老狐给大家看几个玩意~都是桌面 CNC 用铝合金和黄铜加工出来的小东西。
分别是真我 GT8 PRO 的可替换镜头模组:
1:64 车模的定制铭牌、车顶行李箱等改装件:
可以看到,CNC 加工出来的东西,无论是质感还是细节,和 3D 打印相比完全不在一个维度上。
这也是它们底层原理不同导致的。
3D 打印,无论是我们比较常见的 FDM 还是光固化,其本质都是单纯把材料一层一层堆叠完成造型,属于增材加工。
而 CNC,是在整块基材上面通过铣削、挖孔、倒角等一系列步骤,直接掏出一个完整的零件。没有层纹,没有接缝,还能最大限度发挥材料本身的性能。
所以,CNC 加工天然会比 3D 打印在精度、强度和材料选择上更有优势。
基于这个镜头 DECO,还能选择亚克力、OP板,甚至用木头来彰显自己的个性。
以前的 CNC,普通人真玩不起
说了 CNC 那么多优点,但以前个人需要得到这些零件,是有一定门槛的。
这个行业往往是高精度、高端制造的代名词。
宣传片里 CNC 机床占地几个平方,价格动辄几十万,加工前需要专业师傅对机床进行定位、对刀,控制软件繁杂,涉及刀路设计、编程等很多专业知识。
是一项“师傅领进门,撞刀靠个人”的硬核专业。
个人想要定制化得到些配件,只能花大价钱给到工厂,专门给你定制。
但现在不一样了。
这些零件,全部都出自这台——造物时代 Z1 PRO,桌面级 CNC。
它的桌面级,不仅仅是把 CNC 做到只有一台 3D 打印机一样大小那么简单,而是把整套 CNC 加工流程精简成模块化。
即便你不会建模、不会画图纸,造物时代官方社区 Makerables 里面也有大量创客分享的项目供你练习上手。
社区里还有 AI 建模和一键生成浮雕工具免费给你使用。
这台机器可以说是:只要你有想法,它都会尽力帮你实现。
开箱:这真的是一台 CNC?
在正式进入加工之前,先简单看看机器。
可以看到,这台机器和我们认知里面的 CNC 加工中心有很大差别。
设计上摆脱了粗犷硬朗的工业风,关闭舱门后整体非常光滑圆润,透明的舱盖设计简约还不失科技感,很像一件白家电,可以很好地融入家庭氛围。
主体尺寸非常小巧,和我常用的 3D 打印机差不多大,成年人可以轻松搬起来。
这台机器虽然小巧,但机身结构和功能没有缩水。
主体框架采用的是高密度一体压铸的铝合金,最大限度保证了机身刚性和抑制高速切削过程中带来的震动,从硬件层面保证了加工精度和长期稳定性。
3 轴满足不了的加工需求,Z1 PRO 还可以选择一个旋转套件化身为 4 轴。
并且它的出厂状态也和 3D 打印机一样,不需要额外繁复的组装。
开箱完成初始化引导,机器就可以开始第一次加工。
随机附带了整套刀具、夹具,和非常丰富的工件品类。
家里玩 CNC,粉尘碎屑怎么办?
