CNC-Fräsen

Allgemeines

Die CNC-Fräse an unserer Schule wurde von der Wilhelm Stemmer Stiftung finanziert.

Da sie ein sehr leistungsfähiges und damit gefährliches Gerät. darf die CNC-Fräse nur in Anwesenheit einer Lehrkraft verwendet werden.

Eine CNC-Tischfräse ist vereinfacht gesagt eine Bohrmaschine, die über den Computer gesteuert werden kann. Der Computer kann:

Der Bohrer kann durch einen Fräser ersetzt werden, der Material aus einem Werkstück entfernen kann.
Damit können Löcher an exakt festgelegte Stellen gebohrt werden oder Werkstücke aus größeren Platten ausgefräst werden.

Der Steuer-Code wird hierbei mit GCode-Befehlen übermittelt:

GCode-Befehl Bedeutung
M03 S2000 Startet die Bohrspindel mit 2000 U/min
G21 Setzt die Maßeinheit auf Millimeter
G90 Absolute Maßeinheiten. Die Einheiten beziehen sich auf einen festgelegten Startpunkt (x=0,y=0, z=0) in der vorderen linken Ecke des Werkstücks.
G91 Relative Maßeinheiten. Die Einheiten beziehen sich auf den aktuellen Standort der Spindel.
G0 X10 Schnelle Fahrt zu x=10 mm. Im absoluten Modus (G90) fährt die Spindel so lange, bis die x-Koordinate 10 mm erreicht ist. Im relativen Modus (G91) fährt die Spindel 10 mm nach rechts.
G1 Z-2 F100 Langsame Fahrt zu z=-2 mm. Über F100 wird die Geschwindigkeit (Feedrate) mit 100 mm pro Minute eingestellt. Mit diesem Befehl bohrt die Fräse langsam ein 2mm tiefes Loch ins Werkstück, wenn absolute Maßeinheiten eingestellt sind.
M05 Stoppt die Spindel
M30 Ende des Programms

Hilfsprogramme

GCode Simulator

Simuliert einfache GCode-Befehle auf dem Computer. Ideal zum Lernen von GCode.

GCode Plotter Konverter

Wandelt GCode-Befehle so um, dass sie einen Stiftplotter ansteuern können.

Gerber GCode Konverter

Wandelt Gerber-Dateien direkt in GCode um. Damit können zum Beispiel Schaltungen automatisch gezeichnet werden.

Drill Konverter

Wandelt die ...drill.txt aus einem Gerber-Paket in GCodes zum Ansteuern der CNC-Fräse um.

Kontur Konverter

Wandelt die ..._contour.gb1-Datei aus einem Geber-Paket in GCodes zum Ansteuern der CNC-Fräse um.

Gerber zu GCode

Wandelt die ...drill.txt und die ..._contour.gb1-Datei aus einem Gerber-Paket in GCode-Dateien um.

Arbeitsgang zum Fräsen und Ätzen von Platinen

Konstruktion der Platine

  1. Konstruktion der Platine in Fritzing

1. Export der relevanten Dateien

  1. Export zur Produktion als Gerber.
  2. Export zur Produktion als Ätzbar(SVG)

2. GCode für Bohrungen

  1. Öffnen der Datei mit den Bohrungen (...drill.txt) mit einem Editor.
  2. Kopieren des Code und einfügen auf der Internetseite Gerber zu GCode.
  3. Öffnen der Datei mit der Kontur: (..._contour.bm1) mit einem Editor.
  4. Kopieren des Code und einfügen auf der Internetseite.
  5. Konvertieren und als GCOde-Dateien speichern.

3. SVG für Belichtung

  1. Öffnen der Datei ..._etch_copperTop_mirror.svg mit Inkscape
  2. Alles markieren und Füllung auf schwarz stellen
  3. Gruppierung aufheben (Strg U)
  4. Hintergrund markieren und Füllung auf weiß stellen
  5. Ggf. weitere Bereiche mit Rechtecken maskieren.
  6. Alles markieren und gruppieren (Strg A, Strg G)
  7. Alles markieren und kopierne (Strg A, Strg C)
  8. Neue Datei erstellen (DIN A4) (Strg N)
  9. Einfügen (Strg V) und sinnvoll auf der Seite positionieren.
  10. Auf OHP-Folie ausdrucken

4. Bohren und Fräsen

  1. Starten von UniversalGCodeSender (https://universalgcodesender.com/).
  2. Laden der GCode-Dateien und Bohren bzw. Fräsen der Platine.
    WICHTIG: Die Platine wird mit Kupferseite nach oben gebohrt und gefräst.

5. Belichten der Platine

  1. OHP-Folie passend ausschneiden
  2. Rückseite mit weißer Kerze einreiben (Wachs verhindert das Anhaften des Kunststoffes)
  3. Platine dünn mit UV-härtendem Harz bestreichen (3D-Drucker Resin)
    1. Arbeit unter LED-Licht, kein Sonnenlicht wegen UV-Strahlung.
    2. Vorsicht, giftig - Handschuhe und Schutzbrille und Atemschutz tragen
  4. Folie auflegen , an Bohrungen ausrichten
  5. 10 Sekunden lang mit UV-Taschenlampe belichten.
    1. Vorsicht, gefährlich, Augen schützen
  6. Nicht gehärtetes Harz abwaschen.
    1. Vorsicht, giftig - Handschuhe und Schutzbrille und Atemschutz tragen

Alternativ: Zeichnen der Leiterbahnen mit einem Edding auf der Kupferseite.

6. Ätzen der Platine mit Natriumperoxodisulfat.

  1. Temp. 50°C
  2. vorsichtig schütteln
  3. Vorsicht, ätzend - Handschuhe und Schutzbrille und Atemschutz tragen