GRBL – 工件的固定

使 用 CNC 雕 刻 機 的 一 大 問 題 ,就 是 如 何 把 要 雕 刻 的 工 件 ( workpiece ) 固 定 好 。因 為 雕 刻 刀 不 只 是 上 下 移 動 ,還 會 在 深 入 工 件 之 後 前 後 左 右 移 動 去 切 削 工 件 。螺 旋 狀 的 雕 刻 刀 更 會 產 生 向 上 的 拉 力 。所 以 ,上 下 左 右 前 後 推 拉 的 力 都 會 有 。如 果 工 件 沒 有 回 定 好 ,雕 刻 時 工 件 飛 脫 就 很 可 能 會 發 生 。

固 定 工 件 在 小 型 雕 刻 機 更 加 難 ,因 為 並 不 是 所 有 夾 具 ( fixture ) 都 夠 位 放 。其 實 世 界 上 並 沒 有 一 種 夾 具 能 夠 適 用 於 所 有 機 器 所 有 情 況 ,每 一 種 夾 具 都 有 其 優 缺 點 和 其 適 用 的 範 圍 。

Eleksmill Clamps

我 的 第 一 台 CNC 雕 刻 機 是 Eleksmill,它 跟 機 的 夾 具 其 實 根 本 不 是 夾 具 ,它 們 只 是 定 位 塊 (stop block)。它 們 只 有 少 量 橫 向 的 壓 力 ,只 適 用 於 非 常 有 限 的 用 途 ,所 以 我 很 快 就 捨 棄 了 它 們 。

壓 板

小 型 雕 刻 機 大 多 是 使 用 鋁 型 材 作 為 擺 放 工 件 的 平 台 ,鋁 型 材 天 生 就 有 一 排 排 的 T 槽 ,特 別 方 便 使 用 螺 絲 固 定 的 夾 具 。一 般 構 造 最 簡 單 ,最 便 宜 的 夾 具 ,就 是 壓 板 。最 原 始 的 壓 板 就 用 一 片 金 屬 片 和 兩 顆 螺 絲 組 成 。由 於 構 造 簡 單 ,所 以 市 面 上 當 然 亦 有 大 量 不 同 型 狀 和 材 料 的 壓 板 。

弓 形 尼 龍 壓 板

壓 板 特 別 適 用 於 板 材 ,又 或 者 相 對 扁 平 的 東 西 。壓 板 最 大 的 問 題 是 它 會 霸 佔 了 工 件 可 雕 刻 的 位 置 ,一 般 就 是 四 周 ,令 到 你 只 可 以 雕 刻 工 件 中 間 的 範 圍 。另 外 就 是 因 為 壓 板 必 然 會 比 工 件 高 ,所 以 你 也 要 小 心 雕 刻 刀 移 動 的 路 徑 ,不 要 碰 撞 到 壓 板 和 螺 絲 。

壓 板

為 你 的 小 型 雕 刻 機 選 購 壓 板 時 要 特 別 留 意 壓 板 的 大 小 。例 如 雕 刻 機 的 工 作 台 只 有 20 x 30 cm,如 果 一 隻 壓 板 就 長 10 cm,那 最 終 你 能 使 用 的 雕 刻 範 圍 就 會 十 分 小 的 了 。

微 型 台 钻 — 铝 合 金 压 板 CNC T槽 固 定 压 片 ¥15

如 果 迷 你 壓 板 不 好 找 ,那 既 然 你 已 經 有 了 CNC 雕 刻 機 ,就 不 如 自 己 動 手 做 吧 ,反 正 也 十 分 簡 單 。原 料 用 木 或 者 阿 加 力 膠 都 可 以 ,再 加 一 些 螺 絲 和 螺 母 就 得 ,比 買 成 品 便 宜 多 了 。

壓 板 主 要 提 供 向 下 的 壓 力 ,當 然 亦 有 夾 具 是 使 用 橫 向 的 壓 力 的 。

好 刻 精 機 工 厂 — 雕 刻 机 专 用 平 口 钳 台 虎 钳 ¥40

像 上 面 這 一 種 設 計 ,有 兩 個 stop block,可 以 用 螺 絲 回 定 在 T 槽 ,而 其 中 一 個 block 就 有 兩 顆 橫 向 的 螺 絲 ,收 緊 之 後 就 會 夾 實 工 件 。上 面 這 個 夾 具 ,厚 度 只 有 15mm,所 有 螺 絲 都 比 夾 具 為 低 ,基 本 上 係 唔 會 干 擾 到 刀 具 的 運 行 ,是 很 好 的 設 計 。

