Konstrukce CNC frézky s využitím 3D tištených dílů

Bc. Miroslav Černý

Master's thesis

Design of a CNC milling machine using 3D printed parts

Abstract:

Teoretická část práce se věnuje principům aditivní a subtraktivní výroby, jejich výhodami a nevýhodami, ale také principům CNC strojů, frézováním a gravírováním. V práci jsou také představeny jednotlivé konstrukce CNC frézovacích strojů a jejich komponenty. Dále se práce zaměřuje na modelování předmětů, materiály používanými při tisku, ale také optimalizaci vlastností 3D tištěného dílů pro zachování vysoké pevnosti a tuhosti. Praktická část práce se věnuje samotnému návrhu CNC frézky. Je zde volen typ konstrukce a jednotlivé komponenty frézky. Důraz je kladen zejména na schopnost obrábět díly ze dřeva a měkkých materiálů, a na nízkou pořizovací cenu stroje. Návrh CNC frézky obsahuje například vytvoření rámu, zvolení komponent, výpočet vhodnosti zvoleného řešení. Další část práce se zabývá vytvořením a tiskem samotných dílů na 3D tiskárně. Ke zvolení vhodného materiálu je využita vícekriteriální analýza variant. Pro zachování co nejlepších vlastností konstrukčních prvků, jsou díly vytvořeny s ohledem na požadavky shrnutými v teoretické části práce. Poslední část práce nastiňuje, jak probíhala samotná konstrukce stroje, jeho kalibrace, testování, v neposlední řadě došlo ke zhodnocení vlastností zařízení a ekonomické kalkulaci.

Abstract:

The theoretical part of the work deals with the principles of additive and subtractive manufacturing, their advantages and disadvantages, but also the principles of CNC machines, milling and engraving. The work also presents the individual types of CNC milling machines and their components. Furthermore, the work focuses on modeling objects, 3D printing materials, but also optimizing the properties of 3D printed parts to maintain high strength and rigidity. The practical part of the work is devoted to the design of the CNC milling machine. The type of construction and individual components of the milling machine are selected here. Emphasis is placed especially on the ability to machine parts made of wood and soft materials, and on the low purchase price of the machine. The design of a CNC milling machine includes, for example, the creation of a frame, the selection of components, and the calculation of the suitability of the chosen solution. The next part of the work is devoted to the creation and printing of the parts themselves on a 3D printer. Multi-criteria analysis of variants is used to select a suitable material. To maintain the best possible properties of structural elements, the parts are created with regard to the requirements summarized in the theoretical part. The last part of the work outlines assembly of the machine itself, its calibration, testing, and last but not least, the evaluation of the properties of the equipment and economic calculation.

Keywords

CNC, frézka, software, hardware, 3D tisk, model, konstrukce, návrh, laser

Keywords

CNC, milling machine, software, hardware, 3D print, model, assemble, design, laser

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 3. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Michal Stočes, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Economics and Management

Master programme / field:
Systems Engineering and Informatics / Informatics