Tiling: hoe bewerkt u met Fusion een object dat groter is dan uw machine?

Om redenen van ruimte, budget of gewoon gebruik hebt u gekozen voor een compacte machine. Toch wilt u soms onderdelen bewerken die groter zijn dan het werkgebied. Gelukkig kunt u deze fysieke beperking omzeilen door uw bestand goed voor te bereiden. Deze techniek heet tiling.

We tonen ze hier in Autodesk Fusion, maar het principe is toepasbaar in elke andere software. En zoals altijd met Fusion is de getoonde werkwijze waarschijnlijk niet de enige mogelijke.

Let op: Vectric VCarve heeft een eigen tilingfunctie in het paneel Toolpaths, maar de positioneergaten moet u zelf tekenen:

We gaan ervan uit dat u werkt met een Mekanika Pro S, met een werkgebied van 630 × 630 mm, en dat u al eenvoudige bewerkingen kunt voorbereiden in Fusion (zie Module 1).

We gebruiken hier de staander van een fictieve boekenkast, 1100 mm lang en 100 mm breed. U kunt ons voorbeeld gebruiken door het bestand hier te downloaden of rechtstreeks een van uw eigen ontwerpen.

U hebt ruw materiaal nodig dat groot genoeg is voor uw bewerking en, eventueel, een “extra offerplaat” als u niet rechtstreeks in uw offerplaat wilt frezen.

Het principe: 2 gaten tekenen en frezen door het ruwe materiaal en in de extra offerplaat, om er 2 positioneerpennen in te steken.

Zodra deze gaten klaar zijn, kunt u het onderdeel frezen met de gebruikelijke bewerkingen. De truc is om deze bewerkingen te beperken tot het werkgebied. Bij elke bewerking worden twee nieuwe gaten in het ruwe materiaal gefreesd: ze dienen om het te positioneren voor de volgende bewerking.

Daarna verplaatsen we het ruwe materiaal en plaatsen we het op de pennen met behulp van de 2 gaten:

We herhalen deze bewerking tot het hele onderdeel gefreesd is.

We moeten dus het ruwe materiaal, de gaten voor de pennen en de rechthoeken die de gereedschapsbanen afbakenen tekenen.

Het ruwe materiaal en de positioneergaten tekenen

Maak een nieuwe schets (sketch) op het XY-vlak.

Teken rond het object een rechthoek van 1245 × 285 mm die het ruwe materiaal voorstelt. U kunt deze waarden aanpassen als u al geschikt materiaal hebt.

Ze moet het object met wat marge omsluiten.

Teken onderaan deze rechthoek 2 cirkels: ze dienen om de gaten voor de positioneerpennen te frezen. De pennen die we hier gebruiken hebben een diameter van 7 mm, dus maken we gaten van 7,2 mm.

Selecteer het gereedschap Create > Sketch Dimension, klik op de linkercirkel en daarna op de horizontale lijn. Plaats de maat en voer 10 mm in om de afstand ertussen vast te leggen. Doe hetzelfde met de linker verticale lijn en daarna met de tweede cirkel rechts:


Selecteer Create > Rectangle > 2-Point Rectangle. Klik op de linkerbenedenhoek van de grote rechthoek en voer de maten in: 550 mm hoog en 200 mm breed. Deze rechthoek bakent de eerste bewerking af: ze is 550 mm hoog, iets minder dan de limiet van 630 mm van de Mekanika Pro S, om wat marge te houden: 

Teken een nieuwe rechthoek met dezelfde maten. Plaats het eerste punt onder de bovenkant van de eerste rechthoek, zodat beide rechthoeken overlappen. Door die overlapping overlappen ook de bewerkingen, zodat ze zeker op elkaar aansluiten: 

Leg deze overlapping vast op 10 mm met Create > Sketch Dimension: klik op de bovenzijde van de eerste afbakeningsrechthoek en daarna op de onderzijde van de tweede. 

Herhaal deze twee stappen tot het einde van het ruwe materiaal: 

Teken nu de positioneercirkels voor elke zone. Teken twee cirkels boven de overlapping van de twee rechthoeken en gebruik Create > Sketch Dimension om ze op 10 mm van elke zijde te plaatsen. Gebruik voor de verticale afstand de onderste lijn van de overlapping als referentie: 

Herhaal dit voor de 2 andere zones. 

U kunt de schets afronden.

Het ruwe materiaal extruderen

Verberg de Body van het onderdeel en extrudeer (Create > Extrude) het ruwe materiaal tot dezelfde dikte (hier 18 mm). Selecteer alles behalve de gaten.

Toon opnieuw de Sketch van deze extrusie en de Body van het te frezen onderdeel.

U kunt overschakelen naar de werkruimte Manufacture.

De eerste Setup aanmaken

Begin zoals altijd met Setup > New Setup. Leg de oorsprong van het werkcoördinatenstelsel op de linkerbenedenhoek van het ruwe materiaal:

Voer in het tabblad Stock 0 mm in voor elke Offset: 

Klik op OK om de Setup te bevestigen. Verschijnt deze melding, klik dan op Yes.

Eerste bewerking: boren door het ruwe materiaal en de extra offerplaat

Selecteer 2D > Bore. We gaan hier niet in detail: dit zijn enkel de instellingen die specifiek zijn voor deze bewerking:

1. Kies uw frees: de diameter moet kleiner zijn dan die van het gat. Hier gebruiken we voor een gat van 7,2 mm diameter een frees van 6 mm diameter. Kies bij voorkeur een frees met opwaartse spaanafvoer (Upcut), die de spanen naar boven afvoert en verstopping voorkomt.
   