zmkam家 居 旗 舰 店 — 迷 你 平 口 钳

橫 向 夾 具 的 代 表 ,應 該 是 平 口 鉗 / 台 鉗 。平 口 鉗 款 式 眾 多 ,由 10 蚊 到 超 過 1000 蚊 都 有 ,基 本 上 都 可 以 用 螺 絲 固 定 在 T 槽 。不 過 我 個 人 的 經 驗 是 ,平 價 的 平 口 鉗 很 難 確 保 工 件 擺 放 得 好 。就 是 同 樣 的 工 件 ,每 一 次 夾 緊 之 後 ,它 的 位 置 都 會 稍 為 偏 移 。

杰 科 自 动 化 仪 器 设 备 行 — 雕 刻 机 迷 你 精 密 平 口 钳 ¥265

所 以 後 來 我 就 買 了 一 些 雕 刻 機 專 用 的 精 密 平 口 鉗 。這 種 平 口 鉗 一 般 都 比 較 簿 ( 25-30mm ),不 會 佔 去 雕 刻 機 Z 軸 的 許 多 行 程 。這 種 雕 刻 機 專 用 平 口 鉗 有 一 個 鉗 口 ,可 以 用 來 夾 持 板 材 ,因 為 是 懸 空 的 ,用 來 鑽 孔 或 切 割 板 材 就 特 別 方 便 ,即 使 雕 刻 刀 刺 穿 了 板 材 也 不 會 傷 及 雕 刻 機 的 台 面 。

這 種 精 密 平 口 鉗 不 會 有 明 顯 偏 移 ,又 有 可 調 節 的 定 位 裝 置 ,所 以 做 正 反 面 加 工 時 會 方 便 許 多 。平 口 鉗 可 以 快 速 地 夾 緊 和 取 下 工 件 ,所 以 亦 特 別 適 合 大 批 量 的 雕 刻 工 作 。

不 過 ,當 然 平 口 鉗 也 有 其 限 制 。首 先 就 是 可 雕 刻 的 面 積 會 縮 小 了 。例 如 我 原 來 的 雕 刻 行 程 有 20 x 30 cm,但 一 般 這 種 台 鉗 可 夾 持 的 最 大 厚 度 ,大 多 少 於 15 cm,所 以 ,一 裝 上 台 鉗 ,可 雕 刻 的 面 積 馬 上 減 少 了 一 半 。而 且 還 別 忘 記 平 口 鉗 本 身 也 有 高 度 ,例 如 你 的 Z 軸 的 行 程 是 10cm,平 口 鉗 高 3cm,那 你 的 Z 軸 就 只 會 剩 下 7cm 的 行 程 。

平 口 鉗 的 另 一 個 大 問 題 是 不 能 夾 持 太 軟 或 者 太 簿 的 東 西 。上 面 說 了 平 口 鉗 很 適 合 夾 持 板 材 做 切 割 ,但 如 果 板 材 只 有 1mm 厚 呢 ,就 不 太 適 合 了 ,因 為 太 簿 的 板 材 被 夾 緊 時 會 變 形 彎 曲 。平 口 鉗 也 不 適 用 於 不 規 則 形 狀 工 件 。

不 就 是 玩 嘛 — 怪 兽 超 薄 雕 刻 机 cnc用 平 口 钳 ¥70

除 了 金 屬 做 的 精 密 平 口 鉗 之 外 ,我 也 有 一 個 用 PVC 做 的 平 口 鉗 。雖 然 它 沒 有 金 屬 造 的 精 密 ,但 一 般 自 家 DIY 用 途 也 很 足 夠 了 。它 最 大 的 好 處 是 比 較 輕 和 比 較 便 宜 。另 外 ,PVC 材 質 也 能 輕 易 用 自 己 的 CNC 雕 刻 機 再 加 工 。比 如 說 它 的 螺 絲 孔 不 適 用 於 你 的 工 作 台 ,沒 所 謂 ,自 己 雕 幾 個 適 合 的 就 好 。

小 黑 机 械 制 造 — CNC模 夹 具 工 装 侧 夹 蛤 蟆 钳 ¥118

水 平 式 夾 持 的 其 中 一 個 問 題 ,是 沒 有 向 下 的 壓 力 ,所 以 工 件 會 有 向 上 移 動 的 傾 向 ,容 易 翻 倒 。俗 稱 蛤 蟆 夾 的 「可 調 式 側 面 夾 具 」就 正 好 可 以 解 決 這 個 問 題 。蛤 蟆 夾 的 特 殊 可 調 式 結 構 ,同 時 提 供 了 橫 向 和 向 下 的 壓 力 。不 過 因 為 結 構 複 雜 ,蛤 蟆 夾 都 不 會 便 宜 。

