CNC Desktop 500
Fresadora CNC Desktop 500 v2
Tras muchos años desde que me inicie en el mundo de las Fresadoras CNC, puedo decir que esta es la maquina que he diseñado con el chasis compacto mas robusto, simple y trabajado que he tenido. Una maquina sencilla de montar y que no por ello ha llevado menos tiempo de diseñar. Aproximadamente unos dos años desde que empecé con los primeros diseños y tras un parón obligado para realizar otras tareas, se pudo terminar. Con un diseño madurado, sus varios rediseños y dos prototipos fabricados, se puede decir que es una maquina que ha exprimido el chasis de tipo Mantis a tanto como ha dado de si. Querer hacer una maquina mas grande, ya suponía un cambio de la filosofía, por tanto había que optimizar este formato.
Pocas mejoras deja abiertas esta maquina, mas haya de querer instalar elementos mecánicos mejores, con una mayor precisión o motores de mayor fuerza. En alguna ocasión me han preguntado, ¿tras tu ultima maquina, que cambiarías si tuvieras que hacer otra? La respuesta es sencilla; Tras varias maquinas construidas y un diseño ya de por si iterado, esta maquina admite poco campo de mejora sin disparar el presupuesto. Y es así porque este diseño puede trabajar en carga, a unas velocidades altas y una buena profundidad de pasada, el aluminio. Si tengo que ponerle una pega, por sacarle algo negativo, es que siempre se te acaba quedando pequeña y necesitas una mas grande, pero ese proyecto ya esta sobre la mesa y lo veremos próximamente.
De aquí en adelante, lo que os muestro es una maquina Fresadora CNC de 3 ejes para escritorio, o mejor una mesa robusta porque pesa lo suyo la maquina, con la que se puede mecanizar todo tipo de materiales con precisión y velocidad. Al ser un proyecto relativamente nuevo, aun me queda mucho por hacerle de cara a accesorios y útiles, así como su caja para reducir el ruido y contener las virutas de los mecanizados. Queda mucho potencial por descubrir y aprender. Iremos viendo un montón de proyectos a realizar con la CNC, subiré algún vídeo, parámetros de corte usados, fresas, etc. Todos los trabajos que publique realizados con la CNC, irán acompañados de los parámetros de corte que he usado, el porque esos valores y las fresas usadas. De esta forma podréis tener datos y si alguien se monta una maquina como esta, tendrá referencias.
Un chasis compuesto íntegramente de elementos metálicos, en su mayor parte aluminio calidad 5083. Permitiendo trabajar aluminio a alta velocidad de desplazamiento sin problema o materiales mas duros, como el acero, a una velocidad mas baja.
El chasis de aluminio con sus pletinas de un grosor adecuado, nos permite alcanzar velocidades en carga que de otra forma no sería posible. Esto nos garantiza firmeza en el spindle, ausencia de vibraciones ocasionadas por los esfuerzos que tiene que soportar el chasis mientras trabaja en carga.
Posibilidad de extraer la máxima potencia de un spindle como la Makita RT700C de 750W de potencia. Muchísimas veces veo grandes y buenos spindles montados en chasis que no les permiten ni acariciar la potencia de estos. De que nos vale montar un spindle como esta Makita u cualquiera de los que llevan variador de 1Kw o o mas, si nuestro chasis a la mínima empieza a vibrar y flexar? Porque hacer esa inversión extra si no la vamos a poder aprovechar?
La perfileria de grandes dimensiones complementa a la pletinas, logrando una base robusta sobre la que empezar. Flexible en el sentido de que podemos hacer modificaciones y añadir accesorios. Con varios puntos roscados dispuestos en las piezas que facilitan la expansión de la maquina.
Una mesa de trabajo compuesta por perfil 16016 en tres piezas, nos permite finar los accesorios o el material a trabajar de forma mucho mas cómoda. Aunque no es oro todo lo que reluce, estas mesas también tienen sus desventajas que podemos esquivar mediante accesorios. La flexibilidad nos permite sortear las debilidades de un sistema de forma que el potencial para poder adaptarnos a las necesidades de un trabajo es realmente alto.
