Makera Z1 Desktop CNC — настольный станок с числовым программным управлением, рассчитанный на фрезерование и гравировку, где нужна точность. Полностью закрытая машина построена на алюминиевой конструкции, предлагает рабочий объём 200 × 200 × 100 мм и подходит для дерева, пластика, акрила, печатных плат, углепластика, а также цветных металлов — алюминия, латуни и меди.
Главная особенность модели — довольно полный набор вспомогательных функций: система быстрой смены фрез, автоматическое зондирование и выравнивание для определения положения и нивелирования заготовки, система AeroDust для обдува и удаления стружки и пыли, а также встроенная камера для наблюдения за работой. Дополнительно устанавливаются поворотный модуль четвёртой оси, лазерная головка на 5 Вт, набор оснастки для крепления заготовок и трёхмерный щуп.
В основе — система линейных направляющих с трапецеидальными ходовыми винтами и шаговыми двигателями NEMA 17, обеспечивающая разрешение перемещения около 0,02 мм. Шпиндель мощностью 150 Вт раскручивается максимум до 13 000 об/мин — этого достаточно для небольших задач, требующих детализации и стабильной работы.
Характеристики Makera Z1 Desktop CNC
- Рабочая зона по трём осям — 200 × 200 × 100 мм
- Рабочая зона по четвёртой оси — диаметр 80 мм при длине 150 мм (опционально)
- Просвет под порталом — 115 мм
- Мощность шпинделя — 150 Вт
- Обороты шпинделя — от 0 до 13 000 об/мин с замкнутым контуром управления скоростью
- Штатная цанга — 1/8 дюйма
- Дополнительно поддерживаемые цанги — 1/4 дюйма, 6 мм, 4 мм и 3 мм
- Система смены инструмента — быстросъёмная
- Охлаждение шпинделя — встроенное воздушное
- Приводные двигатели — шаговые NEMA 17
- Система перемещения — 12-миллиметровые линейные направляющие с трапецеидальным винтом
- Максимальная скорость перемещения — 1200 мм/мин
- Разрешение перемещения — 0,02 мм
- Биение шпинделя — 0,01 мм
- Повторяемость — 0,002 мм
- Зондирование и выравнивание — автоматические
- Управление стружкой и пылью — система сбора AeroDust
- Камера — встроенная, для наблюдения за работой и записи таймлапсов
- Поддержка лазерного модуля — диодный лазер 445 нм мощностью 5 Вт (опционально)
- Поддержка четвёртой оси — система с ремённым приводом (опционально)
- Максимальная масса заготовки на столе — 5 кг
- Уровень шума при работе — около 70 дБ в зависимости от материала и фрезы
- Поддерживаемые материалы — МДФ, фанера, пластики, акрил, стеклотекстолит FR4 и печатные платы, углепластик, алюминий, латунь, медь и другие цветные металлы
- Программное обеспечение — Makera Studio и мобильное приложение Makera App
- Поддерживаемые CAD/CAM — Fusion 360, SolidWorks, AutoCAD, VCarve Pro и Aspire
- Габариты станка — 350 × 470 × 450 мм
- Высота с открытой крышкой — 840 мм
- Масса — около 17 кг
Комплект поставки
В коробке находятся следующие позиции:
- станок Makera Z1 Desktop CNC
- проводной щуп для определения положения и установки высоты по оси Z
- кнопка аварийного останова
- стартовый набор фрез
- набор цанг для фрез разных диаметров
- инструменты для установки и снятия цанг
- набор прижимов и винтов для крепления заготовок
- установочные штифты для позиционирования заготовки
- универсальная отвёртка с шестигранными битами
- кабель питания и блок питания
- кабель USB Type-C для подключения к компьютеру
- защитные очки
- смазочное масло для обслуживания станка
- двусторонний скотч для фиксации заготовок
- шлифовальный брусок для доводки изделий
- образцы материалов для пробных проходов
- краткое руководство, инструкция по безопасности и список комплектующих
Каждая позиция упакована отдельно, и на упаковке есть QR-код, немедленно открывающий инструкцию по установке или использованию в вики Makera. А вот такие аксессуары, как модуль четвёртой оси, лазерная головка на 5 Вт, трёхмерный проводной щуп, низкопрофильные тиски, вакуумный стол и циклонный пылесборник, приобретаются отдельно.
