Zaloguj się
Wszystkie
1 grudnia 2025
48
W artykule zaprezentowano projekt wielkoformatowej obrabiarki CNC, w której technologia FDM została wykorzystana do wykonania kluczowych elementów konstrukcyjnych, uchwytów i mocowań. Zastosowanie wydruków 3D pozwoliło znacząco obniżyć koszty budowy, przyspieszyć proces iteracyjnego projektowania oraz umożliwiło stosowanie nietypowych geometrii, które byłyby trudne do wykonania tradycyjnymi metodami.
Podstawą konstrukcji jest klasyczna rama stalowa zapewniająca sztywność i stabilność pracy, natomiast moduły drukowane 3D odpowiadają za elastyczność i łatwość modyfikacji. Całość uzupełnia nowoczesny system sterowania GRBL-ESP32, wyposażony w komunikację bezprzewodową oraz obsługę panelu dotykowego, co czyni maszynę wyjątkowo prostą w obsłudze i przyjazną w codziennej eksploatacji.
Projekt ten łączy niski koszt wykonania, duże pole robocze oraz otwartą architekturę, umożliwiającą dalszą rozbudowę i personalizację. Dzięki temu stanowi atrakcyjne rozwiązanie nie tylko dla hobbystów i małych warsztatów, lecz również dla szkół technicznych i laboratoriów edukacyjnych, gdzie liczy się możliwość praktycznego pokazania nowoczesnych metod wytwarzania i sterowania numerycznego.
Publikacja ma na celu nie tylko zaprezentowanie koncepcji i gotowej maszyny, lecz także udostępnienie szczegółów konstrukcyjnych, schematów elektrycznych oraz praktycznych doświadczeń, umożliwiających Czytelnikom samodzielne odtworzenie projektu lub wykorzystanie jego elementów we własnych konstrukcjach.
Idea i cele projektu
W odpowiedzi na rosnące potrzeby edukacyjne oraz poszukiwanie ekonomicznych rozwiązań w zakresie automatyzacji obróbki materiałów podjęliśmy próbę zaprojektowania i budowy własnej, wielkoformatowej obrabiarki CNC. Głównym założeniem było stworzenie urządzenia o dużym polu roboczym (604×754×75 mm), które będzie funkcjonalne, trwałe i możliwe do wykonania w warunkach typowego warsztatu szkolnego lub hobbystycznego.
Projekt od początku zakładał maksymalne wykorzystanie technologii niskokosztowych – przede wszystkim druku 3D – do wytwarzania elementów konstrukcyjnych, mocujących i osłonowych. Rozwiązanie to pozwoliło:
- znacząco ograniczyć wydatki w porównaniu z klasyczną obróbką mechaniczną,
- skrócić czas prototypowania dzięki możliwości szybkiej iteracji projektów,
- zwiększyć elastyczność konstrukcji poprzez łatwą adaptację do dostępnych podzespołów.
Równie istotnym celem było przygotowanie kompletnej dokumentacji technicznej w formie rysunków konstrukcyjnych, schematów elektrycznych oraz wizualizacji 3D. Dzięki temu projekt może pełnić funkcję dydaktyczną – zarówno jako materiał do zajęć edukacyjnych, jak i baza do prac dyplomowych czy projektów realizowanych w warsztatach hobbystycznych.
Podjęta inicjatywa wpisuje się w trend nowoczesnego podejścia do konstrukcji maszyn, gdzie kluczową rolę odgrywają: dostępność technologii przyrostowych, niski koszt wytwarzania i możliwość indywidualnego dostosowania rozwiązań. Naszym celem było pokazanie, że nawet w warunkach ograniczonego budżetu można stworzyć efektywne i funkcjonalne urządzenie CNC, zdolne do realizacji typowych zadań obróbczych, a przy tym łatwe do powielenia i dalszego rozwijania.
Konstrukcja mechaniczna obrabiarki
Podstawę urządzenia stanowi solidna rama spawana z profili stalowych zamkniętych 40×40×3 mm. Zastosowanie dodatkowych wsporników poprzecznych znacząco zwiększyło sztywność całości, minimalizując podatność na drgania podczas pracy oraz zapewniając stabilność nawet przy obróbce twardszych materiałów. Dzięki temu maszyna charakteryzuje się dobrą dokładnością i powtarzalnością w typowych zadaniach frezerskich.
Pole robocze wynosi 604×754×75 mm, co przy gabarytach całkowitych 950×800× 650 mm czyni urządzenie kompaktowym i łatwym w adaptacji do pracowni warsztatowych czy przestrzeni edukacyjnych. Stół roboczy wykonano z płyty MDF o grubości 18 mm, przykręconej do ramy śrubami M8. W celu ułatwienia mocowania materiałów wprowadzono raster otworów co 50 mm, umożliwiający stosowanie uniwersalnych uchwytów mocujących oraz szybkie przezbrajanie stanowiska.
Układ prowadzenia osi X i Y oparto na prowadnicach liniowych MGN15 z wózkami kulkowymi, natomiast w osi Z zastosowano prowadnicę MGN12. Taki zestaw zapewnia niski opór ruchu, dużą precyzję pozycjonowania i trwałość eksploatacyjną. Napęd osi X i Y realizowany jest za pomocą silników krokowych NEMA 23 (2,8 A, 1,26 Nm), sprzężonych z paskami zębatymi GT3 o szerokości 15 mm i kołami 20T. Oś Z oparto na śrubie trapezowej TR12×3, co umożliwia uzyskanie dokładności pozycjonowania na poziomie ok. 0,05 mm.
W projekcie zastosowano również szereg komponentów wykonanych metodą druku 3D. Do ich wytworzenia użyto filamentu ASA, co pozwoliło osiągnąć wytrzymałość porównywalną z lekkimi elementami aluminiowymi. Dzięki technologii przyrostowej wszystkie te części można łatwo modyfikować i dopasowywać do nowych konfiguracji maszyny.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
