CNC per hobbisti e maker

Guida completa alle CNC desktop 3018 e oltre

Simone Scarascia

• Publisher: Hoepli
• Year: 2022
• ISBN:
  9788836008711
• Topic: Pedagogía
• Subtopic: Tecnología educativa

Questo libro è rivolto a tutti coloro che desiderano imparare a usare una fresatrice CNC da scrivania per hobbisti.Il testo spiega come sono fatti i singoli componenti hardware di una fresatrice CNC, come settare al meglio la macchina e come mantenerla perfettamente funzionante, per realizzare tutti gli oggetti che si desidera. Viene inoltre illustrato come risolvere i problemi più comuni che si possono verificare.La guida accompagna nell'uso dei software di disegno CAD, CAM e dei software di controllo, spiegando quali frese usare in base al tipo di lavoro e di materiale da trattare. E poiché il sogno di ogni maker è modificare e potenziare queste macchine, viene mostrato anche come effettuare gli upgrade più diffusi.In questo libro si trovano le risposte a tutte le domande di un hobbista appassionato, perché è scritto da chi, dopo anni di esperienza, conosce bene ogni singolo elemento di queste macchine a basso costo.

Quarta parte

Software

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I software necessari

I software sono il tallone d’Achille di un hobbista che si butta in questo mondo. Prima di imparare a fresare bisogna imparare a progettare quello che si ha in testa. Purtroppo, non è possibile usare una fresatrice CNC se non si hanno un minimo di conoscenze nell’ambito informatico e nel disegno CAD. Capire quale sia il processo di produzione di un pezzo finito con l’utilizzo di una fresatrice CNC è veramente molto semplice. Basta solo conoscerlo. Questo processo è composto da 3 step principali. Il primo step per raggiungere il risultato finale è quello di disegnare il progetto in digitale. Il secondo step è quello di generare i percorsi utensile e infine inviare il tutto a un ultimo software che, a sua volta, invia questo progetto alla nostra fresatrice CNC. Sembra un processo lungo e difficile e posso garantirti che non lo è!

Processo di produzione

Il processo che permette a un’idea di diventare un prodotto finito, parte naturalmente dall’immagine che si ha in testa, del risultato che si vuole ottenere (vedi Figura 9.1).

Figura 9.1 – Sequenza del processo di produzione.

L’idea di quello che si vuole creare, deve essere elaborata e ben analizzata. Prima di buttarti al computer per disegnare quello che hai in mente, ti consiglio di fare uno schizzo su carta con tanto di quote (misure) e iniziare a disegnare al computer solo quando avrai le idee ben chiare di come dovrà essere il pezzo finito. Quando acquisirai le giuste conoscenze nel disegno CAD, allora potrai saltare la parte dello schizzo su carta e disegnare direttamente sul computer.

Quindi, solo quando avrai tutto ben chiaro rispetto a quello che vuoi realizzare, ti puoi mettere davanti a un computer per disegnare il tuo progetto.

Prima di parlare di software, è doveroso un accenno sul computer che dovrai usare e dove potrai installare tutti i software che ti elencherò. Il computer da utilizzare deve avere delle caratteristiche tali da poter far girare alcuni software. Prima di scatenare la furia dei fan dei vari sistemi operativi ti dico che a livello amatoriale qualsiasi sistema operativo va bene. Utilizzando però il sistema operativo della mela morsicata (macOS) si incontreranno alcune difficoltà nel reperire qualche programma gratuito di gestione delle fresatrici CNC. Per fortuna non serve una grande potenza di calcolo o schede video da gamers. In base al software che deciderai di utilizzare, il tuo computer dovrà avere delle caratteristiche differenti. Tra tutti i software che ti elencherò, Fusion 360 è quello che ha bisogno di una maggiore potenza di calcolo, quindi se dovessi decidere di utilizzare questo software per disegnare i tuoi progetti, dovrai avere un processore che abbia almeno 4 core, con una frequenza minima di 1,7 GHz, 4 GB di RAM minimi, una scheda video dedicata da almeno 1 GB di VRAM oppure se integrata devi avere almeno 6 GB di RAM e una connessione a Internet da 2,5 Mbps o superiore.

