CNC 밀링은 생각보다 수동적입니다

May 23, 2023

저는 Hackaday Superconference를 위해 Pasadena CA에 있었고 Supplyframe Design Lab에서 즐거운 시간을 보냈습니다. 상주 엔지니어인 Dan Hienzsch는 몇 시간만 시간을 내어 내가 무엇을 만들고 싶은지 물었습니다. 제약 조건은 위탁 수하물에 들어갈 만큼 작아야 하지만 Dan의 시간을 차지할 만큼 멋져야 한다는 것이었고, 제가 새로운 기술을 배울 수 있는 보너스 포인트도 있었습니다. 집에 괜찮은 목재 상점이 있고, 내 3D 프린터 농장이 디자인 연구소만큼 전문적이지는 않지만, 나는 요령을 알고 있습니다. 이로 인해 하나의 확실한 선택이 남았습니다. 산업용 Tormach 3축 CNC 금속 공장의 Jolly Wrencher입니다.

CNC 밀은 훌륭한 도구이지만 설계 파일만 건네줄 수 있는 전지적 금속 먹는 로봇은 아닙니다. CNC 밀만 있으면 경험이 필요 없는 금속 절단 괴물이 될 것이라고 생각했다면 큰 오산입니다.

물론 기계는 손으로 할 경우 매우 까다로운 정밀도로 임의의 모양을 절단할 수 있지만, 작업이 옆으로 진행되지 않도록 하는 데 있어 작업자의 기술은 수동 밀을 사용하는 것 못지않게 중요한 요소입니다. 모든 단계에서 Dan의 올바른 판단, 경험 및 의견이 필요했습니다. 솔직히 전체 과정이 수동 밀링과 너무 비슷해서 놀랐습니다. 따라서 진지한 CNC 밀 작업자의 어깨에 앉는 것이 어떤 것인지 알고 싶다면 계속 읽어보세요!

나는 "알루미늄을 입은 댄, 졸리 렌치!"라고 말했습니다. 다음날 아침에 내가 왔을 때 그는 이미 내 등 뒤에서 몰래 일하고 있었습니다. 그가 가지고 있던 렌치의 SVG 파일은 실제로 부드러운 베지어 곡선이 아닌 작은 선분으로 구성되었습니다. 결과적으로 매우 작은 날카로운 모서리를 모두 일치시키려고 시도하면 CAD 소프트웨어(Fusion 360)가 배터리를 구동하게 됩니다. 그래서 대신 Dan은 완전히 새롭고 부드러운 곡선으로 원본 이미지를 추적하여 내 눈에는 원본과 구별할 수 없지만 컴퓨터가 처리하기에는 훨씬 쉬운 것을 생각해냈습니다.

원하는 개요가 설정되면 도구를 선택해야 했습니다. 여기서는 입력 파일에 충실하는 것과 짧은 시간에 작품을 만드는 것 사이에 절충안이 있습니다. Dan이 공장에서 너무 큰 커팅 헤드를 선택하면 세밀한 세부 사항을 잘라내는 것이 불가능합니다. 특히 렌치의 끝부분에는 내부 모서리가 있고 이들의 선명도는 비트의 직경에 의해 제한됩니다. 최고의 헤드로 전체 작업을 수행하면 보기에는 더 좋아지겠지만 시간이 오래 걸릴 것입니다. 따라서 일반적인 전략은 알루미늄의 대부분을 제거하기 위해 대략적인 패스를 만든 다음 더 작은 도구를 사용하여 더 미세한 패스를 만드는 것입니다. 그런데 큰 것은 얼마나 크고, 작은 것은 얼마나 작습니까? 두 번 패스하면 충분합니까, 아니면 세 번 패스해야 합니까?

결국 이것은 심판이다. Tormach에서는 툴헤드를 전환하는 것이 매우 빠르지만 자동으로 전환되지는 않습니다. 이는 우리가 그것들을 교환하기 위해 적절한 시간에 도착해야 한다는 것을 의미했습니다. 그런 의미에서 도구를 적게 변경하는 것이 많은 것보다 낫습니다. Dan은 렌치의 눈과 두개골 가장자리 사이에 꼭 맞는 1단계 밀을 선택했지만 렌치 끝 부분의 작은 세부 사항에는 신경을 쓰지 않았습니다. 더 미세한 도구를 사용하여 두 번째 패스를 수행하면 이를 처리할 수 있습니다. 모따기 비트가 있는 최종 패스는 단지 보여주기 위해 추가되었습니다. 왜냐하면 저는 모따기된 가장자리를 곡선으로 만드는 모습을 좋아하고 손으로 이렇게 멋지게 할 수 없었기 때문입니다.

CAM 소프트웨어는 또한 실제 절단에 대한 수많은 세부 사항을 알고 싶었지만 Dan이 이러한 특정 도구 헤드를 사용하여 알루미늄을 절단한 경험으로 인해 이들 중 대부분은 좋은 이전 값을 가지고 있었습니다. 그럼에도 불구하고 그는 무심코 이송 속도를 예상보다 두 배로 설정했으며 제대로 작동하려면 "조그 휠을 타고" 있을 것이라고 말했습니다.

우리가 기계의 커다란 빨간색 스위치를 켜기 전에도 Dan은 이미 절단 중인 소프트웨어, 기계, 도구 및 재료에 대한 지식에 따라 여러 가지 판단을 내렸습니다. 나 같은 초보자는 이미 게임에서 졌을 것입니다. CNC는 저주받을 것입니다.

우리는 CAM 파일을 업로드하고 Tormach의 예열 및 자체 윤활 절차를 시작했습니다. Dan은 미세한 절삭유 미스트를 내보내고 있는지 확인한 후 스크랩 알루미늄 바를 찾기 시작했습니다. 두개골은 약 4인치(10cm라고 함) 정사각형으로 계획되었으며 상점에는 절단이 필요한 약간 더 큰 스톡 바가 있었습니다. 윤활이 잘 되어 있고 절단 톱의 깨끗하고 날카로운 금속 날을 사용하면 무거운 알루미늄 막대를 빠르게 작업할 수 있지만 이는 본질적으로 집에서 약간의 절단액과 핵톱을 사용하여 작업하는 것과 같았습니다. 더 빠릅니다.