Jak pracovat s pěnovými materiály a CNC pro letecké modely a gravírování

Při práci s pěnovými materiály pro konstrukci leteckých modelů existuje několik důležitých kroků, které mohou výrazně usnadnit celý proces. V tomto případě jsem se rozhodl využít vzdušného profilu Clark-Y, který je výrazně jednodušší a běžně používaný oproti složitějším variantám, jako je například NACA 64-415. Tento profil jsem našel na platformě Thingiverse, kde jsem stáhl soubor STL, který jsem následně konvertoval do vektorového formátu a připravil pro CNC stroj.

Při práci s těmito materiály je klíčové nejen přesně navrhnout samotný profil, ale také správně připravit materiál, ze kterého bude model vyroben. Na začátku je třeba si uvědomit, že rozměry vzdušného profilu neodpovídají přesně rozměrům křídla BD-1, což znamená, že tento krok slouží spíše jako ilustrace celkového pracovního postupu, nikoliv jako návod pro specifickou stavbu. Přesto je to skvělý způsob, jak se naučit pracovat s G-kódem a CNC technologiemi.

Pro vytvoření skutečného modelu je možné profil vystřihnout z tlustších vrstev pěny, které se následně naskládají na sebe. Jako nosnou část křídla lze použít uhlíkový prut nebo dřevěnou konstrukci. V tomto případě je použití CNC stroje pro vytvoření přesných otvorů, do kterých pak lze tyto nosné prvky umístit, efektivní metodou pro dosažení požadované struktury a pevnosti. Celý proces je poměrně jednoduchý, pokud používáte nástroje jako TinkerCAD pro úpravu a přípravu souborů před tím, než je pošlete do CNC stroje.

V případě, že budete pokračovat ve výrobě dalších částí modelu, jako je trup letadla, je možné je rovněž vyrobit pomocí pěnových materiálů. Pěna je ideální pro vytváření lehkých, ale pevných částí, které můžete podle potřeby snadno upravit, vylepšit nebo vyměnit. Pokud budete chtít pokročilejší modely, můžete se inspirovat webovými stránkami jako FliteTest, kde se nachází mnoho tipů a projektů na modely letadel vyrobené z pěny a dalších materiálů.

Další oblastí, kterou je nutné zmínit, je gravírování, které může být skvělým způsobem, jak přidat dekorativní prvky nebo identifikační značky na vašem modelu. Gravírování je často používáno pro označení sériových čísel, log nebo pro přidání vzdělávacích značek, jako jsou měřítka na výrobcích. Pokud je materiál neprůhledný, můžete zvýraznit gravírování pomocí barvy nebo laku, což zlepší vizuální efekt.

Gravírování lze provádět různými způsoby. Pokud nemáte laserový nástroj, můžete k tomu použít konvenční frézu. Pokud však máte k dispozici laser, gravírování je mnohem rychlejší a efektivnější, protože laser nepoškozuje materiál tolik, jako fréza, a dokáže vytvořit podrobnější a jemnější vzory. To platí zejména pro gravírování na kovových nebo průhledných materiálech, kde laser může působit na povrch a vytvářet kontrastní efekt.

Zajímavé je, že gravírování na průhledných nebo poloprůhledných akrylových materiálech se liší od gravírování na běžných materiálech. V těchto případech laser působí na materiál pod povrchem a vytváří výrazné efekty, které nelze dosáhnout pomocí běžného frézování. Gravírování je tedy nejen praktickou funkcí pro značení, ale i způsobem, jak zlepšit estetické vlastnosti vašich projektů.

Jak správně nainstalovat a používat end-stop spínače na CNC strojích

End-stop spínače jsou klíčovou součástí CNC strojů, které slouží k určení mezí pohybu nástrojového hlavy. Instalace těchto spínačů je poměrně jednoduchá, ale je důležité pochopit, jak správně fungují a jak je správně propojit s řídicím systémem. V tomto článku se podíváme na to, jak efektivně nainstalovat end-stop spínače na stroj, jako je například 3018 CNC, a co všechno je třeba zvážit při jejich instalaci a připojení.