兴 固 雅 驰 象 专 卖 店 — 快 速 夹 具 水 平 式

市 面 上 亦 有 一 些 快 速 夾 具 ,有 向 下 壓 的 ,也 有 橫 向 推 拉 的 。最 小 的 款 式 其 實 也 很 適 用 於 小 型 雕 刻 機 ,價 錢 也 不 貴 。但 快 速 夾 具 都 會 比 較 高 ,使 用 時 要 小 心 不 要 阻 礙 到 刀 具 的 運 行 。

木 工 锯 台 官 方 店 — 快 速 夹 具 推 拉 式

購 買 快 速 夾 具 時 要 注 意 一 下 手 柄 的 方 向 ,因 為 有 一 些 手 柄 向 下 時 是 夾 緊 ,另 一 些 手 柄 向 下 時 是 鬆 開 。雕 刻 機 用 的 話 ,最 好 還 是 買 手 柄 向 下 是 壓 緊 的 款 式 ,這 樣 較 不 會 阻 礙 刀 具 運 行 。

很 多 CNC 用 家 在 使 用 快 速 夾 具 時 都 會 自 已 稍 為 改 裝 一 下 ,加 個 底 座 ,以 方 便 快 速 上 緊 在 T 槽 。

除 了 以 上 多 種 款 式 的 不 同 夾 具 之 外 ,大 家 也 千 萬 不 要 忘 記 那 些 最 「原 始 」的 固 定 方 式 。例 如 我 的 工 作 台 的 邊 緣 是 懸 空 的 ,我 就 很 喜 歡 使 用 木 工 夾 子 ( A 型 夾 子 ) 在 邊 緣 夾 住 板 材 。又 例 如 膠 紙 ,我 也 喜 歡 使 用 大 量 皺 紋 膠 紙 或 者 masking tape 把 工 件 固 定 在 工 作 台 上 。又 例 如 膠 水 ,很 多 人 也 會 用 熱 熔 膠 直 接 把 工 件 黏 在 工 作 台 上 。

如 果 你 的 工 件 的 底 面 是 一 個 平 面 ,也 有 人 會 把 工 件 的 底 面 和 平 台 先 貼 上 masking tape,再 用 超 能 膠 把 兩 面 黏 在 一 起 。別 人 用 這 個 方 法 雕 刻 金 屬 也 不 會 移 位 呢 。雕 刻 或 切 割 木 板 時 應 該 就 用 得 著 。

AMAZING Cheap CNC Fixture: Superglue!

很 多 雕 刻 木 材 為 主 的 用 家 ,都 喜 歡 在 平 台 上 面 墊 一 塊 waste board / spoil board,一 般 就 是 最 cheap 的 一 塊 MDF 密 度 板 。Waste board 顧 名 思 義 ,就 是 即 使 雕 刻 刀 雕 穿 了 工 件 ,也 只 會 是 損 壞 了 waste board,而 不 會 對 雕 刻 刀 和 雕 刻 機 的 工 作 台 造 成 任 何 損 傷 。

但 Waste board 也 有 其 實 際 用 途 的 ,例 如 你 在 鑽 孔 ,又 或 者 切 割 板 材 ,如 果 工 件 下 面 貼 著 waste board 的 話 ,出 口 就 會 很 平 整 ,唔 會 「披 口 」。

Making new and better CNC clamps

Waste board 也 可 以 用 來 固 定 工 件 ,最 簡 單 的 方 法 就 是 用 木 螺 絲 直 接 把 工 件 上 實 在 waste board 上 。部 分 人 會 在 waste board 上 鑽 上 一 排 排 的 孔 ,叫 dog holes,上 面 可 以 插 一 些 dogs 來 固 定 工 件 ( dogs 和 dog holes 是 由 外 國 的 木 工 的 workbench 而 來 )。這 部 分 就 是 各 個 diyers 創 意 爆 發 的 地 方 了 。

有 些 CNC 用 家 的 waste board 會 裝 上 T 槽 ,有 些 用 家 的 dog holes 會 加 入 螺 絲 母 ,兩 者 都 是 方 便 在 waste board 上 再 固 定 其 他 夾 具 的 。

