Erste Fräs-Versuche
Jetzt wo alles eingerichtet ist, die verschiedensten Steuerungsmöglichkeiten getestet und erklärt sind, geht es endlich an die ersten Projekte.
Bevor wir richtig einsteigen, ein Sneak Peak von auf der Cubiko gefertigten Projekte. Die gelaserten Dinge sind nur als Beispiel zu sehen, da wir das 5.5 W Lasermodul nicht zum Test hier hatten – allerdings lassen sich diese Projekte mit genau so einem Modul anfertigen. Alle anderen Projekte sind direkt auf der Cubiko mit den mitgelieferten Bits entstanden. Lediglich das Labyrinth hatte zusätzlich noch einen normalen 1/8″ Schaftfräser als Unterstützung.
Holz und Acryl
Für den Einstieg haben wir ein kleines Schild aus Holz und Acryl mit ein paar Logos angefertigt. Die mitgelieferten Fräser sind zwar eher fürs Leiterbahnen fräsen auf Schaltplatinen sowie bohren der Löcher. Aber mit den entsprechenden Vorschüben lassen sich damit auch Projekte in Holz realisieren. Auch über den Offline Controller lassen sich in laufender Bearbeitung noch die Drehzahl und der Vorschub anpassen. Gerade bei diesen kleinen Maschinen ist dies hilfreich, da eine richtige Schnittdatenberechnung oft schwierig ist.
Auch die passende Acrylplatte, die als Teststück dem Lieferumfang bei lag, ließ sich mit den zwei beigelegten Fräsertypen bearbeiten. Vielleicht nächstes mal vorher die Folie entfernen, aber ansonsten kam ein sehr sauberes Ergebnis heraus, was nur wenig Nacharbeit beim entgraten brauchte. Mit einem geeigneteren Einschneidfräser wäre das Resultat vermutlich noch schöner. Die Maschine hat den Job sauber umgesetzt, das Werkzeug spielt aber auch immer eine große Rolle. Für Einsteiger ist empfehlenswert erstmal mit günstigen Bits zu üben, da zu Beginn auf Grund von falschen Schnittdaten doch gern mal ein Fräser abbricht – umso ärgerlicher, wenn es sich um teure Modelle handelt.
Mit nur wenigen Handgriffen würde sich jetzt auch ein LED Streifen einsetzen lassen, der die Logos nochmal schön in Szene setzt. Das Design selbst lässt sich natürlich mit allen Logos und Projektideen umsetzen. Vorbei sind die Zeiten, wo man sowas noch per Hand und Dremel umgesetzt hat.
Das Heightmap Feature stellen wir im Detail gleich nochmal im Kapitel PCB vor. Es basiert aber immer auf einem leitfähigen Werkstück. Was aber, wenn wir einen schief abgesägten Holzklotz vor uns liegen haben? Normalerweise heißt dies erst abplanen oder auf dem höchsten Punkt nullen und mit den verschiedenen Tiefen nachher im Holz leben. Ein Trick der tatsächlich auch gut funktioniert hat ist Aluminium Folie. Sie dient als Leiter und lässt sich sehr flach über das Holzstück legen. Die Cubiko CNC tastet den Klotz ab und passt die Höhe des zu fräsenden Projektes entsprechend an. Herauskommt eine immer gleichbleibende Frästiefe gemessen von der Werkstückoberseite.
Tatsächlich hat der Test auch sehr gut funktioniert, beim Wechsel vom Schruppvorgang zum Schlichtvorgang war die Cubiko aber der Meinung nicht korrekt zu nullen. Hierfür fährt die Fräse per Homing erstmal in X, Y und Z Anschlag, damit im Anschluss sicher der Ort des Werkzeugsensors gefunden werden kann. Komischerweise wurde dabei immer ein Alarm ausgelöst, was normalerweise auch korrekt wäre. Der Endschalter hat an dieser Stelle die Doppelfunktion, im Betrieb das Achsen Ende vorzugeben und die Maschine zu schützen, aber beim Anfahren der Endschalter ist dies genau die richtige Funktion. Neustarten wollte ich die Fräse auch nicht, weil im Anschluss das gespeicherte Höhenprofil verloren wäre. Mit einer halb gefrästen Oberseite würde sich auch nicht zuverlässig eine neue Höhenkarte anlegen lassen. Schade, denn manuelles Z nullen war auch nicht so einfach, welche Höhe nimmt die Fräse an bei so einem Schiefen Objekt? Eingangs habe ich einen Mittelwert genommen, ebenso dann beim händischen nullen. Das Projekt kam trotzdem ganz gut raus, man sieht aber das der Detailfräser zu tief eingestellt war….