En la foto se puede apreciar sobre la base, el diseño avanzado de una mordaza VISE sobre un Fixture Plate. Utillaje que podemos hacer para nuestra maquina y así poder trabajar mas cómodamente según las necesidades.
Un eje Z compacto y robusto, es garantía de proceso de mecanizado con seguridad. Nos permite extraer el potencial de un spindle como la Makita, con un rango de velocidad de 10.000 rpm a 30.000 rpm. Velocidad mas que de sobra para nuestros trabajos como hobby, es mas, incluso excesiva en algunos casos y donde se puede echar de menos poder trabajar a unas rpm menores, sobre todo cuando se trabaja con plástico. La posibilidad de añadir accesorios como una inyección de aire, nos permitirá trabajar con estas rpm y sin dejar de ir rápido.
Un soporte para la Makita de aluminio, nos permite fijar el spindle de forma segura y firme. La potencia de estas maquinas no es nada despreciable y nos exige darle un soporte robusto, nada de usar piezas de plástico que puedan causar alguna situación peligrosa si llegan a romperse.
Motores Nema23 serán los encargados de mover por sus ejes los diferentes carros. Nuevamente el conjunto y sus soportes son todo piezas metalicas, para no dejar nunca de lado un anclaje robusto y seguro. Este chasis nos permite poder instalar cualquier modelo de motor Nema23.
Solamente en el caso del eje Z, se monta un Nema17 con husillo integrado, lo que facilita enormemente el diseño compacto. Este motor solo tiene que soportar el peso del spindle y poco mas. Recordad que la entrada en el material ha de realizarse despacio, para no romper nuestras fresas, las cuales están diseñadas para trabajar en XY, no para hacer agujeros.
Husillos a bolas y guías lineales MGN completan el chasis para acabar de darle la precisión que este tipo de mecánicas aporta. En este apartado podemos invertir tanto como queramos, pero los elementos mas económicos ya nos dan una precisión muy superior a cualquier otro sistema como puede ser una varilla redonda, V-Slot, un husillo trapezoidal o varilla roscada. El sobre coste de estas mecánicas frente a elementos mas baratos esta justificado.
Siempre os digo que de cara a montar una maquina así, es preferible que ahorréis un poquito mas y montéis guías y husillos a bolas. Es como el día y la noche. Recordar montar mínimo guías de 15mm o mas. Si vuestra maquina es mas grande, ir a guías mayores, todo ha de ser escalado razonablemente.
El conjunto de todos estos elementos, ha dado lugar a obtener una máquina que voy a disfrutar muchos años. Tened por seguro que esta CNC seguirá creando nuevas maquinas, porque ya sabéis que la lista de proyectos es grande y en ella, hay mínimo de dos a cuatro proyectos relacionados.
Especificaciones
Las características de la maquina son las siguientes:
- Tamaño de la maquina: 750 x 750 x 600 mm
- Tamaño de la base de trabajo: 480 x 320 mm
- Perfil aluminio 16160
- Área útil de trabajo: 400 x 320 x 100 mm
- Eje X: 400 mm
- Eje Y: 320 mm
- Eje Z: 100 mm
- Guias lineales MGN15
- Husillo de bolas SFU1605 en ejes X,Y
- Husillo de bolas SFU1204 en eje Z
- Backlash en los husillos: 0,01 mm
- Velocidad de desplazamiento en vacio: 4000mm/min. (Puede ir mas rápido)
- Velocidad desplazamiento en carga: Según material a trabajar.
- El aluminio 5083 lo he llegado a trabajar a 800mm/min y 0,5mm de pasada, 10K rpm y fresa de 1 labio. Sin aire ni aceite en el corte. Se puede apurar mas.
- No lleva limite de carrera en ninguno de los ejes. Se le puede añadir sin problema.
