мм получился 35 мм. Киловаттный шпиндель такую глубину не потянул, и фреза, пройдя около пятнадцати сантиметров, приказала. ...!!! Еще и шестьсот рублей за урок.
Вот, почему нельзя на Али предъявить продавцу за собственную глупость? Чудовищная недоработка площадки.

[vbifkol]

Пользуйтесь визуализациями, на то они и придуманы.

[6opoDuJIo]

Мммм, домашний завод по производству стружки
p.s. прошу прощения, не удержался

[drWhy]

Весьма актуально, под новогоднюю ёлочку поставить

стружевика

Если обрабатывать магний, то стружевик может быть 2 в 1 — бенгальским.

[MonkeyD]

А можно видео, где моделируется траектория? Прям хочется увидеть, всегда любил такое.Чтоб посмотреть траекторию черновой, а потом чистовой обработки. Ну или видео производства детали из заготовки?

[vbifkol]

Симуляция незрелищная — ни стружки, ни вж-вж-вж… А обрабатывать я это не буду. Любителям чиппорна рекомендую ролики сандвика по работе специальных фрез (например зубофрезерных), я их смотрю когда долго женщины нет, помогает.

[SignallerK]

Под видео всяких токарей и фрезеровщиков на youtube, которые вручную манипулируют станком, часто можно видить коменты в стиле:"-А почему не ЧПУ!!!"
Вот статья прекрасная иллюстрация для ответа: «Потому что подготовить УП это не два клика мышкой». А какую нибудь разовую шпонку можно вырезать и вручную не тратя время на подготовку.

[vbifkol]

Надо сказать что подготовить УП для разовой шпонки — как раз полтора тыка в клавиатуру (мышка будет только мешать). ДОполнительные к ручным операции — перенести код в стойку, обмерить инструмент, прописать режимы… Установка заготовки — одинакова. Поэтому мне лично тот же паз пробить проще на ручном универсале. А вот вручную сделать такой винт — это около фантастики, тут без ЧПУ не обойтись.

Ну и да, статья получилась еще полезна чтобы клиентам примерно объяснять почему работа оператора небесплатна. Часто клиенты/покупатели дивятся на ценник и времезатраты.

[DrJarold]

Жалко автор не указал как он будет крепить заготовку, особенно интересует геометрия оной после обработки на второй установке. Тех двух перемычек явно не хватит что бы зажать ее в тиски.

[vbifkol]

Я бы сделал заготовку квадратной, с повернутым на 90 градусов нижним слоем, за него и закрепился. При перевороте — сделал бы суппорт из МДФ, в него на глубину 3-10 мм установил обечайку и прикрутил шурупами наискось. За счет плотной посадки иногда даже без шурупов можно обойтись — усилия сдвига при обработке МДФ небольшие. А тиски и МДФ для меня вещи несовместимые вне зависимости от толщины, все заминается и разламывается, не тот материал.

[DrJarold]

Простите что-то я не понял, из какого материала планировался сделать гребной винт? Из МДФ Оо?

[vbifkol]

Это не винт, это модель для литья по выжигаемой модели.

[rekod]

PowerMill, Fusion360 это здоровско конечно…
А free (а ещё лучше opensource) CAM системы более-менее для домашнего ЧПУ «из фанерок» есть? ну чтоб попробовать просто…
Заранее премного благодарен!

p.s. использовал PyCAM на Python, но оно далеко от совершенства.

[vbifkol]

Fusion 360 вроде как полнофункционально доступен на месяц или на 3 года обучения. Правда я не пробовал его CAM модуль и не знаю есть ли он в бесплатной версии.

А вообще с свободным CAMом все плохо. Я по крайней мере не нашел ничего вменяемого.

[philfreeeu]

Fusion 360 бесплатен для использования, не приносящего прибыль: www.autodesk.com/campaigns/fusion-360-for-hobbyists. САМ там есть и работает.

