Tallado de troncos CNC: 5 pasos (con imágenes)

2023 Autor: Alyssa Boolman | [email protected]. Última modificación: 2023-11-26 21:02

La intención de este Instructable es mostrar cómo usé mi máquina CNC para tallar animales en bajorrelieve en troncos, como si estuvieran tallados en árboles. Primero tuve la idea de tallar un oso y montarlo en un árbol, pareciendo estar asomándose. No sucedió exactamente así, pero aprendí mucho sobre cómo tallar troncos y sobre las limitaciones de mi máquina CNC.

Suministros

& Instrumentos

• Rebanada (losa) de registro (para mi CNC, límite de 4 pulgadas de grosor)
• Máquina CNC (el mayor espacio libre posible entre el carro del eje Z y el tablero de escombros. El mío es de 4 ")
• Zapata antipolvo CNC con suficiente flexibilidad para moverse sobre el tronco (opcional y algo imposible)
• Bordes de césped de plástico y abrazaderas para contener las virutas que escapan de la zapata antipolvo (u otro enfoque)
• Aspiradora de tienda
• Puntas largas (utilicé una fresa de extremo de 1/4 "de diámetro y una punta de bola de 1/4" de diámetro)
• Bisagras de correa (para montar el tronco en la tabla de escombros)
• Plano (para aplanar la parte posterior y parte del frente. Se prefiere el eléctrico).
• Misc. herramientas para trabajar la madera.
• Teñir y terminar como se desee.

Paso 1: registros y preparación

Troncos para tallar

El tronco ideal es una losa de madera cortada o partida de un árbol, con la corteza u otra superficie rugosa duradera todavía en su lugar. Las dimensiones serían de 8 a 10 pulgadas de ancho, tal vez 12 pulgadas de largo y de 3 a 4 pulgadas de profundidad. El eje Z de mi máquina CNC puede viajar 5 pulgadas (menos proyección de bits). El carro del eje despeja el tablero de escombros por 4 pulgadas. Entonces, la profundidad de tallado está limitada a 3 pulgadas más o menos, dejando una pulgada de profundidad sin tallar. El tallado se realiza en el lado rugoso del tronco. Una fuente de material que encontré fue leña de almendras. Otra fuente fue un amigo que había cortado troncos de Alder en losas y me dio los cortes finales. Los cortes de los extremos tenían rastros de gusanos debajo de la corteza suelta, lo que le daba una textura agradable. Esculpí principalmente cabezas de animales, y algunas cabezas requerían más profundidad que otras. Cuando encuentre un buen registro candidato y tenga una idea de cómo encajará en el registro, debe preparar el registro.

Preparando el registro

La parte trasera (parte inferior) tiene que ser plana para que se asiente bien en la cama CNC. Una cepilladora eléctrica es buena para esto. Y cuando haya decidido las dimensiones finales de su talla, descubrí que ayuda a aplanar una parte de la cara redondeada del tronco para que haya madera para tallar todas las piezas con baches. Por ejemplo, la nariz del animal suele ser la parte más alta, pero otras partes también sobresalen y quieren comenzar lo suficientemente bajo como para que tenga madera para tallar. Haga un área plana de la longitud requerida y vaya tan ancha y profunda como necesite para incluir cualquier característica lateral que sobresalga (orejas pequeñas, etc.)

Bits

Para tallar profundamente en el tronco, necesita trozos largos. Los más largos no parecen estar disponibles con un diámetro inferior a ¼ de pulgada, así que eso es lo que utilicé: una fresa para desbastar y una punta esférica para la pasada de acabado.

Paso 2: modelo

Tomé prestados muchos modelos de cabezas de animales de Thingaverse. El búho que se muestra en este Instructable es The Studious Owl de Scampbell. Lo traje a Cura (programa CAM de impresión 3D) y usé Cura para reorientar y escalar. Si hay partes que no vas a tallar (por ejemplo, la plataforma del libro de la lechuza), ajústala a un tamaño mayor en consecuencia. Al escalar, cambié la profundidad (coordenada Z) independientemente de XY, aplanando el modelo para que quepa en un tronco y la profundidad tallada no sea más de 3 pulgadas más o menos. Aquí hay prueba y error y Cura tarda mucho tiempo en cambiar la escala de un modelo grande en mi PC. Guardé el modelo actualizado como un archivo STL.

Paso 3: Software CAM

Software

Importé el modelo STL a un programa CAM llamado Aspire. Como alternativa al uso de Cura, Aspire se puede usar para reorientar y escalar. Este es un proceso bastante complicado y específico, y este tutorial no pretende ser una instrucción detallada en Aspire (u otros programas CAM de Vectric Co.). Para otros programas CAM, se seguirán aplicando los siguientes pasos, pero posiblemente con una terminología diferente. Pero aquí están los pasos básicos para generar código G para tallar un registro.

Tamaño del material

Inicie un nuevo archivo y dígale la altura, el ancho y la profundidad del área a tallar, no todo el registro. Para facilitar el tallado, siempre oriento el tronco de modo que la longitud esté a lo largo del eje X, con la cabeza del animal hacia la derecha. También configuré la posición cero XY en el centro del trabajo, cambiando con un desplazamiento para que el punto cero sea el punto más alto (la nariz del animal generalmente).

