Bouw Profiler
In het najaar van 2007 heb ik besloten tot de aanschaf van een computergestuurde freesmachine Profiler, zoals beschreven in Elektuur en ontwikkeld door Franklin Industries NV in België. De bouw ervan ga ik zelf uitvoeren. Het oorspronkelijke artikel heeft gestaan in het januari nummer 2007 van Elektuur en een artikel over ervaringen bij de bouw werd gepubliceerd in september 2007. Tevens is er op de Elektuur site een forum onderwerp gewijd aan de ervaringen met de Profiler.
Op 21 maart 2008, na zeer lang wachten (bijna 5 maanden), de bevestiging ontvangen dat de Profiler bouwkit binnenkort geleverd gaat worden. In alle eerlijkheid had ik de hoop eigenlijk al opgegeven, omdat ik ook na het sturen van een herinnering (3 maanden geleden) nooit iets gehoord had. Maar nu lijkt alles toch goed te gaan komen.
Weer een paar weken later, op 21 april 2008, reed dan uiteindelijk de wagen van UPS voor met een gewichtig pakket. 29 kilo aan onderdelen, keurig verpakt. Geen omvangrijke hoeveelheid papierwerk, slechts één blaadje met één regel tekst: de verwijzing naar een website. Daar kunnen de grafisch weergegeven handleiding en de softwarepakketten gedownload worden. Als eerste heb ik maar eens alles verzameld in een ordner, want het bleek een aanzienlijk pakket te worden. Alleen de onderdelenlijst is al 9 pagina's en het controleren en rangschikken daarvan heeft me alleen al ruim een uur gekost.
Alles bleek keurig aanwezig, dus vervolgens met behulp van de handleiding dan maar aan de slag. Van het bouwproces heb ik verder geen foto's gemaakt. Die stappen zijn allemaal keurig terug te vinden in de handleiding van de bouw op Colinbus. Daarnaast heb ik ook gebruikt gemaakt van ervaringen op het Elektuur Forum over de Profiler. Voornamelijk de aanwijzingen op het Duitse Forum bleken erg nuttig.
De bouw is redelijk probleemloos verlopen, alleen bleek hier en daar de verflaag op de metalen onderdelen iets te dik en moest deze verwijderd worden om de onderdelen passend in elkaar te krijgen. De handleiding van de Profiler geeft de stap voor stap benadering uitstekend weer en die op de voet volgend geeft gegarandeerd een goed resultaat. Ook de handleiding voor de elektronica is helder en duidelijk en geeft uiteindelijk het gewenste resultaat. Na het smeren van alle assen, kan dan vervolgens de elektronica ingeschakeld worden. Uiteindelijk blijkt het uitlijnen van de diverse assen de grootste uitdaging en vooral de z-as is dan redelijk lastig bereikbaar. Maar met enig geduld en hier en daar wat opnieuw uitrichten is het allemaal gelukt en gaat (na wat kleine aanpassingen) de plotter zijn diverse posities zoeken. Wat een genoegen. Uiteindelijk heeft de bouw me een volle dag gekost, maar het is een plezier om te doen en met een fantastisch resultaat. Het apparaat is veel robuuster dan ik had durven hopen en in het gebruik verloopt het frezen naar volle tevredenheid.
Veiligheid: Het idee is om helemaal "zonder handjes" modellen te fabriceren, maar ik heb het verstandig geacht om wel gehoorbescherming aan te schaffen (19dB) voor als ik besluit in dezelfde ruimte te blijven gedurende de plotteractiviteiten. Even voor de goede orde, het is niet de plotter, maar de tool die een enorme hoeveelheid lawaai produceert.
Na een aantal keren proberen, was ik toch niet tevreden met de kwaliteit van de plots. Op basis van de ervaringen toch maar besloten om een T-groef onderplaat aan te schaffen voor de Profiler (Franklin Industries BV). Eerste voordeel is dat de plaat vlakker is, tweede voordeel is dat er geen speling in zit en het derde voordeel is dat ik de werkstukken nu beter vast kan leggen. Kortom een goede investering.
Profiler Pro
In de Elektuur van juni 2009 werd de upgrade van de Profiler aangekondigd. Tevens kreeg ik een paar weken later een e-mail van Franklin Industries waarin deze verbetering werd aangeboden en attendeerde een regelmatige lezer van de site mij ook op deze upgrade. Paar weken lopen twijfelen, maar uiteindelijk toch maar overgegaan tot de aanschaf. Eerst even geïnformeerd naar de kosten van het totale pakket: vernieuwde z-as, het full 3D controller board en de professionele graveerkop. Daar kwam al een eerste onaangename verrassing. De graveerkop werkt - naar zeggen van de fabrikant - alleen met een HF spindelmotor. Kosten van deze laatste zijn in de orde van 1600 Euro exclusief 21% BTW. Die beslissing was dus niet moeilijk, dat is veel te duur. Uiteindelijk dus alleen gekozen voor de vernieuwde z-as en het full 3D controller board. Ook al een rib uit je lijf, maar als het frezen verbeterd en vereenvoudigd, dan heb ik het er wel voor over. De bestelling en de bezorging ging deze keer met een verrassende snelheid, zondag een bestelling verstuurd per e-mail en donderdag had ik het pakket al in huis. Dat was prima. Wat deze keer niet zo goed was, was de handleiding voor de ombouw. Er wordt verwezen naar de site van Colinbus, maar daar staat alleen nog maar de handleiding van de Profiler. Wel kun je daar de nieuwe versie van de software downloaden, maar ook dat wijst zich niet onmiddellijk vanzelf. Uiteindelijk ben ik er wel uitgekomen, ondanks het feit dat de e-mail naar de Colinbus support site tot op heden niet beantwoord is. Ik ben gewoon maar begonnen met het verwijderen van de oude z-as en op basis van de gevonden gaten, heb ik de bouw kunnen realiseren.