- Motor Nema 23 2,8A/f (modelo mas corto) en ejes X,Y.
- Motor Nema 17 – 1,8A/f – 52 N.cm (modelo de 40mm), hay un modelo que es mas largo y tiene mas fuerza. Este motor lleva el husillo de bolas SFU1204 integrado.
- Soportes BK/BF 10 para los husillos de los ejes X,Y
- Espaciadores metálicos como soportes para los motores
- Electrónica XHC – MK IV – 2Mhz – 4 ejes – USB
- Drivers JK1445 ejes X,Y
- Driver DM556 eje Z
- Soporte Spindle aluminio 65mm
- Spindle: Makita RT700C – 750W – 10K a 30K rpm
- Collets: 3,175 mm – 4 mm – 6 mm – 8 mm
- Pletinas aluminio 5083 de espesores 10,12 y 15mm.
- Tornilleria Allen en las métricas correspondientes
- Perfilería aluminio
- Serie 30 en configuración 6080
- Serie 30 en configuración 60120
- Compatible con Serie 30 configuración 6060
- Posibilidad de montar una versión mas corta de husillo para el eje Y, dejando el motor dentro de la estructura. Recorrido del eje Y seria de 240 mm
Electrónica
La maquina puede ser controlada con cualquier electrónica que pueda gestionar los motores Nema 23. Cualquier electrónica puede controlar los drivers externos que se quieran usar. En mi caso, mi electrónica se controla con el software Mach 3 o MAch 4.
Se puede usar desde el típico Arduino UNO + CNCShield, un ESP32, Duet, cualquier version SKR o versión compatible smoothieware, etc. Se puede usar GRBL y como software de control CNC Control, UGS, CNCJS o cualquier software compatible con GRBL. También sería compatible con LinuxCNC.
Le electrónica de control usada permitiría hasta 4 ejes, con lo que en un futuro, podríamos añadir un eje rotativo a la maquina y conectarlo a dicha entrada. No habría problema y la maquina admitiría dicho 4º eje rotativo.
Los drivers elegidos son capaces de gestionar motores de hasta 4,5A. No obstante, se pueden instalar el driver que mas nos guste, montar motores con encoder o servomotores si queremos rizar el rizo.
Según el tipo de electrónica que usemos, será necesario conectarla a un PC, una RaspBerry Pi, vía Wifi o control desde la misma electrónica, etc. Hay múltiples opciones. En mi caso, yo la conecto a un portátil de 11″, el mas barato que encontré con W10 y funciona perfectamente. Quiero pasar el control a una placa tipo RB Pi, concretamente la AtomPi que lleva W10. No he probado aun si funcionará, pero lo haré muy próximamente.
Accesorios & Utillaje
Cualquier maquina, sea del tipo que sea, admite una serie de accesorios, utillajes, etc que permiten hacer las operaciones o los trabajos de forma mas cómoda o simplemente permiten hacer dichos trabajos que de otra forma no nos sería posible. No existe el “abc” en este campo, lo que quiero decir es que seremos nosotros mismos quienes diseñemos y fabriquemos nuestros propios útiles para nuestro día a día. Puede ser que algunos sean mas “comunes” y lo suficientemente flexibles como para adaptarse a diferentes situaciones, pero no tiene porque ser esta la tendencia. Iré publicando todos los que haga en esta sección, aunque cada uno tendrá su propio articulo en el blog donde se detallará su fabricación o casos de uso. Recordad que esta página esta en constante evolución.
Fresas
A la hora de trabajar con la CNC, necesitamos unas herramientas para ello. En el blog tenemos una sección de Fresas para CNC, en este apartado tenemos:
See in action!
Pese a ser una maquina con dimensiones reducidas que nos permitiría colocarla en una mesa (una buena mesa porque pesa mas de 30kg), nos encontramos con un modelo capaz de trabajar el metal a una velocidad mucho mas elevada de lo que nos puede permitir modelos mucho mas económicos como los diseños tipo Workbee, Xcarve, Shapeoko y similares.