Importando el modelo

En la pestaña Modelado, uso la función que importa un modelo 3d. El modelo se introduce y se superpone al espacio material. En este punto, reoriento el modelo para que la cabeza esté hacia la derecha (gire alrededor del eje Z -90 grados). Luego vuelvo a la vista 2D y cambio el tamaño y oriento el modelo hacia la parte que quiero tallar en el material. Para el búho, no quería tallar el libro sobre el que está parado, por lo que esa parte no estaba dentro de los límites del "material".

Configuración de material

Utilicé el panel Configuración de material para agregar compensaciones de modo que la nariz del animal sea el punto XY Zero. Trazo una X en este punto del tronco aplanado. Este se convertirá en el punto cero XY más tarde. Este punto también se usa para establecer Z cero tanto para la herramienta de desbaste (que no corta aquí) como para la herramienta de acabado (que corta aquí).

Pase áspero

Para la pasada de desbaste, corte hasta el límite del material. Esto corta una parte plana de la que sobresaldrá el animal tallado, además de desbastar la cabeza del animal. En Estrategia de desbaste, elegí Nivel Z, con Ráster X, por lo que las marcas de corte van igual que el grano. Y yo opto por Profile Last, donde después de cada nivel, se muele alrededor del perfil y suaviza las protuberancias dejadas por la herramienta de ¼ de pulgada. Step-over (cuánto avanza el bit en cada pasada) se establece en 70%. Aquí no hay desperdicio de tiempo.

Finalizar pase

Para la pasada de acabado, corte hasta el límite del modelo. Para la estrategia de la máquina de área, opté por la compensación (comenzando en el centro y moviéndome hacia afuera en forma circular. El paso por encima de la herramienta de cabeza esférica de ¼”fue del 10%. Esto hace que demore un poco, pero mantiene las marcas de herramienta al mínimo. Las rutas de las herramientas se guardan como archivos de código G separados en una memoria USB, que llevo al sótano donde vive la máquina CNC.

Paso 4: tallado

Montaje del registro en la mesa

Aunque el tronco está aplanado en la parte posterior, los cortes transversales superior e inferior suelen ser irregulares. Encontré que la mejor manera de asegurar el tronco era usar bisagras, atornilladas a los extremos del tronco y al tablero de escombros. Esto funcionó muy bien, tirando del tronco cómodamente hacia abajo y evitando el movimiento.

Manejo del polvo

Para el tallado de troncos, hice una zapata extra ancha para el polvo con flecos de plástico extralargos. Pero esto solo atrapa un porcentaje de las virutas y el pase de desbaste aún hizo un desastre real. Así que se me ocurrió la idea de un círculo de bordes de césped de plástico sujetado alrededor de la obra. Esto parece funcionar bastante bien manteniendo las fichas dentro del círculo. Todavía requiere pasar la aspiradora periódicamente, pero no se esparce por toda la tienda como antes.

Desbaste

Para el desbaste, me aseguro de que la broca se extienda lo suficiente para que la pinza no golpee el material cuando vaya a tallar profundamente. Por eso necesitas trozos largos. Intento hacer que la zapata esté lo suficientemente abajo como para atrapar la mayor cantidad posible de astillas, pero sin chocar contra el tronco al cortar profundamente. Tuve que pausar la máquina y ajustar la zapata de polvo hacia arriba a medida que avanza. XY Zero se establece en la marca X que hice en la parte superior (nariz del animal) y la herramienta Z zero se establece en esta misma ubicación (utilizando el método de separación del papel).

Finalizar pase

El pase final es esencialmente el mismo, pero hay muchas menos fichas. El cero XY permanece como se estableció anteriormente, y el cero Z se establece en la ubicación del cero XY (la marca x aún debe estar sin tallar y visible).

Paso 5: Visualización del resultado

Tinción

Dependiendo de la especie de tronco, apliqué tinte para resaltar el tallado. Para las tallas de aliso, apliqué tinte en la parte áspera sin tallar del tronco para oscurecerlo y resaltar las irregularidades. Pinté una mancha oscura en el área plana tallada que rodea al animal. Rocié un acabado transparente en la cabeza tallada para resaltar el grano.

Monitor

Me encantó tallar estas cosas e hice una gran cantidad de ellas. Pero, ¿qué hago con todos ellos? Se me ocurrió la idea de montarlos en árboles en un parque cercano. Elegí lugares que estaban ligeramente arbolados para que pudieran verse desde el sendero, pero solo si estabas mirando. Entonces puedo visitarlos cuando quiera, y tal vez otras personas los encuentren. Para el montaje, hice agujeros profundos de ½ pulgada en la parte superior e inferior, dejando alrededor de ¾ de pulgada con un agujero más pequeño. Una extensión de la herramienta desciende por el orificio de ½ pulgada y coloca tornillos de la plataforma para sujetar las tallas a los árboles. Para llenar el agujero, solo encuentro una ramita del tamaño correcto, la meto en el agujero y la rompo. Aquí hay fotos de algunas de mis tallas ocultas.

Primer premio en el Concurso CNC