Een duidelijke misser in het ontwerp van de nieuwe z-as is dat de ophanging van de motor ontworpen is voor de hoogfrequent spindel. De oude hobbytool, die voor de intensiteit van mijn activiteiten nog steeds voldoende is, steekt bij het huidige ontwerp zo'n 40 mm onder de support uit (nog zonder frees). Dat betekent als je voor deze ophanging gaat dat je een werkbare hoogte overhoudt van maar ongeveer 40 mm. En dat is niet altijd voldoende. Dus heb ik de stoute schoenen maar aangetrokken en de support een cm of 4 hoger geplaatst. De aluminium plaat gedemonteerd en in de verticale boorstandaard eerst twee gaten van 5.5 mm en vervolgens de gaten verzonken met een 9 mm boor. Hiermee hebben we dan weer een redelijke werkzame hoogte voor de z-as. Op onderstaande foto's zijn de oorspronkelijk bedoelde gaten voor de support nog te zien.
Toen dit alles voor elkaar was, nog zonder computer of software, eerst maar eens gecontroleerd of de z-as het ook daadwerkelijk deed. Helaas opnieuw een foutje. Bij het monteren van de z-as motor heeft Colinbus zelf niet hun eigen aanwijzingen in de handleiding van de Profiler opgevolgd. De motor draaide dus de verkeerde kant op. Dus de zwarte en de blauwe draad moesten alsnog omgewisseld worden. Nadat dat klusje geklaard was, werkte de z-as, althans mechanisch, uitstekend.
Ook het aansluiten van het full 3D controller board is niet direct vanzelfsprekend. Het controller board wordt geleverd met een reeds gemonteerde 9D plug. Dat betekent dat de oude plug losgekoppeld moet worden van het moederboard en verwijderd kan worden. Dan kan "met beleid" het oude controller board losgekoppeld worden. Tenslotte wordt het nieuwe board geplaatst en is het even mikken, zodat het board op de juiste pinnen wordt aangesloten. Enige handreiking in de vorm van een handleiding was hier toch wel nuttig geweest. De ultieme test vindt dan uiteindelijke plaats na het downloaden van de nieuwe versie van Colidrive 3.0.0.34. Gefreesd heb ik nog niet, maar de plotter is in ieder geval via het toetsenbord te besturen, dus ik mag aannemen dat alle aansluitingen op hun plaats gekomen zijn. Samenvattend moet ik zeggen dat ik dit een prijzige upgrade vind en dat de ondersteuning bij het inbouwen beneden peil genoemd mag worden. Op basis van de eerdere ervaringen met Colinbus had ik beter verwacht. De uiteindelijke test zal uitgevoerd worden tijdens de volgende freesopdracht. De "test of the pudding is in the eating" zoals de Engelsen zeggen.
Uiteindelijk in augustus 2013 wat tijd genomen om de plotter nog beter te doorgronden. In de maanden daaraan voorafgaand op Internet het een en ander opgezocht over het frezen van polystyreen. Uiteindelijk een aantal goed tips gevonden. Het probleem bij het frezen van polystyreen is het feit dat het materiaal smelt en dan geen mooie snijgroef geeft. In eerste instantie heb ik geprobeerd dat door middel van water koeling, met ontspannen water (= water met een paar druppels afwasmiddel), op te lossen. Dat verbeterde wel, maar niet genoeg. De uiteindelijke oplossing is nu gebruik maken van "single flute" freesjes. Ik heb een aantal daarvan aangeschaft bij DamenCNC in de diameters 0.4 en 0.5 mm. De volgende tip was het reduceren van de spindelsnelheid. Deze heb ik nu op de laagst mogelijke stand staan. Tevens heb ik hiervoor de scansnelheid opgehoogd. Daardoor blijft de frees minder lang op een plek en neemt de opwarming ook af. De scansnelheid voor x- en y-richting van de ProfilerPro staat nu ingesteld op 10 mm/sec. Met deze maatregelen is al een duidelijke verbetering waarneembaar, maar tenslotte heb ik ook nog luchtkoeling op de tip van de frees toegepast. Daartoe heb ik de luchtcompressor van de luchtkwast aangesloten op een messingbuisje met een inwendige diameter van 1.0 mm en het uiteinde daarvan enigszins plat geknepen. Voorlopig dit buisje met tape aan de z-as gemonteerd om het principe uit te proberen. Voor het eerst nu een hele dunne rechte groef zonder al teveel problemen. De opstelling en het resultaat zijn te zien in de onderstaande foto.
Nog steeds frees ik mijn platen niet helemaal door en door omdat daardoor het object stijver blijft en beter blijft liggen. De laatste actie is altijd het losmaken van de diverse onderdelen met het afbreekmes. Uit bovenstaande rechterfoto is te zien dat dat nu veel beter en makkelijker gaat. Het ruwe model is al duidelijk strakker dan alle andere modellen ooit geweest zijn.
Na zorgvuldig schuren, vijlen, gronden, plamuren, weer vijlen en schuren ben ik met het schilderen begonnen. Dit heb ik in een aantal slagen gedaan, de kans op zakkers en druipers is namelijk ontzettend groot. In dat geval moet er weer geschuurd worden. Na een paar weekenden heb ik dan uiteindelijk het onderstaande resultaat bereikt. Een week later zitten ook de treeplanken eronder en zijn de elektrische schakelkasten ook aangebracht. Zo'n macro-opname is best wel meedogenloos. Maar over het geheel genomen ben ik wel tevreden. In de toekomst ga ik toch proberen om de polystyreen plaat helemaal door te frezen, misschien dat dat nog net een iets beter resultaat geeft.