Vorgeschichte
Ich hatte vor zwei Jahren einen einfachen Gartentisch mit einfachen Bänken gebaut. Die Bänke waren nur ein Provisorium – und wie man es kennt – halten Provisorien immer am Längsten. Nachdem alles zwei Jahre dem Wetter und den Jahreszeiten schonungslos ausgesetzt waren, bedurfte zumindest eine der Bänke einer Überarbeitung. Zufälligerweise ist gerade die CNC-Maschine fertig geworden und so wurde diese Bank kurzerhand zum Testobjekt erklärt. Die Vorbereitung verlief in zwei Schritten:
- Das verwitterte Holz wurde zunächst geschliffen und so für die maschinelle Bearbeitung vorbereitet.
- Die Fräsung sollte am Ende mit Lasur eingefärbt werden. Um die ungefräste Sitzoberfläche vor der Lasur zu schützen, habe ich den Fräsbereich zunächst mit einer Schicht Klarlack vor dem Eindringen in das Holz geschützt.
Vor einigen Jahren war ich in Neuseeland und habe einiges über die Maori gelernt. Und so kam mir ein Maori-Tattoo als Objekt für die CNC-Maschine in den Sinn. Gesagt, getan.
Technische Umsetzung
Maori-Tattoo in Fusion360
Das gewünschte Maori-Tattoo habe ich mit dem Tool „Super Vectorizer“ in eine Vektorgrafik gewandelt und in Fusion360 importiert. Dort wurde es auf eine virtuelle Sitzfläche projiziert. Dabei habe ich die gewünschte Frästiefe von 3mm angegeben. Dies hat sich im Nachgang für meinen Geschmack als ein wenig zu tief erwiesen. Bei einer Wiederholung würde ich wahrscheinlich nur 1-1,5mm tief fräsen.
Durch die recht komplexe Objektstruktur war die Umsetzung in CAM ein wenig umfangreicher. Es galt, einen Kompromiss zwischen Qualität und Geschwindigkeit zu finden. War es wirklich immer notwendig, zunächst zu schruppen und zu schlichten oder reicht nicht nur ein Durchgang mit geringerer Geschwindigkeit?
Ich habe mich für unterschiedliche Strategien entschieden: bei den äußeren, größeren Dreiecksflächen habe ich mit der Kombination „Schruppen & Schlichten“ gearbeitet, bei dem Rest nutzte ich nur einen Durchgang mit geringerer Geschwindigkeit (1000mm/min).
Montage der Bank auf die CNC-Maschine
Die Realisierung
Die CNC-Maschine auf einem Tisch mit Rollen zu bauen hat sich als richtige Entscheidung herausgestellt. Nur so war es möglich, die beiden Bretter mit einer Länge von 3 Metern auf die Maschine zu spannen. Den gewünschten Fräsbereich habe ich zuvor mit Klebestreifen markiert, sodass die Bestimmung der Nullpunkte einfach von der Hand gingen.
Es war klar, dass die Gesamtdauer dieses Motivs etwa 1,5h betragen würde und so habe ich den vom CAM erzeugte G-Code in mehrere Teilprogramme ausgeben lassen. Dies hat sich zum einen bewährt, weil ich das Motiv über mehrere Etappen fräsen konnte. Zum anderen hatte dieses Vorgehen einen großen Vorteil, als mir mittendrin ein 1,1mm-Fräser abgebrochen ist. So brauchte ich das entsprechende Teilprogramm nur erneut starten. Zwar kann Mach3 auch mit Pausen arbeiten und seine Arbeit ab einer Stelle fortsetzen, die der Benutzer selber bestimmen kann, aber das erschien mir in meinem Fall ein wenig zu unhandlich zu sein.
Das Finish
Geplant war, die gefrästen Flächen einzufärben, um die Sichtbarkeit des Tattoos zu erhöhen. Um die Holzmaserung nicht zu überdecken, habe ich Holzlasur verwendet. Damit die Lasur nicht in die Holzflächen eindringt, die nicht eingefärbt werden sollen, habe ich vor dem gesamten Fräsvorgang die Oberfläche mit einigen Schichten Klarlack versehen.
Diese Strategie ging sehr gut auf. Die Lasur drang nur in die gefrästen Flächen ein. Nach dem Trocknen der Lasur konnte ich den Klarlack problemlos wieder mit der Schleifmaschine entfernen.
Das Maori-Tattoo auf der Bank-Sitzfläche ist fast fertig 
Bearbeitung der Bank-Sitzfläche 
Start der Bearbeitung Bearbeitung 
Montage der Bank auf die CNC-Maschine