Das Labyrinth haben wir mit einem 3,175 mm (1/8″) Zweischneid-Fräser gefertigt, der beiliegende 0,8 mm Fräser hätte einfach zu lange gebraucht. Zumal die Radien in den Ecken ganz passend für die Kugel ist. Easel hat praktischerweise direkt eine Labyrinth Funktion und kann mit Höhen- und Breitenvorgaben in Zoll direkt solch ein Labyrinth generieren. Passende Plexiglasplatte ausgefräst, mit dem Laser noch Start und Ziel markiert und fertig ist das Mini Labyrinth.
Leiterplatinen
Beim Thema Schaltplatinen bin ich völlig neu eingestiegen. Die generelle Fertigung per Maske und nachträglicher Ätzung der frei stehenden Kupferflächen ist bekannt. Dies bedingt aber immer den Umgang mit Chemikalien. Mit der Cubiko wird die Platine größtenteils unbearbeitet gelassen und es werden lediglich Trennbahnen mit dem Fräser gezogen. Da das Designen von Platinen weit über meinen Kompetenzbereich hinausgeht, habe ich mir im Netz ein paar Layouts, so genannte GERBER Dateien, heruntergeladen und diese mit Carbide Copper in gcode umgewandelt. Auch hier kommt wieder das Höhenprofil zum Einsatz.
Mit verbundenem Kabel zum Maschinenbett, Fräser und der Steuerung wird ein Raster erstellt. Dieses kann sowohl im Maß als auch mit der Anzahl der Punkte in X und Y vorgegeben werden. Dabei wird vom Startpunkt unten links ausgegangen, der meist auch als X und Y 0 im Projekt genutzt wird. Jetzt fährt die Maschine beispielsweise alle 10 mm nach unten und speichert, wenn ein Strom zwischen Bit und Bett fließen kann. Diese Höhe wird für den jeweiligen Punkt abgespeichert und so baut sich langsam das Höhenprofil auf. Bei manchen Usern gab es wohl Probleme mit der Leitfähigkeit der mitgelieferten Klammern aufgrund einer Oberflächenbeschichtung, aber sowohl mit dem Kabelschuh am Bett montiert, als auch an der Spannklammer gelang bei uns das Einmessen zuverlässig. Der Assistent auf dem Display führt durch den gesamten Prozess (auf englisch).
Wenn man diesen Punkt nicht allzu ernst nimmt und evtl. auch nicht ganz so genau die Materialhöhe misst, kommt so etwas heraus:
Viel zu tiefe Bahnen, die von den Kupfertraces fast nichts mehr übrig lassen. Alles korrekt durchgeführt sollte es eher so aussehen:
Auch bei einer größeren Platine kam ein gutes Ergebnis heraus:
Bei dieser Größe sollte aber eher auf 4 Klammern oder eine andere Befestigungsmöglichkeit gesetzt werden. Das Endresultat war in diesem Durchgang mittig etwas bauchig, weswegen dort auch die Bahnen fälschlicherweise weggefräst wurden. Das Höhenprofil hätte dies verhindert, aber wie man am Symbol links neben dem WLAN auf dem Display erkennen kann, ist das Höhenprofil nicht aktiv. Darunter erkennt man, dass der Erstellprozess im vollen Gange ist. Versuch zwei sah auch direkt vielversprechend aus:
Messing
Weiche Metalle wie Messing sind immer ein guter Einsteiger in die Metallbearbeitung, da sie nicht nur weniger Widerstandsfähigkeit besitzen, sondern oft auch ohne Schmier- oder Kühlstoff bearbeitet werden können. Aluminium sollte sich mit sehr konservativen Vorschüben ebenfalls bearbeiten lassen, aber dies ist meist mit extremen Durchlaufzeiten verbunden, weswegen dies kein wirkliches Einsteigermaterial sein sollte, auch wenn es technisch möglich ist.
Zurück zu Messing, haben wir ein Wachs Siegelstempel gefertigt. Solche Designs lassen sich auch schnell per KI erstellen und als Negativ in den Kreis fräsen. Eine Heißklebepistole mit farbigem „Wachs“ macht das Ergebnis sichtbar.
Mit 45 min Durchlaufzeit sind diese Stempel relativ erstellt, perfekt für Hochzeiten oder anderweitige Einladungen und Geschenke. Individuell und auf der Cubiko herstellbar.
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