MakerLee's Workspace

MDF로 Z축 부분만 만들어서 테스트를 했는데, 찍어놓은 동영상이 날아갔네요..

일단 수정사항은 거의 없고, MDF만 합판으로 바꿀 계획입니다.

MDF 특유의 먼지와, 조립시 피스를 박으면 갈라지는 현상들 때문에 안되겠더군요.


합판으로 설계변경하고 며칠동안 짬짬이 수정했습니다.

 

일단 목재 재단 가격은 19600\ (택비포함)

2단 레일 가격은 총 15000\ 정도(택비포함)

이송용 전산볼트 1m 에 대략 2000원(오프라인 구매) - 인터넷에서는 1000원에 팔더군요.

기타 볼트/너트 대략 5000원 - 옥션에서 소량판매하는 것 구매했습니다.


스핀들은 몇년간 사용하던 조각기 장착예정 - http://www.e-deasung.co.kr/goods_detail.php?goodsIdx=415

조각기는 가공용이라기 보다는 세공용입니다만 성능도 좋고, 악세사리가 매우 풍부하며 AS도 잘 됩니다.

스텝모터와 모터 드라이버는 오래전부터 소장해오던 것들이 있어서 재사용하기로 했습니다.


애초에 목표했던 것은 초저가형 CNC인데, 자료정리를 하다 보니 여기서 걸리는 점이 있네요

일단 스핀들은 그렇다 치고 3축 스텝모터 드라이버만 보통 15만원이 넘어가며

모터 3개를 포함하면 25만원이 넘어갑니다. 스텝모터는 청계천에서 중고구매로 저렴하게 구매한다 쳐도

드라이버 보드는 15만원 이하로 구하기가 힘들더군요.

박스를 뒤져 예전에 CNC 동호회에서 공구했던 드라이버 보드의 회로도를 찾았습니다만

기판 제작하려고 스키메틱을 짜다 보니 영 힘들어서리 -ㅛ-

그냥 사놓은거 쓰기로 했습니다. 정리되지 않은 자료지만 그래도 필요하다는 분 있으면 나중에 추가하죠.


일단 가격을 대충 정리하면 목재+가구레일+볼트/너트 = 대략 4.5만 이하로 해결 된듯 합니다.

조각기가 15만원,

드라이버+스텝모터 는 25만원까지 나오지만 더 싸질 여지는 꽤 있습니다.(중고, 자작, 중국산 수입 기타등등..)


어려워서 추천하지는 않는 방법입니다만 극한까지 가격을 낮춘다면 드라이버 자작(4~5만), 중고 스텝모터(3개 6만~9만)

조각기는 모터와 드릴헤드 등으로 자작(10만 이하)하여 프레임까지 총 제작비 30만원 밑으로 만드는 것도 불가능하지는 않을듯...


설계에 어려운 부분은 딱히 없었습니다만 상당수 수공(手工)으로 해결해야 할 부분이 많은데 글로 설명하기는 힘드네요.

몇 가지 어려운 점을 들면

1. 나무는 나무이므로(?) 약간씩 휘어있다.

2. 드릴링 머신을 쓰지 않는 이상 드릴은 절대 수직으로 박히지 않는다.

3. 드릴은 절대 내가 원하는 곳으로 뚫리지 않는다 .

4. 본드는 아무리 조심해도 옷에 묻는다.

5. 직각은 절대 직각으로 조립되지 않는다.

뭐 이런 것들이 있죠.

이번에 처음 써보는 번데기 너트 와 가구용 볼트입니다.

나무에 피스 잘못 박으면 영 피곤하고 분해조립을 반복하다 보면 느슨해지곤 해서

아예 금속너트를 박아 넣어서 이런 문제를 없애려 해봤습니다.

적당한 크기로 구멍을 뚫은 후 육각렌치로 돌려 박으면 되는데,

저는 미심쩍은 마음에 가장자리에 약간씩 에폭시 본드를 사용했습니다.

조각기를 고정할 홀더에도 드릴홀을 뚫어주고

이송기구는 전산볼트와 너트

요런 식으로 백래쉬 감소 효과.. 가 있을 지는 모르겠지만.

포맥스가 쓰다보면 좀 물러서 조정이 필요할 것 같아 만들었습니다.

 

옥션에서 주문한 목재가 도착.

 

도면대로 스케치합니다. 아무리 정밀하게 만들려고 노력해도 이렇게 가공하는 순간 정밀도는 안드로메다

볼트 주문한곳에서 에폭시를 같이 주문했는데 4분 에폭시가 왔더군요.

나무가 파고들지 못하게 따로 판을 대줄까 하다가.. 일단 쓰다가 나중에 필요하면 제작하기로 생각..

절단면을 사포질하려고 보니 200번 이하 사포가 하나도 없길래 사러갔습니다.

그냥 동네 철물점이고 작달막 해 보이지만 ....

동네 철물점이면서도 의외로 상당히 엄청나게 다양한 품목을 모두 보유하고 계셔서 어느새 단골이 되었습니다. 

다듬기 힘든 곳은 나중에 줄질로 해결봐야할듯.

실수로 10mm 잘못찍어서 구멍이 두줄이 되어버렸습니다.

