La costruzione di una fresatrice per metalli autocostruita è un progetto ambizioso che richiede tempo, impegno e un investimento economico. Prima di intraprendere questa avventura, è fondamentale comprendere a fondo le proprie esigenze. Dato che si dovrà fare molta fatica, spendere dei soldi e dedicarci molto tempo forse è meglio soffermarsi qualche istante per capire a cosa ci servirà realmente la fresatrice.
La Fresatura del Metallo con Macchine Autocostruite
Una delle domande più frequenti tra gli appassionati di fai-da-te è se sia effettivamente possibile lavorare il metallo con una fresatrice CNC costruita in casa. L'esperienza di un utente che ritaglia piastre in acciaio da 20 (?) con una normalissima fresatrice manuale (presumo non oltre i 2kw), con rpm di 8000 (dice lui), su una struttura a ponte mobile su semplici profilati in alluminio, per giunta a secco e mi sembra che non vada neanche molto piano, suggerisce che l'impresa non è impossibile. Quindi anche con le nostre cnc possiamo lavorare il ferro? La risposta è sì, ma con le dovute considerazioni sulla potenza, la rigidità e gli utensili.
Tipi di Acciaio e Lavorabilità
Non tutti i metalli sono uguali, e questo vale in particolare per l'acciaio. Comunque ci sono acciai e acciai, molti sono ben lavorabili altri, i temperati e peggio i cementificati, rifiutano l'utensile, cioè non vengono incisi proprio (sono esagerazioni particolari bada, nessuno ha una piastra di temperato da fresare). Comunque si fa e pure bene, è meno difficile dell'alluminio dopotutto, si va con passate basse (molto dipende dalla potenza mandrino e dalla pesantezza della struttura ovvio tali da sopportare il carico sull'utensile).
Requisiti Tecnici e Componenti Essenziali
Potenza del Mandrino e Rigidità della Struttura
Un lettore si chiedeva: dovrei fare delle fresate su acciaio inox con passate da 0.2 - 0.3 mm. Il problema è che ho una macchiana da banco in alluminio (a ponte fisso) con elettromandrino da 0.75 kw e per di più senza refrigerante. Pensate che sia possibile riuscire nell'impresa? La risposta è che l’elettromandrino è forse un po’ poco potente, considerando che deve girare piano; magari prova con una fresetta di piccolo diametro (4 o 6) e fai delle prove partendo da leggere asportazioni aumentando di 0.1 mm per volta. È fondamentale considerare che, per quanto riguarda la potenza di 0,75 Kw: un conto è avere un elettromandrino da 24000 n/min, altra cosa un motore asincrono da 1400n/min. La stabilità della struttura è altrettanto critica, soprattutto quando si lavorano metalli duri.
Confronto tra Diverse Tipologie di Fresatrici
| Tipo di Fresatrice | Potenza Mandrino | RPM Massimi (circa) | Materiali Lavorabili Tipici | Struttura Tipica | Note |
|---|---|---|---|---|---|
| Autocostruita leggera | < 2 kW (es. 0.75 kW) | 8000 (aneddoto) / 24000 (elettromandr.) | Alluminio, leghe leggere, acciai teneri (con passate minime) | Ponte in alluminio | Necessita di passate molto basse e frese dedicate, refrigerazione critica. |
| Semi-professionale da banco | 1500 Watt (1.5 kW) | 1575 | Alluminio, acciai comuni | Ghisa/alluminio rinforzato | Migliore stabilità e controllo, adatta per lavori più seri. |
| Professionale (universale) | 3 CV (verticale), 2 HP (orizzontale) | Variabile (con inverter) | Tutti i metalli, inclusi acciai duri | Ghisa pesante | Alta precisione, potenza e capacità di lavorazione, include refrigerazione. |
Utensili e Importanza della Refrigerazione
La scelta degli utensili è cruciale. È buono a sapersi che con frese Holex dedicate, anche una singola fresa può portare a risultati positivi, come testimoniato dall'esperienza di un utente. Tuttavia, la mancanza di refrigerazione può causare problemi significativi, specialmente con i metalli teneri. Quelle sono solo "impastate" dall'alluminio o dallo zinco o da quello che chiamano "leghe leggere" al magnesio (se picchi con un punteruolo seguendo il verso dell'elica vedrai che lo togli, magari ti giochi la fresa ma quell'impasto si leva). Insomma da metalli teneri che se non refrigerati tendono a impastarsi sulle frese. Inoltre, si corre il rischio che perdano proprio non l'affilatura ma il verme, cioè rimane solo il codolo cilindrico.
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Progettazione e Costruzione della Macchina
Sistemi di Movimento
Per la massima precisione, la soluzione ottimale rimane sempre la vite a ricircolo di sfere, molto precisa ma anche molto costosa. Per quanto riguarda i motori, considerando che i motori passo passo hanno più coppia (e quindi rendono meglio) ad un basso numero di giri, non possiamo farli girare troppo velocemente, per cui ipotizzando di mandarli a non più di 200 giri/minuto è un buon punto di partenza. Le viti a ricircolo di sfere si possono trovare di diverse misure ed hanno un passo più grande dando più "respiro" ai motori. - Z15 N. Per ovviare al problema devo mantenere le accelerazioni molto basse.
Elettronica di Controllo
Per chi non è un elettronico e in materia è molto a digiuno, la via più semplice e sicura è acquistare un kit bello e pronto, evitando le settimane di ricerca. Faccio un passo indietro per illustrare la situazione per come l'ho capita io nel corso dei miei esperimenti. Come si può notare rispetto allo schema di Arduino i Driver dei motori passo passo sono già integrati nella scheda TB6560 ed essa è direttamente collegata tramite porta parallela LPT1 al PC, semplificando notevolmente il setup.
Acquisto Materiali e Consigli Generali
Per l'acquisto di componenti e materiali di alta qualità, www.riko-online.de è un ottimo venditore con prezzi accessibili. Per quanto riguarda le frese, ho visto anche quelle per alluminio, ottimi prezzi e pensare che l'ultima volta le ho comprate dalla Cina le ho pagate, tra dazi e spedizione, qualche euro di più. È importante ricordare che i consigli qui offerti sono basati su esperienze dirette e non provengono da un operatore/macchinista professionale. Io nella vita sono un programmatore web e non lavoro nel mondo delle fresatrici automatiche e non ho mai fatto l'operatore/macchinista di una fresatrice presso alcuna azienda.
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