【参考資料】自作CNC用 トリマ&ルータ&スピンドルの考察 (初心者向)


#1

自作CNC用の工具は山ほどありますが,迷ってる初心者のために概要図を作ってみました.


使いやすさと性能(精度&パワー)で分類するとこんな感じです.

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2009年のContraptor 旧式オープンソースCNCは大体これを採用してました.
パワーは100〜400wぐらいで,回転数が少ないです.
構造も単純でメーカーが山程あります.
5000円以下で購入できます.
加工できる物:木材◯樹脂◯純アルミ△ アルミ合金☓
(◯の目安:送り速度200mm/min 送り量 wh1mm2mm以上)

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日曜大工がよく使うトリマです.一般家庭用に普及しています.
高儀TR-100の直径は65Φのため,C-Beam工具固定座につけれます.
加工できる硬さ:アルミ、アルミ合金5シリーズ◯
(十分な本体フレームの剛性が必要)
メリット:
・廉価スピンドルよりハイパワーでコスパがいい(4500円〜10000円)
・コンセントに挿してスイッチオンで稼働
デメリット:
・コレットの品種が少ない(殆どが6mmのエンドミルしか使用できない)
・連続稼働時間が短い=生産性が低い(高儀TR-100は30分)
・回転速度制御できない(早すぎるとアルミや樹脂系が溶ける)

CNCマシンの剛性が十分ならそこそこいけます.
送り速度200mm/min 送り量 wh1mm2mmでアルミ合金5052シリーズ (硬さ58HB)を削れました.


C-Beam マシンXlarge剛性強化型 + 高儀TR-100
木工用の設計なので,合金はごりごり削れますが,トリマに負荷がかかり,寿命が縮まリます(Gymさんの実験データに感謝)
税送料込み4390円にしてはよく頑張りました

BOSCH(ボッシュ) パワートリマー PMR500 は φ71です
高儀TR-100より耐久性がよいです.

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Makita RT0700C以外にBosch Colt 1.0HP や Dewalt DWP611も同じですが,
Bosch社とDewalt社のコレットはインチ単位であるため,ミリ単位のエンドミルが使えないです.

このようなルータは欧米&中国&台湾などかなり普及しているが,なぜか日本だけは販売されていません.(マキタ本社は日本なのに;・l」あsbぎ)
((AvalonTechのオンラインショップでも購入できるようになりました.
((台湾仕様になりますので,保証とかは聞きませんね. 面倒なメーカー保証はいらないですが))

直径は71Φのため,C-Beam工具固定座につけれます.

メリット:
・簡単に9段階で回転数を10000〜30000RPM調整できる
・配線が簡単(コンセントに挿し込んで終わり)
・トリマより長時間可動可能
・コスパが良い:合金ボディでパワーも精度もそこそこおk
デメリット:
・日本市場に見捨てられてる
13000円〜20000円は普通.アマゾンでは3.2万円のDewalt DWP611も売ってるが,値段設定がイかれてる


自作オープンソースCNC Hank +Makita RT0700Cで低炭素鋼を削る勇者もいます.
Hankマシンまだ量産されていません.欲しかったら,,まずCNC一台を購入してCNCを作るんだ!

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最も安い産業用スピンドルですが,家庭用ルータより遥かに高性能!
ただ使用条件や癖などがかなり多く,Lv.1勇者にはおすすめできません.
地面に落としたら軸がダメになる!配線ミスったらゲームオーバー!
まず,家庭電源では動かないです.100ACに差し込んだら一瞬で壊れます.
VFD(Variable-Frequency Drive)の購入が必要です.和製英語:VVVFインバータ制御(日本語参考資料殆どない)
VFDから直流110VDC~を出して,〜400Hz の周波数で制御します.
スピンドルは安くても15000円〜
(分解したことないですが,旧式2ベアリングと新型4ベアリング仕様があるみたいです.間違って旧式を買わないように!)
VFDも12000円(中国製)〜80000円(日本製)ぐらいします.
800〜1500wレベルだと直径が65Φのスピンドルが多く,C-Beam工具固定座につけれます.

メリット:
・オーバースペックぐらいの精度
・連続稼働時間20H
デメリット:
・メーカー公式の精度に至るのは難しい
車みたいな慣らし運転が必要(電源オン→20分ぐらい低速運転→切削)
VFD制御&電気工学の勉強(??電気資格??はぁ、そこいらの犬にでも食わせてしまえ)
・より高価(個人でも頑張れば現実的)
・配線が面倒くさい(ハンダ付けが必須)

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廉価産業用CNC工作機械によく使われている水冷スピンドルです.
VFDの他に冷却水を循環させる
ポンプ+追加配管x2+ポンプ用電源
が必要です.
更に面倒くさくなりますが,恒温25度を実現すれば熱膨張まで抑えれます!

メリット:
・同じ仕様の風冷スピンドルより精度がいい(熱膨低減)
・静粛性(ファンがない)
デメリット:
・面倒くさい
水ポンプ,VFD,CNC本体・・とそれらの電源x3

#!!#廉価産業用スピンドルと言っても廉価電源ケーブルを使っちゃいけません.遮蔽シールド付きのケーブルを使いましょうね#!!#

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水冷風冷産業用スピンドルは持っているが,忙しくてレビューできません.実験大好き子を募集
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主軸も大事ですが,主軸のケーブルも大事です.700wのルータはスイッチオンした瞬間に起電力による電磁波(?)が発生ます,(噂に寄ると)モーターケーブルに干渉すると,軸が暴走する可能性があります.(私のモーターケーブルもスピンドルケーブルも保護シールド付きで,重なって配線してないですからまだ遭遇してないです)

自分なりに調べて結果ですが,他の情報共有やご指摘も大歓迎です


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