Из свободного во FreeCad в последний год-два появился CAM модуль. С совсем 3д обработкой, как с этим гребным винтом, там пока не очень, а 2.5д — вырезать по контуру и т.п. уже работает, иногда подвисая, я пользуюсь с домашним фрезером. До этого пользовался связкой FreeCad + HeeksCad, но тот уже давно не развивается.

[vbifkol]

Автор прикалывается. Никто так в мусор за пределами контура не выбирает.

Не очень понял эту фразу. Если бы у меня стояла задача сделать винт, скорее всего прямо этот проект и запустил, без приколов.

Это такая шутка юмора у автора — работать фрезой 12мм по МДФ при таких перемычках и такой толщине изделия.

Работал, ничего ужасного. на 20000 оборотах и подаче 1500 12мм двухперая фреза не оказывает нагрузки на МДФ, режет как масло. Пыльно только очень.

Чтобы два раза не вставать, основание этого винта неплохо бы, чтобы было не в виде цилиндра, а виде эллипсоида

не очень понял фразу. Можете картинку?

работаем ведь дешевыми фрезами и на простых ЧПУ станках — высоких вертикальных стенок лучше не делать

Мой опыт работы с МДФ говорит что вылет фрезы вдоль вертикальной стенки может быть 10 диаметров спокойно, больше просто не пробовал.

[antfarmer]

приветствую всех.
увидев предыдущую статью — ужаснулся, но подумал «почему бы и нет»
увидев этот материал — ужаснулся основательнее и не поленился зарегистрироваться...;)

1. зачем КИДить и резать винт целиком (т.е. в сборе)? — я вижу всего 2 детали: ступица и лопасть
2. зачем вообще фанера? — мелкоячеистый ППС, модельный воск
3. сколько дней/часов это будет вырезаться?

Как бы я делал поставленную задачу:

1. изготовил ступицу на токарном станке (15 минут), или на чпу-фрезере: в матч3 есть генераторы г-кода для простейших вещей типа цилиндров / отверстий (30 минут)

2. закадил лопасть, фигура по сечениям — я кадил лодку по форме шпангоутов и винт для параплана (сломаный, разрезали уцелевшую лопасть с шагом в 5 см и сканировали сечения) — не думаю что тут задача сложнее

3. закадил бы матрицу для «лицевой» поверхности лопасти (с удобным расположением к фрезе) — поворот, вычитание

3.2. закадил бы оснастку для точного (простого) монтажа лопасти к ступице — поворот, вычитание

4. камим блоки-заготовки для лопастей, лицевую поверхность лопасти, обратную поверхность лопасти, матрицу лицевой поверхности лопасти (с учетом припусков)

4.1. если бы деталей лопасти было много — то можно заморочиться оптимизацией путей фрезы и приведением их в один непрерывный з-образный путь с плаванием по высоте

5. режем одинаковые блоки-заготовки под лопасти, режем матрицу

6. размечаем стол, крепим матрицу, замеряем точные отступы/высоты

7. тупо режем лицевую, перекладываем заготовку в матрицу, — режем обратную — 2 раза

8. с помощью оснастки приклеиваем лопасти к ступице

9. в зависимости от материала заглаживаем поры (наждачка, воск, лак, фен)

удачи

[vbifkol]

1. зачем КИДить и резать винт целиком (т.е. в сборе)? — я вижу всего 2 детали: ступица и лопасть

Да, правильный подход. Скорее всего при реальном изготовлении я бы тоже так делал.

2. зачем вообще фанера? — мелкоячеистый ППС, модельный воск

фанеры нет. МДФ доступней чем мелкоячеистый ППС, режется не сильно хуже. С воском не работал.

3. сколько дней/часов это будет вырезаться?

5 часов без времени на перестановку.

Как бы я делал поставленную задачу:

Хороший вариант, возможно я бы делал так же (но скорее делал бы 2 разъемных полуформы). В данном случае главная решаемая задача была познакомить читателя с ПМ, включая двустороннюю обработку, поэтому кейс синтетический и сделан не как удобней, а как веселей. В любом случае спасибо за комментарий, пишите статью, брякайте в ЛС — дам инвайт.