Все аксессуары (в этом обзоре использовался красный пластик)
Makera Z1 поддерживает довольно широкий круг материалов. В тестовый комплект вошли несколько видов образцов: прозрачный акрил, цветной акрил, пластик, синтетический материал для объёмного формообразования, а также листы алюминия и латуни — для проверки двумерного фрезерования, гравировки букв, трёхмерного рельефа и обработки мелких металлических деталей.
У каждого материала свои свойства, поэтому фрезу, обороты шпинделя, подачу и глубину за проход нужно подбирать соответственно. Одни и те же режимы резания для всех материалов не годятся. И хотя Makera Studio предлагает значения по умолчанию и рекомендации по инструменту, разумнее сперва проверить их на обрезках, а уже потом браться за настоящую работу.
Материалы, поддерживаемые Makera Z1:
- Дерево и древесные материалы — мягкие и твёрдые породы, МДФ, фанера. Подходят для гравировки, вывесок, декоративных изделий и низкого рельефа.
- Пластики — ABS, ПВХ, акрил, поликарбонат, полиэтилен высокой плотности. Годятся для вывесок, прототипов деталей, корпусов и элементов роботов.
- Синтетические модельные материалы — удобны для проверки траекторий, работы с трёхмерным рельефом и скульптур на четвёртой оси, поскольку легко режутся и неплохо удерживают детализацию.
- Печатные платы и стеклотекстолит FR4 — поддерживается фрезерование дорожек, сверление и вырезание контура платы. Здесь обязательно использовать автоматическое выравнивание, компенсирующее неровности поверхности.
- Углепластик фрезеровать можно, но контроль пыли должен быть строгим: пыль углеволокна опасна для дыхательной системы и при этом электропроводна.
- Алюминий подходит для гравировки, вывесок и небольших деталей. Нужны твердосплавные фрезы, а резать следует несколькими неглубокими проходами.
- Латунь и медь обрабатываются, но подачу, глубину за проход и эвакуацию стружки требуется настраивать аккуратно, иначе поверхность покроется царапинами, а стружка забьётся вокруг фрезы.
По результатам тестов мягкие материалы — дерево, пластики и синтетика — фрезеруются легко и дают стабильный результат. Алюминий и латунь тоже поддаются, но требуют больше времени и куда более аккуратных настроек, особенно при мелких фрезах и насыщенных деталями траекториях. Рекомендация — не резать алюминий глубже примерно 1 мм за проход, а со 150-ваттным шпинделем и мелким инструментом начинать стоит с 0,1–0,3 мм за проход, наращивая значение по мере понимания материала, фрезы и траектории. Это снижает силы резания и риск пропуска шагов двигателями.
Makera Z1 не предназначен для фрезерования стали, нержавейки или титана в качестве основного сценария и не подходит для материалов, требующих подачи СОЖ, — стекла или камня.
Для лазерной головки на 5 Вт требования к материалам следует рассматривать отдельно от фрезерования. Лазер подходит для дерева, кожи, ткани, бумаги и части пластиков, но его нельзя применять к ПВХ и винилу: эти материалы выделяют токсичные газы и вызывают коррозию станка. Прозрачный акрил нужно резать фрезой — диодный лазер на 445 нм с ним не справится.
Циклонный пылесборник Makera Cyclone Dust Collector Lite
Это вытяжка-сепаратор, спроектированная специально под настольные ЧПУ-станки. Она использует мотор максимальной мощностью 200 Вт и циклонную систему разделения в связке с многоступенчатой фильтрацией. Устройство вытягивает из рабочей зоны древесную стружку, пластик, акрил и металлическую крошку, образующиеся при фрезеровании, снижая их накопление внутри станка.
Циклонная система закручивает воздушный поток, отделяя крупный мусор от мелкой пыли. Около 97% крупных фракций осаждается в приёмном контейнере ещё до входа в фильтрующий блок, что уменьшает засорение и продлевает срок службы фильтров.