칩 배출을 위해 바닥쪽은 뚫려 있습니다만 바닥 모서리에는 작은 정사각형 판으로 막혀있습니다. 고무발 장착 공간입니다.

레일이 왼쪽으로 이동하면 저렇게 옆으로 튀어나오게 됩니다.

X(가로)축 은 레일 3개, Y(세로)축은 레일 4개까지 사용 가능하도록 공간을 잡았습니다만

일단은 레일 2개씩 달았습니다.


제작중에 보니 톱밥먼지가 들어갔을 경우 저항이 심해서 어떻게 먼지들을 가드해야 할지 조금 생각을 해봐야 겠습니다.

원래는 포맥스나 아크릴 등으로 레이저컷한 조립식 킷 형태의 CNC를 구상했었습니다만

일부 설계를 하다 보니 제작 난이도는 낮아도 설계 난이도는 꽤 높더군요;


사업을 할 요량이면 몰라도 개인제작 저가형 CNC의 형태로는 맞지 않다는 생각이 들었습니다.

그러다가 다른 일로 인터넷에서 DIY용 목재를 주문할 일이 좀 있었는데

이게 상당히 저렴하고, 재단비도 싸서 목재 CNC를 만들어보자 하고 생각하게 되었네요.

가공정밀도는 엄청 떨어지겠지만, 설계할때 맞춰서 잘 설계하고 조립시 주의하면 그럭저럭 취미용으로 쓸만할 것 같아서

일단 테스트용으로 Z축만 만들어보고 진행할 요량으로 Z축만 그려보고 목재를 주문했습니다.

30mm이하 재단은 주문을 받지 않기 때문에 일부는 직접 톱질을 해야 하는데,

이런 부분들은 설계에 미리 반영해야 오차를 줄일 수 있습니다.

특이점이라면 이송기구로 가구용 슬라이드 레일을 사용한 것인데요.

0.5mm 이하의 정밀도를 목표로 하고 플라스틱 가공까지만 생각하고 있기 때문에 비싼 부품은 전부 제외하고

최대한 저렴한 부품을 찾다 보니 눈에 띄었습니다.


보통 가구용 레일을 찾다 보면 2단 레일이나 3단 레일 같은 것들이 나오는데,

단방향으로만 나오는 2단/3단 레일들은 레일이 뻗을수록 흔들림이 큽니다.

제가 사용한 것은 양방향 2단 레일로 오차(흔들림)이 작고,
 
좌우 양쪽으로 뻗을 수 있기 때문에 스트로크가 길다는 장점이 있습니다.

가격은 개당 1200원~1500원 정도 합니다.

일단 이렇게 임시로 설계해 보았습니다.






그리고 나서 일단 테스트 요량으로 오래전 구입한 스텝모터 드라이버를 연결해 보았더니 모터가 미동도 없어

한참 삽질을 했습니다.

간단하게 LED를 이어붙여 포트 테스터를 만들고 연결해서 작동시켜 봤더니

불이 제대로 들어오지 않더군요.

결국 메인보드쪽의 문제같은데 WOL도 안되서 속을 썩이더니 패러렐 포트도 문제네요..;








CNC운영용으로 파코즈에서 방입받아놓은 구형 노트북이 있어서

이쪽에 연결해보니 왠걸 잘 돌아가서 이걸로 테스트해보기로 했습니다.






드라이버랑 스텝모터는 십년전(?)에 사놓은걸 재활용.

 

 

 

2) A rendered CAD model of the entire gearbox assembly:

3) Positive molds for the assembly being machined on a CNC mill in RenShape 460:

4) Finished positive mold:

5) Negative molds cast in hard platinum cure silicone (ShinEtsu KE1310ST):

6) Final plastic parts cast in silicone molds using Innovative Polymers IE-3075:

7) Assembled gearbox, laser with line-generating optics visible:

8) Another take of the finished device:

 

출처 : http://lcamtuf.coredump.cx/25d/

 

CNC도 만들어봤고 실리콘복제 카페를 운영하고 있지만 저런 방식은 생각 못해봤는데

 

중소규모 시제품 제작에서는 상당히 괜찮은 방법인 듯 하네요

 

 

CNC원형제작 -> 복제몰드 생산 -> 단면복제 라는 구성으로 상당히 괜찮은 결과를 보이고 있는데

 

복제 노하우가 있는 사람이라면 정밀도 높은 양면복제도 가능할 것 같고,

 

조색제를 사용하여 조색한다면 거의 플라스틱 사출물에 가까운 결과를 얻을 수도 있을 것 같습니다.

 

제품 공정상 1개만 제작한다거나 수백개 제작하는 상황에는 별로 어울리지 않고

 

복제하는데 드는 수공(手工)을 생각하면 대여섯~100여개 정도 가 되지 않을까 하니

 

실제로 저렇게 운용하려고 시스템을 짜기엔 좀 무리가 있고

 

자작 CNC를 갖고 있는 분이 필요할 때 자작 탈포기 하나 마련해서 도전해 볼 만한 방법인 것 같습니다.

 

 

ps.저런 단면복제는 굳이 탈포기 없어도 그럭저럭 뽑아낼 수는 있으니 굳이 탈포기 없어도 가능할듯도 하네요