Většina CNC strojů, včetně modelu 3018, umožňuje instalaci až šesti end-stop spínačů, ale v praxi stačí tři: jeden pro X-osi (Xmin), jeden pro Y-osi (Ymin) a jeden pro Z-osi (Zmin). Xmin a Ymin určují původní pozici nástrojové hlavy na začátku pracovního prostoru, zatímco Zmin určuje nejvyšší možný bod, na který se nástroj může pohybovat. U modelu 3018 je třeba mít na paměti, že nástrojová hlava se pohybuje směrem dolů, takže Zmax je pod povrchem pracovního kusu, ale pohyb je mechanicky omezen vzdáleností, kterou může hlava překonat.

End-stop spínače jsou ve své podstatě běžné přepínací spínače, které jsou normálně otevřené a při aktivaci uzavřou obvod. Každý spínač má na těle označení NC (normálně uzavřený), NO (normálně otevřený) a C (společný kontakt), které určuje, jak budou připojeny vodiče. Tyto spínače lze snadno zakoupit, nebo je lze získat z jiných zařízení, která už nejsou v provozu. K propojení spínače s řídicím systémem je potřeba pouze dva vodiče a dvouvodičová konektorová zásuvka.

Při montáži spínačů je možné použít několik různých metod. Někteří uživatelé preferují montáž přímo na rám stroje, protože tím neztratí žádnou část pracovní plochy. Jiní dávají přednost použití držáků, které se nasazují kolem vodicích tyčí nebo kolejnic stroje. V závislosti na konstrukci rámu je možné použít různé montážní techniky. Při montáži je důležité zajistit, aby stůl strojového zařízení spínač aktivoval, jakmile dosáhne dané pozice. To vyžaduje přesnost v umístění spínače a správné nastavení v řídicím softwaru.

Pokud jde o umístění spínačů, je důležité rozhodnout, kde chcete, aby se nástrojová hlava "nastavovala" (home). Já osobně dávám přednost tomu, aby moje CNC stroj mělo počáteční pozici v pravém zadním rohu při pohledu na stroj. To znamená, že X-spínač je umístěn na pravé straně a Y-spínač na přední straně stroje. Když stroj provádí proceduru nastavení "home", pohybuje se osy až do okamžiku, kdy spínač detekuje kontakt. Proto musím v řídicím softwaru nastavit počáteční pozici právě do této oblasti, aby při provedení příkazu G-code na "home" se nástrojová hlava pohybovala v tomto směru.

Existuje mnoho různých typů držáků, které mohou být použity pro montáž těchto spínačů. Můžete například využít 3D tisk, kde je možné najít mnoho variant montážních dílů na platformách jako Thingiverse. Například modrý držák na obrázku byl původně navržen pro 3D tiskárnu Delta, ale může být snadno přizpůsoben pro použití na CNC strojích. Alternativně lze použít různé univerzální držáky, které jsou běžně dostupné na trhu.

Při výběru spínačů je také důležité se zaměřit na typ spínače, který bude pro daný stroj nejvhodnější. Například pro osu X se může použít spínač, který je namontován na samostatné desce plošného spoje. Tento typ spínače lze snadno připojit k odpovídajícím kontaktům na řídicím panelu. U některých CNC strojů, které používají konstrukce z hliníkových profilů (například 2020 extruze), se spínače montují přímo na tyto profily.

Jakmile jsou spínače nainstalovány, je dalším krokem jejich propojení s řídicím systémem stroje. Většina spínačů je označena jako NC, C a NO, přičemž nás zajímají pouze kontakty NC a C. Kontakt NC je spojen se signálem (Sig) na desce a kontakt C se zemí (Gnd). Tato propojení zajišťují správnou funkci spínačů a umožňují CNC stroji detekovat dosažení konce pohybu na každé ose.

