how to make something big with the shopbot and a 3D object or a mold with the Roland Modela mdx-40

1. 2.5D MILLING2.5D MILLING
(make something big)(make something big)

2. PREPARE THE FILE
Design your pieces
A
B
C

3. PREPARE THE FILE
Design your pieces
A
B
C

4. PREPARE THE FILE
Divide path per layers, based on the way you'll set them
A
B
C

5. PREPARE THE FILE
After a test, offset the lines to improve the fit
A
B
C

6. PREPARE THE FILE
If you have some doubts about the joints, make a 3D model to test it
A
B
C

7. PREPARE THE FILE
If you have some doubts about the joints, make a 3D model to test it
A
B
C

8. PREPARE THE FILE
Check to have a minimum distance between the pieces bigger than the tip you'll use
A
B
C

9. PREPARE THE FILE
Doble check there are no open curves
A
B
C

10. EXPORT THE FILE
Export as a DXF
A
B
C

11. SET UP THE PATH
Import the file in the shopbot software
A
B
C

12. SET UP THE PATH
Import the file in the shopbot software and set the parameters of the piece
A
B
C

13. SELECT THE FIRST GROUP OF PATH
Start with the inner path, that must be done in the same way
A
B
C

14. SET THE PARAMETERS
The most important toolpath are “profile” and “poket”
A
B
C

15. CALCULATE THE PATH
It's also possible to see a preview
A
B
C

16. CALCULATE THE PATH
Do the same with the other profiles. If it a cut remember to add the tabs
A
B
C

17. ADD THE TABS
Add the tabs just clicking on the profile. Place them on straight lines.
A
B
C

18. PREVIEW THE TOOLPATHS
This operation helps a lot to understand and avoid mistakes
A
B
C

19. EXPORT TO FILE
Remember to use the post processor “Shopbot”
A
B
C

20. 3D MILLING3D MILLING
(objects and molds)(objects and molds)

21. PREPARAZIONE DEL FILE
Nel 3D bisogna inserire una serie di elementi che consentono una corretta fresatura:
A - fori di centraggio
B- sostegni
C – blocco di materiale
A
B
C

22. Un pezzo “a tuttotondo” (ovvero da lavorare lungo tutte le sue facce),
deve essere fresato in momenti successivi.
Queste fasi sono separate da ribaltamenti
operazione di rotazione del pezzo, generalmente di 180°

23. Se il pezzo invece è interamente lavorabile da un solo lato,
non serve predisporre questi elementi e basta fissarlo saldamente al piano di lavoro
(biadesivo da tappezziere, viti, staffe, etc.)
http://www.flickr.com/photos/brianandrews/3342069069/sizes/l/in/photostream/

24. SOTTOSQUADRA E RIBALTAMENTI
Prima di iniziare la fresatura conviene capire quale profondità va fresata da un lato
e quale dopo il ribaltamento

25. SUPPORTI
I supporti sono piccoli cilindri o parallelepipedi da aggiungere a sostenere il pezzo.
Come vengono disposti dipende principalmente dall'esperienza, ma in genere:
- è buono vincolare tutti i quattro lati di un pezzo (sopra sotto dx sx)
- vanno messi in punti in cui è facile carteggiare i segni lasciati
- è meglio metterli a cavallo della linea di ribaltamento e tutti alla stessa altezza
- non serve che sia un solido unico, basta che i supporti compenetrino il pezzo

26. BLOCCO DI MATERIALE
Il blocco di materiale che verrà lavorato viene disegnato in modo che inglobi
tutte le parti di fresare (sia il pezzo che i supporti)
In questo caso il blocco disegnato è alto 30mm e largo 148mm e alto 120mm.
È importante verificare che il materiale sia più grande o uguale al blocco in X e Y.
La Z deve essere uguale oppure resa uguale spianando il materiale.

27. La spianatura è un'operazione molto comune con i metalli
e nelle lavorazioni di materiali duri.
Per frese di bassa potenza può essere utile anche su legni e materiali plastici.
Serve a garantire la planarità del pezzo e un'altezza costante e certa.
Diventa fondamentale se bisogna fare il ribaltamento del pezzo.

28. Con una sottrazione booleana togli il pezzo del blocco che nasconde la parte da fresare
La distanza tra il pezzo e il blocco è maggiore di D (diametro della fresa che userai)
e minore di 1.5*D.
Questo consente di tagliare tutto nel minor tempo possibile
1-1.5 D

29. Disegna per ultimo 4 fori,
speculari rispetto ai due piani di simmetria del blocco (lungo X e Y)
Il diametro dipende dalle spine di centraggio (in laboratorio usiamo 5mm)

30. La fresa al Fablab Torino è una Roland MDX-40A
Area di lavoro (senza 4° asse):
X: 305 mm
Y: 305 mm
Z: 105 mm

31. La fresatura solitamente lavora da files *.STL (mesh)
Il dettaglio minimo della mesh dipende dalla risoluzione che vuoipuoi ottenere
(0,01mm su un espanso è impossibile, va considerato il diametro della fresa, etc.)
In genere sono sufficienti:
- scostamento massimo di 0,1mm (maximum distance edge to surface)
- lunghezza minima di 0,05 mm (minimum edge length)

32. Il più piccolo dettaglio interno, non può essere minore di D (diametro della fresa)
In caso contrario la punta non passa e lascia più materiale del dovuto
Succede anche se due pareti sono troppo vicine:
se la punta non passa rimangono unite