Per tutti gli altri software, la configurazione minima comunque non dovrebbe essere inferiore a quella che ti ho descritto prima, anche se qualche software ha bisogno di pochissima potenza di calcolo per funzionare. Quasi tutti gli hobbisti che utilizzano delle fresatrici CNC, utilizzano un computer relativamente potente per la generazione del file Gcode, mentre utilizzano un vecchio e malridotto computer portatile per inviare i comandi alla fresatrice CNC.

Il primo software che devi usare per disegnare il progetto è il software CAD. Finito il disegno, lo devi dare in pasto a un secondo software, chiamato software CAM che genererà i percorsi dell’utensile in base ai parametri che gli indicherai. Quando hai finalmente il file in formato Gcode, lo dovrai caricare su di un terzo e ultimo software chiamato software macchina o software di controllo che penserà a leggere tutte le righe di comando contenute nel file Gcode e inviare le stesse, un po’ alla volta, al controller della nostra fresatrice CNC per iniziare l’incisione vera e propria. Non serve nessun altro software. Se utilizzi un controller offline non hai la necessità di utilizzare un software di controllo caricato sul computer perché il controller offline penserà a inviare i comandi al controller della fresatrice.

Software CAD

CAD è l’acronimo di Computer Aided Design ovvero disegno tecnico assistito dall’elaboratore. Questo software serve a creare un disegno tecnico in digitale che fino a qualche anno fa doveva essere disegnato a mano su carta con tanto di matita, riga, goniometro e squadra. Quasi tutti i software di disegno CAD hanno la possibilità di disegnare sia in 2D che in 3D (vedi Figura 9.2).

Figura 9.2 – CAD Fusion 360.

Quindi, come hai ben capito, con questo software trasformi il progetto che hai in testa in un disegno di formato vettoriale. Per capire cosa è un’immagine vettoriale dobbiamo prima capire come è composta un’immagine non vettoriale.

Un’immagine non vettoriale è chiamata immagine raster ed è la classica immagine in formato JPEG, GIF, PNG ecc. Le foto delle tue vacanze al mare sono in formato raster. Un’immagine raster è formata da tanti pixel. Questi pixel vengono disposti su una griglia a formare l’immagine. Il file raster contiene le coordinate di questi pixel che dicono esattamente dove ogni pixel si deve posizionare in questa griglia insieme ad altre informazioni come il colore di ogni singolo pixel e la loro dimensione.

Vediamo un esempio di un’immagine in formato raster usando il logo del mio canale YouTube (Vedi Figura 9.3).

Le linee nere sono formate da pixel colorati, in questo caso di nero, e hanno una forma e una dimensione ben precisa.

Se vogliamo ingrandire questa immagine, dobbiamo necessariamente ingrandire anche questi pixel causando il classico effetto di Pixellatura. Quindi, ingrandendo l’immagine, la qualità si abbassa e i pixel iniziano a diventare visibili a occhio nudo.

Un’immagine vettoriale invece, è costituita da un insieme di primitive geometriche, cioè forme geometriche semplici come cerchi, linee, rette, curve ecc. Tramite alcune equazioni matematiche viene generata l’immagine. Per ingrandire un’immagine vettoriale, basta ricalcolare le dimensioni di ogni singolo elemento che la costituisce per avere un risultato senza nessuna perdita di qualità. Tranquillo però, questi calcoli li fa il software CAD al posto nostro, mentre noi ci limiteremo solamente a cliccare il tasto Ingrandisci. In teoria è possibile ingrandire un’immagine vettoriale all’infinito senza mai avere nessuna perdita di qualità. Grazie a questo formato il software CAM riesce facilmente a riconoscere tutte le linee e generare i percorsi che l’utensile dovrà seguire.

Figura 9.3 – Immagine in formato raster Jpeg.

Esistono molti software gratuiti e altrettanti a pagamento, quindi abbiamo l’imbarazzo della scelta. I migliori e più completi naturalmente, sono quelli a pagamento. Purtroppo, sono pensati per un uso professionale e hanno dei prezzi che sono troppo alti per noi hobbisti.

Quale software CAD usare allora? Non posso consigliarti un software invece di un altro perché quasi tutti fanno le stesse cose ma in modo diverso e con più o meno funzioni. A livello hobbistico il 99% dei software CAD in commercio hanno gli strumenti che ci servono. Prendo come esempio il software FreeCAD, totalmente gratuito, che, oltre a fornirci tutti gli strumenti per il disegno e la gene...