Endtext

Jak vybrat a nainstalovat laserový modul pro váš CNC stroj

Po určení potřebných rozměrů pro laserový modul a způsobu jeho montáže můžeme přistoupit k nákupu jednotky online. Na trhu existuje několik značek, některé jsou známější než jiné. Například mám dvě jednotky od NEJE, dvě od Endurance a jednu od Ortur. Cena a typy laserů se liší. Většina mých modulů je modré světelné lasery s výkonem od 5 W výše. Za jednotlivé moduly jsem zaplatil od 50 do několika stovek dolarů (u jednotek Endurance). Před rozhodnutím o koupi vždy zohledňuji předpokládaný cyklus používání laseru, tedy zda bude určen pro hobby řezání nebo pro náročné použití. Někdy se rozhodnu pro použitou jednotku z Craigslistu, eBay nebo podobných webů, abych získal hlavu nástroje z jiného řezacího stroje a použil ji ve svých strojích. Jemně používané stroje často obsahují i další užitečné součásti, kromě samotné hlavy nástroje.

Existují lidé, kteří si vlastní hlavu nástroje postavili s využitím Blu-ray laserových diod, ale já dávám přednost koupi již plně sestavené jednotky, abych mohl co nejdříve začít řezat. Nikdy nezapomínejte na odpovídající ochranu očí pro váš konkrétní laser. Například modré ochranné brýle pro lasery nejsou kompatibilní s červenými brýlemi. Většina laserových hlav nástrojů je dodávána s ochrannými brýlemi, které jsou speciálně určeny pro daný nástroj.

• LightBurn: Místní makerspace ho hojně používá u různých laserových strojů, včetně větších strojů. Umožňuje bezplatné zkušební období, ale licenční poplatek je velmi přijatelný.

• LaserGRBL: Tento software je zdarma a má některé velmi dobré funkce. Je zaměřen na hobby uživatele, což ho činí ideálním pro mnoho uživatelů.

• T2Laser: Tento software je nainstalován jak u mě, tak i LightBurn, protože má skvělou funkci pro flashování řídícího zařízení. Není zdarma, ale je velmi užitečný při používání menších laserových strojů.

• BenBox: Tento software je zdarma, ale zjistil jsem, že může být nespolehlivý v závislosti na použitém mikrořadiči. Má také omezené funkce v porovnání s ostatními.

• Inkscape: Tento nástroj není specializovaný pro laserové řezání, ale nabízí funkce pro gravírování a je kompatibilní s Mac. Je to bezplatný nástroj pro návrh, který si můžete stáhnout a nainstalovat.

Toto je pouze několik příkladů softwarů, které jsem osobně používal. Je důležité experimentovat s různými systémy a zjistit, který vám nejlépe vyhovuje podle dostupného hardwaru. V každém případě použijete software k připojení k laseru, prověříte okraje plánovaného řezu a poté začnete řezat. Na rozdíl od CNC, kde musíte často nahrát G-kód, u laseru obvykle nahrajete soubor JPG nebo SVG a software automaticky vygeneruje nástrojovou dráhu.

Nyní se podívejme na montáž laserové hlavy. I zde máme několik možností, přičemž volba by měla záviset na vašich konkrétních potřebách a přijatelných kompromisech. Na jednom z mých strojů 3018 jsem nainstaloval laserovou hlavu na stranu svorky vřetena. Instalace vyžadovala vyvrtání několika děr do těla svorky. To mi umožnilo dokončit všechny připojení na stroji a běžně ho používat, protože hlava nástroje je velmi lehká.

Důležité je pamatovat na to, že montáž laserové hlavy mimo střed osy vřetena může znamenat, že počáteční bod (původní bod) bude posunutý. To je důležité mít na paměti při práci se součástkami, protože vaše domácí pozice neodpovídá stejné počáteční pozici, jako u nástroje vřetena.

Endtext