在家里玩 CNC,加工过程中最麻烦的是粉尘碎屑。这些金属加工出来的碎料掉在地上或桌面,都有一定的危险性。
造物时代也有一整套解决方案:
关闭透明舱门,可以把粉尘碎屑隔绝在机舱内;
主轴集成了吹气孔,在给刀具风冷散热的同时,还可以及时吹走加工台上的废料,然后由配套的集尘器 Lite 回收;
残留在机舱角落的碎屑,还可以通过集尘器外置的接头仔细清理;
甚至还想到了加工轻质材料容易产生静电的情况,专门搭配了一个负离子发生模块,可以有效处理静电。
整个加工过程,都可以让台面保持清爽。
大脑登场:Makera Studio
来到加工环节,这里就要请出控制这台机器的大脑了——造物时代自研的 CAM 软件 Makera Studio。
我理解这个软件主要的逻辑,就是以刀路设计为核心,把复杂的加工流程可视化、模块化,接管加工过程中所有需要技术的部分。
进入软件前先选择你要加工的类型。
如果像这种比较简单的零件,只需要在 Makera Studio 里面的预设的一种刀路即可。
但今天我们要加工的这个 DECO 需要双面加工,有切削、有挖空、钻孔和倒角,比较复杂,所以要选择自定义 3 轴。
进入项目,只需要根据自己的需求,选择好材料,调整好尺寸,软件里面会对应调整基材的尺寸,这就是我们待会可加工的范围。
找到台面垫板的定位孔,配合随机附带的 L 型靠山和夹具,把材料固定好就可以。
对刀、定位、寻边、找圆心,这些涉及专业知识的准备动作,通通可以在软件里面勾选,让它帮你完成。
设置好材料信息以后,把要加工的模型或者CAD 图纸导入。
软件左边有一些简单的模型预处理功能,比如移动、对齐、旋转,决定先加工哪个面;阵列可以一次性加工多个同样的零件。
调整完毕以后,就可以来到刀路设计环节。
Makera Studio 内置了多种刀路逻辑,加工的时候刀路可以相互组合,让零件最终成为你想要的形状。
这样解释比较抽象。学过建模的同学,可以理解成在给一个 BOX 用不同的形状做多次布尔运算。
如果不理解,你还可以理解成吃蛋糕:基材就是一块完整的蛋糕,而你要做的就是提前规划好你要吃掉的部分,然后用不同的勺子把它挖出来。
比如我们现在要先加工 DECO 的背面。
我们先分析一下零件的情况:它整体有一个下沉,下沉部分有三个大的形状需要挖穿,还有两个较小的圆和两个更小的圆需要钻孔,最后这个零件还需要从基材里面整个分离出来。
分析完毕后,我们就可以把它拆成 4 个刀路,一步步加工:
先用 3D 特征把整个下沉掏出来;
再用一个 3D 特征把三个大的形状掏空;
然后用 3D 钻孔把这4个小孔挖出来;
最后用 3D 轮廓把整个零件从基板分离。
整个过程都不需要你有编程基础,也没有繁复的转码过程,然后把它发送给机器。
这个界面,玩 3D 打印的朋友是不是很熟悉了?
只是多了一步:给它设置原点,让它帮你调平对刀。
加工正式开始。
为了方便演示,就全程开舱了。
至于刀具,Z1 PRO 每生成一组刀路都会推荐对应的刀头。对应的机器每加工完一个流程,都会提示你换上对应的刀头。
然后坐等收菜就行。
换刀,比 3D 打印换耗材还方便
说到换刀,Z1 PRO 的快速换刀系统做得足够便利。
主轴旁边的拉杆往下拉,拔出刀具,把替换的刀头复位后往上推回原位即可。
比 3D 打印更换耗材都要方便,极大压缩了工件加工前的流程,提高了工件的加工效率。
回到这个零件,经过 4 组自动生成的刀路,背面已经加工出来了。
我们把零件取下来,再对它的正面加工。
同样的,分析一下正面特征。这里就比较简单了,它只有四周一个大的倒角或者斜面,然后对应背面四个小孔的位置有一个下沉的圆槽。
我们先把粗加工完成的零件在垫板固定。
这里的固定方式有两种,上台钳或者夹具都可以,我偷懒就直接用夹具了。
然后给机器换上 3D 探针,给零件定位。拿到数据后,我们就可以参照这组数据,给零件对应的地方添加刀路,继续加工。
然后,一个完整的 DECO 就加工完成了。
如果你还想继续细化,还可以重复正面加工的方式,给零件四周再加个倒角,让它完成度更高。
或者利用 Z1 PRO 自带的 5W 激光雕刻模块,给你的零件打上自己的专属 LOGO,让它更有仪式感。
了解了这个零件的加工过程,剩下的几个零件,你应该也看明白怎么加工了。
它不是替代工业机,而是降低门槛
整个软件操作下来,和 3D 打印相比,需要调整的参数几乎相同。
但 CNC 的应用范围更广,加工流程也更专业、规范,可以对金属、木料、亚克力、PCB 板等多种材质下刀,极大限度地扩宽了应用范围、个人设计产品的思路和想象力。
通过这个小案例,你应该也看出了造物时代 Z1 PRO 的定位。
它的出现,并不是要去跟工业级的机子拼性能和产量,而是在简化和降低 CNC 加工的入门门槛。
让它更适配动手能力比较强的个人创客、个人工坊,以及小型工作室,去验证和小批量生产自己的产品。
这台机器在他们手上,不需要花过多精力去关注机器本身,可以全身心发挥自己的创作和灵感,从而带动更广阔和有趣的个人定制化市场。
今天的这几个小零件只是我的抛砖引玉。
也欢迎大家开动自己的脑洞,看看这台机器,可以在你的生活或者工作中,带来怎样有趣实用的作品。
编辑:viki
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