   
2. Selecteer in het tabblad Geometry enkel de eerste 2 gaten (die het dichtst bij het oorsprongspunt liggen).
   
   
   
   
3. Voeg in het tabblad Heights een offset van -7.5 mm toe aan de waarde Bottom Height. Zo boort de bewerking dieper, door zowel het ruwe materiaal als de extra offerplaat. Pas deze offset aan de dikte van uw extra offerplaat en de lengte van uw pennen aan. Controleer of de frees lang genoeg is om tot onderaan te boren zonder botsing met de spantang. 
   
   
4. Controleer in het tabblad Passes of de waarde Angle op 35 deg staat (dit is de hellingshoek).
   
   

Klik op OK om de bewerking te bevestigen.

De volgende gaten boren

Programmeer een tweede boorbewerking, deze keer voor de twee volgende gaten. Deze mogen niet in de extra offerplaat boren.

Eerste uitsnede met 2D Contour

Gebruik de Browser om het ruwe materiaal te verbergen.

Selecteer 2D > 2D Contour:

• Selecteer uw frees.
• Selecteer in het tabblad Geometry de onderste contour van het onderdeel.
  
  
• Voeg bruggetjes toe (Tabs): plaats er veel en zorg dat ze dik zijn. Het onderdeel komt namelijk deels vrij te hangen, en de bruggetjes kunnen breken.
  
  
• Klik op Stock Contours en selecteer de eerste afbakeningsrechthoek (de sketch moet zichtbaar zijn). Deze optie beperkt de uitsnede tot dit gebied.
  
  
  
  
• Vergeet de Passes niet in het bijbehorende tabblad (Maximum Roughing Stepdown). Vink in het tabblad Linking Lead-In (Entry) en Lead-Out (Exit) uit, en vink de optie Ramp niet aan. Deze opties worden uitgeschakeld om onverwachte bewegingen door de afbakening van de gereedschapsbaan te vermijden. Let dus op als uw frees een benadering met een helling vereist.
  
  

Zodra de instellingen klaar zijn, ziet u hoe de bewerking stopt aan de afbakeningsrechthoek. 

De volgende uitsnedes

Herhaal nu de laatste twee bewerkingen (de tweede boorbewerking en de 2D Contour) en verplaats telkens het werkcoördinatenstelsel.

Maak een nieuwe Setup. Selecteer deze keer in het deel Work Coordinate System (WCS) de optie Selected Point in het menu Origin: 

Klik vervolgens op de linkerhoek van de tweede afbakeningsrechthoek.

Bevestig de Setup en stel daarna de volgende boorbewerkingen en de 2D Contour van de tweede zone in: 

Ga zo verder voor elke zone en verplaats telkens het werkcoördinatenstelsel.

Post-processing

Exporteer elke Setup afzonderlijk met een duidelijke naam, zodat u zich aan de machine niet vergist:

Plaats de extra offerplaat en meet de gereedschapslengte met de Z-taster op deze plaat.

Leg daarna de oorsprong van het werkcoördinatenstelsel vast, zonder te dicht bij de limiet van de Y-as te komen: sommige banen kunnen uitsteken, en als ze de fysieke grenzen van de machine overschrijden, stopt de bewerking.

Positioneer dan het ruwe materiaal: we beginnen met het onderste deel, de rest steekt uit aan de achterkant van de machine.

We gebruiken schroeven in dit voorbeeld: plaats ze niet in het pad van de frees!Start dan de eerste bewerking: begin met de diepe boorbewerkingen en ga meteen verder met het paar boren + 2D Contour.

Schroef het ruwe materiaal los van de extra offerplaat en bekijk de twee gefreesde gaten:

Steek de positioneerpennen in deze gaten:

Leg het ruwe materiaal terug op de extra offerplaat, met het tweede paar gaten als referentie: 

Zet het ruwe materiaal vast met de schroeven:

Wijzig vooral het werkcoördinatenstelsel niet! 
Start de tweede bewerking. Als alles goed gaat, freest ze de vorm zonder verschuiving.

Op dit moment is het belangrijk dat u veel stevige bruggetjes (Tabs) hebt geplaatst: het eerste deel van het onderdeel ligt buiten het werkgebied en kan zonder bruggetjes sterk gaan trillen.

Zodra deze bewerking klaar is, schuift u het ruwe materiaal naar voren en plaatst u het op het 3e paar positioneergaten. Start daarna de derde bewerking. Herhaal deze stappen zo vaak als nodig!

Klaar! Als alles goed gaat, is het onderdeel correct gefreesd, zonder verschuiving. U hoeft alleen nog de bruggetjes door te snijden met een beitel om het los te maken.

U weet nu hoe u een object bewerkt dat groter is dan uw machine! We hebben het onderdeel langs de Y-as verplaatst, maar dezelfde methode werkt langs de X-as.

Deze tutorial is grotendeels gebaseerd op de uitstekende video's van Jonathan Katz-Moses en Aribabox. We hebben vooral geprobeerd enkele technieken te vereenvoudigen en te stroomlijnen: dank aan hen! 
How To Cut Parts Bigger than your CNC Bed with Fusion 360
Making Large Parts on a Hobby-level CNC Router - Tiling Tutorial with Fusion 360