33. Il CAM (Computer-Aided Manufacturing) usato dalle Roland è Modela Player 4
Una volta aperta la mesh bisogna impostare i dettagli del modello e della forma,
successivamente si decidono i processi da compiere (dal menù “imposta”)

34. Si impostano le dimensioni del pezzo e l'orientamento,
correggendo eventuali imprecisioni (es: 120.66 mm dovrebbe essere 120 mm)
In “Origine” si sceglie qual'è il punto di riferimento per assegnare lo zero

35. Il blocco può essere fissato anche con il biadesivo.
Bisogna fare attenzione a fissarlo molto bene:
se si muove durante la lavorazione è impossibile riallinearlo

36. Può essere utile aiutarsi ad allineare il blocco usando i bordi del piano,
ma non è necessario mettere il pezzo in basso a sx

37. La fresa taglia e spinge soprattutto di lato, se non è ben vincolato il pezzo si stacca
e quasi sempre la fresa lo rovina

38. Prendere lo zero significa assegnare ad un punto del modello il valore 0;0;0
per essere usato come riferimento.
La fresa è “cieca”, ovvero non è in grado di sapere qual'è il pezzo che sta lavorando,
dove si trova e quanto è grande.
Per impostare lo zero si sposta la punta della fresa in un punto di riferimento del blocco
(ad es. in basso a sx) e si setta come 0;0;0

39. Per sapere quando la fresa tocca la superficie (e prendere lo zero),
Si può usare un apposito sensore, oppure un semplice pezzo di carta

40. Alcuni software consentono di scegliere tra una lista di materiali preimpostati,
questo assegna già automaticamente dei valori di velocità di taglio,
profondità e sovrapposizione tra le passate di fresatura

41. Prima di impostare i vari processi si può indicare il numero di facce
che si lavoreranno per realizzare il pezzo (nel Modela Player sono 1, 2 o 4)

42. OGNI OPERAZIONE CHE LA FRESA COMPIE SI CHIAMA PROCESSO.
DI SEGUITO É DESCRITTO COME SI IMPOSTANO I PROCESSI PIÙ COMUNI

43. Scegli che tipo di processo è:
- Piallatura (spianatura)
- Sbozzatura (sgrossatura)
- Finitura
- Sondaggio
(foratura con punte “da trapano”)
Imposta su quale delle due facce
del ribaltamento stai lavorando

44. Scegli forma e dimensione della punta
- Square (cilindrica)
- Ball (sferica)
Si possono impostare anche punte nuove
Scegli l'area di lavoro:
- posizione
- altezza iniziale
(di solito profonda quanto la prima passata)
- altezza finale
(il valore che si vuole raggiungere)

45. Scegli come fare le passate per togliere
Il materiale durante la sgrossatura
- Scansione
(la fresa va avanti e indietro lungo un asse)
- Linee di contorno
(la fresa svuota tutto l'interno
e poi segue il perimetro)
Solitamente di usa la seconda
Una volta scelta la fresa e il materiale
il software preimposta i parametri.
Mentre la fresa lavora si possono modificare
in real-time i primi 3 parametri,
ma non gli altri

46. Una volta impostato il processo appaiono in blu i percorsi che farà l'utensile.
È molto utile per vedere se quello che farà corrisponde a quello che volevi
Questo è il percorso utensile di uno dei fori di centraggio

47. Per fare altri processi simili
a quelli già impostati,
si può duplicare il processo
e modificarne i parametri
(ad esempio la posizione)
È un ottimo modo per impostare
gli altri 3 fori di centraggio
I fori vanno fatti su entrambe
le facce del blocco
e sulla base (plateau)
Per fare questo si rilanciano
gli stessi processi tre volte,
impostando per la base
uno zero diverso
(all'altezza del plateau)

48. Nei fori della base (plateau) si inseriscono le spine di centraggio.
Tecnicamente 2 sono sufficienti, ma con 4 c'è maggiore precisione

49. La sgrossatura può essere fatta modificando l'area di lavoro dei processi precedenti

50. Dalla preview vedi se i percorsi partono e finiscono alla profondità giusta,
se stai lavorando aree che non mi interessano, etc.

51. La sgrossatura consente di eliminare il grosso del materiale,
lasciando la forma grezza, a strati e da rifinire

52. La finitura è l'ultimo processo,
consente di rimuovere le asperità
lasciate dai processi precedenti
e avvicinarsi per quanto possibile
al pezzo finito
Le frese sono a testa sferica
e se ne indica il raggio

53. A differenza della sgrossatura,
qui si può scegliere un ulteriore metodo
di lavorazione: a spirale
Solitamente il più usato è
a linee di contorno, ma in questo caso
dipende molto dal tipo di lavorazione
Nella finitura è importante impostare
il margine di finitura a 0
Questo consente di cancellare i segni
delle passate precedenti di sgrossatura

54. Visto che si cambia punta per fare la finitura, bisogna rifare lo zero

55. Dopo la finitura il pezzo deve essere solo carteggiato

56. Se il pezzo ha solo alcune parti dettagliate
posso lavorare in generale con frese grosse (es. D 4 mm)
e ripassare solo le parti dettagliate con una fresa più piccola (es. D 2 mm)

57. Una volta finita la fresatura vanno rimossi i sostegni e carteggiato il pezzo

58. Infine si assembla il pezzo fresato agli altri componenti

59. http://www.admproductdesign.com/Documents/mdx40_%20small.pdf
http://www.elecprint.ch/downloads/modelaplayer4e.pdf
http://support.rolanddga.com/docs/Documents/departments/Technical%20Services/Manuals%20and%20Guides/modela_mdx15.pdf
APPROFONDIMENTI