CNC フライス加工は想像以上に手作業です

私はハッカデイ スーパーカンファレンスのためにカリフォルニア州パサデナに滞在しており、Supplyframe Design Lab で充実した時間を過ごすことができました。 常駐エンジニアの Dan Hienzsch は、数時間あればよいと言い、何を作りたいかを尋ねました。 制約としては、受託手荷物に収まるほど小さくなければなりませんが、ダンが時間を費やすのに十分なほどクールなものでなければならず、新しいスキルを学ぶためのボーナスポイントも付いていなければなりませんでした。 私は自宅にきちんとした木材工場を経営しており、私の 3D プリンター ファームはデザイン ラボほどプロではありませんが、コツは知っています。 これには明白な選択肢が 1 つ残されました。それは、工業用 Tormach 3 軸 CNC 金属ミルの Jolly Wrencher です。

CNC ミルは素晴らしいツールですが、設計ファイルを渡すだけで使える全知の金属を食べるロボットではありません。 CNC ミルを持っていれば、経験がなくても金属切断のモンスターになれると思ったら大間違いです。

もちろん、この機械は手作業では非常に厳しい精度で任意の形状を切断することができますが、物が横にならないようにするためには、手動のフライス盤と同じくらいオペレーターの技術が重要です。 ダンの適切な判断力、経験、インプットがあらゆる段階で必要でした。 正直に言って、手順全体が手動フライス加工と非常に似ていたことに驚きました。 したがって、本格的な CNC ミルのオペレーターの肩に座るのがどのようなものか知りたい場合は、読み続けてください。

私は「ダン、アルミのジョリーレンチ！」と言いました。 そして翌朝私が来たとき、彼はすでに私の陰で密かに働いていました。 彼が持っていたレンチの SVG ファイルは、実際には滑らかなベジェ曲線ではなく、小さな線分で構成されていました。 結果として得られる微小な鋭いコーナーをすべて一致させようとすると、CAD ソフトウェア (Fusion 360) が非常に負荷がかかります。 そこでダンは代わりに、全く新しい滑らかな曲線で元の画像をトレースし、私の目には元の画像と区別がつかないが、コンピューターにとってははるかに扱いやすいものを思いつきました。

目的のアウトラインが設定されたら、ツールを選択する必要がありました。 ここでは、入力ファイルに忠実であることと、短時間で作品を作成することとの間にトレードオフがあります。 ダンがミルで大きすぎるカッティングヘッドを選択した場合、細かい部分を切り出すことは不可能になります。特にレンチの先端には内側の角があり、これらの鋭さはビットの直径によって制限されます。 最高級のヘッドで作品全体をやれば見栄えは良くなるでしょうが、それには永遠に時間がかかります。 したがって、通常の戦略は、大まかなパスを作成してアルミニウムの大部分を取り除き、次に小さなツールでより細かいパスを作成することです。 しかし、どのくらいが大きいのか、どのくらい小さいのかが小さいのでしょうか？ パスは 2 つで十分ですか、それとも 3 つにする必要がありますか?

結局のところ、これは判断です。 Tormach ではツールヘッドの切り替えが非常に簡単ですが、自動的には行われません。 つまり、それらを交換するには適切なタイミングで私たちが現場にいなければなりませんでした。 その意味では、ツールの変更は多いよりも少ない方が良いのです。 ダンは、レンチの目と頭蓋骨の端の間にちょうど収まるように第 1 段階のミルを選びましたが、レンチの先端の細かい部分には気を配りませんでした。 より細かいツールを使用した 2 回目のパスでそれらを処理できます。 面取りビットを使用した最終パスは、見せるために追加されました。私は、面取りされたエッジの曲線の外観が好きで、これを手作業でこれほどうまく行うことは決してできないからです。

CAM ソフトウェアは、実際の切断に関する膨大な数の詳細情報も知りたいと考えていましたが、これらのほとんどは、これらの特定のツールヘッドを使用してアルミニウムを切断した Dan の経験により、以前の良好な値を持っていました。 それでも、彼は無遠慮に送り速度をおそらく本来あるべき速度の約2倍に設定し、それを正しくするために「ジョグホイールに乗る」だろうと言いました。

私たちが機械の大きな赤いスイッチを入れる前から、ダンはすでにソフトウェア、機械、ツール、そして私たちが切断している材料に関する知識に依存する多くの判断を下していました。 私のような初心者はすでにゲームに負けていたでしょう、CNC はひどいです。

CAM ファイルをアップロードし、Tormach のウォームアップと自己潤滑の手順を開始しました。 ダンは切削液の細かい霧が出ていることを確認し、それから私たちはスクラップのアルミニウム棒を探し始めました。 頭蓋骨は約 4 インチ (10 cm とします) 四方になる予定で、店には切断するだけの少し大きめの棒材がいくつかありました。 適切な潤滑剤とチョップソーの清潔で鋭い金属刃のおかげで、重いアルミニウムの棒を素早く加工できましたが、これは基本的に、自宅で切削液と金ノコを使って作業するのと同じでした。 ただ速いだけです。