下 面 就 是 我 自 己 做 的 微 縮 版 waste board,是 一 片 9mm 厚 的 MDF,大 小 只 有 20 x 30 cm。我 的 dog holes 就 用 手 邊 有 ,一 般 常 見 的 圓 木 榫 ( 叫 做 8mm 直 徑 ,但 測 量 出 來 是 8.2mm 左 右 ),孔 距 就 是 30mm。

Waste board 用 6 顆 平 頭 螺 絲 上 在 原 來 的 鋁 型 材 平 台 上 。Waste board 的 底 部 另 有 6 個 位 置 安 裝 了 四 爪 螺 母 ,是 安 裝 平 口 鉗 用 的 。那 使 用 平 口 鉗 時 就 不 用 拆 除 waste board。

因 為 工 件 的 材 質 和 形 狀 的 多 樣 性 ,很 少 有 人 能 只 用 一 種 固 定 方 式 的 。其 實 任 何 固 定 方 式 都 是 正 確 的 固 定 方 式 ,只 要 夠 牢 固 就 無 問 題 了 。

我 自 己 很 多 時 候 固 定 一 個 工 件 都 會 用 到 兩 三 種 固 定 方 式 。例 如 用 平 口 鉗 來 切 割 比 較 薄 的 木 片 和 阿 加 力 膠 片 時 ( 例 如 1mm 厚 ),我 就 會 先 把 簿 片 固 定 在 一 塊 臨 時 的 waste board 上 ,然 後 才 將 臨 時 waste board 夾 到 平 口 鉗 上 。這 樣 薄 片 就 唔 會 因 為 夾 得 太 緊 而 彎 曲 了 。玩 了 CNC 一 段 時 間 ,亦 爬 了 很 多 文 ,才 發 現 原 來 CNC 用 家 在 夾 具 上 的 創 意 ,一 點 不 少 於 雕 刻 出 來 的 成 品 呢 。

除 了 以 上 的 固 定 方 式 之 外 ,工 業 用 的 雕 刻 機 亦 很 常 用 磁 力 吸 盤 和 真 空 吸 盤 ,這 兩 種 都 是 按 一 個 鍵 就 夾 緊 ,按 一 個 鍵 就 鬆 開 ,使 用 上 十 分 方 便 ( 但 當 然 亦 有 其 限 制 )。不 過 那 些 都 比 較 貴 ,而 且 十 分 笨 重 ,基 本 上 很 難 用 於 小 型 雕 刻 機 的 了 。

ctleung張 先 生 ,男 性 ,肖 龍 。
職 業 :I.T. Consultant
簡 介 :不 好 好 讀 書 ;七 尺 差 五 寸 ,手 長 過 膝 ,雙 耳 垂 肩 ;性 寬 和 ,寡 言 語 ,喜 怒 不 形 於 色 。據 說 少 時 曾 斬 白 蛇 於 鳳 凰 山 下 ……
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GRBL – 木印章 DIY

有 了 GRBL 雕 刻 機 ,我 們 便 可 以 做 很 多 DIY project,今 日 我 就 來 嘗 試 做 一 個 木 印 章 吧 。

原 木 枓

香 檀 红 木 — 印 章 料 雕 刻 木 料 ( ¥1.5 – ¥48 )

木 工 一 家 — 印 章 料 6*2.2*2.2 ( ¥1.80 – ¥5.00 )

首 先 我 們 要 裁 切 出 一 塊 木 料 ,要 比 完 成 的 印 章 大 一 點 點 ,因 為 在 之 後 打 磨 的 過 程 中 是 一 定 會 有 損 耗 的 。做 印 章 的 木 料 一 般 是 密 度 越 高 越 好 ,但 其 實 絕 大 部 分 的 木 料 都 可 以 做 印 章 ,分 別 只 是 越 硬 的 木 料 所 製 成 的 印 章 越 耐 用 吧 。

上 面 的 木 料 的 大 小 是 2.5 x 2.5 x 5.5cm。印 章 的 大 小 是 沒 有 什 麼 規 定 的 ,你 喜 歡 什 麼 大 小 就 做 什 麼 大 小 。

印 頭

印 頭

首 先 我 會 製 作 印 頭 上 的 圓 頂 。印 章 頂 部 叫 印 鈕 ,印 鈕 最 初 只 是 一 個 實 用 性 的 穿 繩 掛 孔 ,後 來 就 主 要 雕 神 獸 動 物 ,再 後 來 雕 山 雕 水 雕 神 雕 佛 什 麼 都 有 ,大 家 隨 自 己 喜 歡 就 好 了 。

