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Friday, August 24, 2012

プラスチックの切削:Coolant Installation

私のマシンはオリジナルマインドのRD420ですが、基本的に3軸切削機なら同じだと思います。切削により、個人用CNCでも次のようなギアを作ることができます。
My personal CNC machine let me make stuff like this.
952 - コピー
左上がサーボホーンに取り付けるギア、それ以外がアルミのシャフトに取り付ける加速用のギア。
The top-left one is the gear attached to RC servos and the rest are for my bear box. I copied 100 of these gears for Shoji Pixels.

Cool or Die

切削に伴う融解が一番の敵です。POMはエンジニアリングプラスチックで融点が高いですが、それでも熱によりバリが出たり表面が白くなったりしますので、「温度は低く」が基本になります。
安価なプラスチックは熱可塑性(熱を加えると溶ける)であり、融点はかなり低いため、高速でカッターを回転させて切削すると簡単に溶けてしまいます。一旦融解するとカッター、ワーク共にダメになる(wasted) の可能性が高いです。
Plastic is very easily melted in milling, so you should use laser cutter if you don’t need “very” precise result. Engineering plastics such as POM melts at high temperature, but heat makes burrs and makes the surface-finish bad. So we have to keep it cool. Once melting happens, all the material and the tool are totally wasted.

セミドライ、冷却切削

結局、冷やすのが一番です。セミドライ(噴霧器による液体の噴霧)なら安価で実現できます。以下の様なコンプレッサーを使うタイプの噴霧器は、$50程度で手に入れることができます。コンプレッサーは適当なものを使えばいいでしょう。
Installing some coolant (air, mist or liquid) is the best way. Modifying milling conditions work some, but the material still gets wasted in my experience. You can use something like a mist coolant system below. This uses little water at a time, and does not mess the milling environment that much.
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液体をかけることでワークの固定が緩くなったりしますので、ドライで切削できるならばそれが一番ですが、冷やせばほぼ確実に失敗することはありませんので、私は基本的に冷却をしています。
また、液体ではなくエアーのみの冷却でもある程度の効果はあると思われます。

切削の様子

The picture and the video below is the example of mist cooling system.
切削例です。ラックアンドピニオンのラックを削っているところです。切削液は水に少しエーゼットのエマルジョンタイプ切削液を混ぜています。溝に切削液が浸透し、冷却しながら切削できていることがわかります。このように細いものを削る場合、両面テープが液体で剥がれることことが多く、下に浸透しないような工夫が必要になりました。
P1020122QWqr0