Disponemos de la precisión de los husillos de bolas C7 y guías lineales, además de poder trabajar con rapidez, fiabilidad y muy buenos resultados. Acompañar esta maquina de una caja que aísle el ruido y contenga las virutas generadas durante el mecanizado, hará que podamos exprimir el conjunto a un nivel superior.
Mejoras, modificaciones, accesorios...
Que pasa si estoy interesado en una CNC de este tipo? Que opciones tienes en venta?
El diseño de esta CNC inicialmente no va a ser abierto. No obstante, con la cantidad de fotos, datos que he dado y compartido el proceso de montaje, hay info mas que suficiente para montarte tu propia versión o copiar esta.
Aun asi, dejo varias opciones monetizadas para esta maquina. Una de ellas es la posibilidad de comprar la maquina montada y ajustada (que tiene sus horas de trabajo si habéis seguido alguno de los hilos de construcción). Las otras opciones son la compra de los ficheros CAD o la compra de un juego de pletinas.
De esta forma, a mi me supone una pequeña ayuda para seguir haciendo proyectos y poder materializar maquinas que están muy por encima de los típicos kits o maquinas chinas, sin tener que invertir lo necesario para la compra de una maquina profesional.
Quiero que me diseñes y montes tu la maquina pero con modificaciones. Es posible?
Si necesitas que te diseñe una maquina con unas dimensiones mas acordes al espacio que tu tienes disponible, o con alguna característica concreta, no dudes en contactar y vemos a donde podemos llegar.
La maquina viene ensamblada o en kit?
Tenéis las dos opciones, o recibir la maquina ensamblada y lista para usar o recibirla en kit para montarla vosotros mismos. Según el tipo de maquina elegida o si tiene alguna modificación importante en la estructura, yo voy a ensamblar la maquina al 100% antes de enviárosla, para verificar y validar que todo funciona correctamente. Esto quiere decir que la maquina que os envíe tendrá unas pocas horas de uso, las cuales van íntegramente destinadas a validar y verificar el correcto desempeño de sus elementos. Podéis solicitar todos los vídeos o imágenes que creáis necesarias sobre este proceso.
Puedo ir a buscar la maquina y/o recibir una pequeña formación de su uso?
Podéis venir a buscar la maquina personalmente, con lo que os podéis ahorrar los costes de transporte. No hay ningún problema en dar una pequeña introducción sobre vuestra máquina (suelen durar estas introducciones entre 2 y 4 horas). Se realiza una puesta en marcha para que podáis ver que funciona.
Según el destino de la máquina, os la puedo llevar personalmente, con la puesta en marcha de la maquina en el destino de esta.
Fresadora CNC Desktop 500 v2
Modelo de compra de la maquina completa, montada y ajustada.- Fresadora CNC Desktop 500 v2 montada, ajustada y calibrada
- Lista para usar en la recepción del cliente.
- Maquina + electrónica. En caso de tener otras preferencias, contactar para mas información.
- Fabricación bajo demanda. Tiempo de entrega de 3 a 5 meses.
- Posibilidad de customizar.
Fresadora CNC Desktop 500 v2
Kit de piezas de aluminio para montartelo tu mismo.- Juego de piezas aluminio 5083 rectificado(Perfileria no incluida)
- Piezas listas para ensamblaje.
- Lista de materiales con todos los elementos necesarios para montar el resto de la maquina.
- Tiempo de entre de 2 a 3 meses. Fabricación bajo demanda.
- Envio incluido para España(Península)
Fresadora CNC Desktop 500 v2
Planos y Lista de Materiales- Modelo 3D de la maquina
- Lista de materiales con todos los elementos necesarios para montar el resto de la maquina.
- Modifica el diseño a tu gusto.
- Envio de los ficheros en el momento.
- Asistencia y soporte durante el proceso de ensamblaje +150€