邊 款

製 作 印 章 也 會 落 款 的 ,通 常 落 在 印 章 的 四 個 側 面 ,就 叫 邊 款 。最 初 邊 款 可 能 只 係 簽 個 名 ,但 到 後 來 作 文 畫 畫 的 亦 大 有 人 在 。篆 刻 落 邊 款 在 那 一 面 是 有 嚴 格 規 定 的 ,但 到 了 現 在 末 世 也 沒 幾 人 會 那 麼 講 究 了 。

邊 款

我 在 這 印 章 的 邊 款 就 做 一 個 中 文 字 的 銀 粉 鑲 嵌 。做 銀 粉 鑲 嵌 ,一 般 雕 刻 的 深 度 在 0.1-0.5mm 之 間 ,主 要 看 你 之 後 要 打 磨 走 多 少 厚 度 。在 這 裡 因 為 木 料 還 未 打 磨 過 ,所 以 要 預 深 一 點 ,雕 刻 的 深 度 我 就 用 了 0.3mm。

銀 粉 鑲 嵌

红 木 阁 木 料 — 999足 银 纯 银 粉 木 镶 嵌 用 银 粉 5g ( ¥45 )

請 注 意 ,銀 粉 和 膠 水 ( 粉 末 和 液 體 ) 都 是 不 能 集 運 的 。

如 果 覺 得 銀 粉 比 較 貴 ,其 實 也 可 以 用 其 他 金 屬 的 粉 末 ,例 如 銅 粉 就 會 平 很 多 ,做 出 來 也 很 漂 亮 的 。

待 膠 水 乾 透 之 後 ( 數 小 時 ),就 可 以 用 砂 紙 打 磨 。由 最 粗 的 80,一 直 打 磨 到 1000,要 記 得 六 個 面 都 要 打 磨 平 滑 。如 果 喜 歡 圓 角 的 話 ,也 可 以 在 這 期 間 打 磨 出 來 。

砂 紙 打 磨 打 磨 打 磨

小 熊 红 木 之 家 — 正 品 德 国 进 口 勇 士 砂 纸 全 套 80-7000共 10张 ( ¥35.00 )

再 來 就 是 製 作 印 章 的 部 分 。這 個 部 分 就 更 隨 意 了 ,方 形 圓 形 陰 刻 陽 刻 有 邊 無 邊 各 式 字 體 ,都 隨 你 喜 愛 。唯 一 需 要 注 意 的 是 ,千 萬 記 得 把 你 要 雕 刻 的 圖 樣 做 鏡 像 ,不 然 你 印 出 來 的 東 西 就 會 印 反 了 。

印 章

印 章

风 铃 小 屋 文 具 — 工 字 牌 红 色 印 泥 ( ¥1.80-¥5.80 )

雕 刻 好 就 印 出 來 看 看 ,如 果 沒 問 題 ,就 可 以 做 最 後 的 拋 光 工 序 。拋 光 可 以 用 特 幼 砂 紙 來 做 ,由 1500 一 直 拋 光 到 7000。用 7000 號 砂 紙 拋 光 之 後 應 該 已 經 出 現 很 明 顯 的 鏡 面 的 了 。

拋 光

最 後 為 了 令 木 印 章 耐 用 一 點 ,我 會 塗 一 層 自 家 製 的 bees wax finish ( 蜂 蠟 + IDEA SKYDD 砧 板 油 隔 水 煮 熔 在 一 起 ,2 份 砧 板 油 + 1 份 蜂 蠟 ),待 一 兩 天 乾 透 之 後 ,再 用 布 擦 走 多 餘 的 蜂 蠟 油 即 可 。

小 熊 红 木 之 家 — 天 然 蜂 蜡 50克 ( ¥10 )

蜂 蠟 和 砧 板 油 都 是 food safe 的 ,給 小 朋 友 玩 也 很 安 全 。而 且 它 們 都 沒 什 麼 氣 味 ,塗 完 之 後 ,木 製 品 還 能 保 留 木 料 本 身 的 香 味 。

Make a Historic Beeswax, Oil & Turpentine Furniture Polish Finish
Natural Bees Wax Wood Polish Finish – DIY Curious Creator

ctleung張 先 生 ,男 性 ,肖 龍 。
職 業 :I.T. Consultant
簡 介 :不 好 好 讀 書 ;七 尺 差 五 寸 ,手 長 過 膝 ,雙 耳 垂 肩 ;性 寬 和 ,寡 言 語 ,喜 怒 不 形 於 色 。據 說 少 時 曾 斬 白 蛇 於 鳳 凰 山 下 ……
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