Внутри — трёхступенчатая фильтрация: губчатый префильтр, HEPA-фильтр и угольный фильтр, задерживающий мелкую пыль и снижающий запахи от фрезерования и гравировки. Снизу расположен контейнер на 6 литров, уровень заполнения которого виден снаружи.
Рекомендуется использовать примерно 60–70% мощности всасывания для дерева и пластиков и повышать до 80–100% при обработке металла. Фильтрующий блок стоит проверять и чистить примерно каждые 30 часов суммарной работы — фактический интервал зависит от материала, объёма стружки и продолжительности работы.
Если открыть верхнюю крышку пылесборника, внутри виден отсек воздушного фильтра и сам фильтрующий блок. Система вытягивает мусор из станка через шланг, основная его часть падает в нижний контейнер, а мелкая пыль задерживается фильтрами перед выбросом воздуха. Откидная крышка позволяет удобно осматривать и чистить фильтры, что важно для поддержания силы всасывания. В тестах доступ к фильтрам оказался простым и не потребовал разбирать устройство целиком.
Характеристики Makera Cyclone Dust Collector Lite:
- максимальная мощность мотора — 200 Вт
- циклонная система разделения
- трёхступенчатая фильтрация: префильтр, HEPA и активированный уголь
- заявленная производителем эффективность фильтрации — до 99,99%
- максимальное разрежение — 12 кПа
- максимальный расход воздуха — 900 л/мин
- контейнер для мусора на 6 литров
- максимальный уровень шума — около 70 дБ
- регулировка всасывания поворотной ручкой на передней панели
- поддержка включения, выключения и регулировки мощности из приложения Makera App при подключении к станку
- поддержка автоматической работы по командам G-кода — запуск и остановка вместе со станком
- ручной режим для автономного использования
- подключение к Makera Z1 через всасывающий шланг и управляющий кабель
- совместимость с вакуумным столом для создания разрежения при креплении заготовок
- корпус из алюминиевого сплава и пластиковых деталей
- габариты — 300 × 218 × 354 мм
- в комплекте — всасывающий шланг, фильтры, соединительный кабель, кабель питания и руководство
На задней части пылесборника расположены основные точки подключения. Слева вверху — патрубок всасывающего шланга для соединения вытяжки со станком, чтобы стружка дерева, пластика, акрила или металла попадала в циклонную систему.
Справа внизу — разъём питания переменного тока с выключателем. Порт с надписью Control служит для подключения управляющего кабеля к Makera Z1, чтобы станок мог автоматически запускать, останавливать или регулировать вытяжку в соответствии с процессом фрезерования. Поддерживается и управление через приложение, когда вытяжка подключена к станку.
Сзади также есть вентиляционное отверстие для охлаждения мотора и внутренней электроники. При установке за устройством нужно оставить достаточно места: вплотную к стене его ставить нельзя, а вентиляционное отверстие перекрывать недопустимо. Перед использованием стоит убедиться, что шланг, кабель питания и управляющий кабель посажены до упора.
Точки подключения при работе Makera Z1 совместно с пылесборником
На иллюстрации показаны задние разъёмы Makera Z1 при работе в связке с циклонным пылесборником. Основной всасывающий шланг переносит мусор из станка в вытяжку, а кабель Control передаёт сигналы между устройствами, чтобы вытяжка запускалась и останавливалась автоматически в соответствии с процессом фрезерования.
На задней панели Makera Z1 находятся:
- разъём питания с выключателем
- патрубок для подключения внутренней системы AeroDust к циклонному пылесборнику
- порт управления и передачи данных
- разъём для кнопки аварийного останова
- USB Type-C для подключения станка к компьютеру и настройки сети
- слот для карты microSD для хранения и переноса файлов заданий
После того как управляющий кабель и шланг подключены до упора, вытяжка работает синхронно со станком. Это избавляет от необходимости включать и выключать её вручную. Однако шланг следует прокладывать так, чтобы он не перегибался и не заламывался: это снижает поток воздуха. Вокруг вентиляционных отверстий обоих устройств тоже нужно оставлять свободное пространство.
Кнопка аварийного останова
Аварийный останов — это внешняя кнопка, подключаемая к Makera Z1. Она нужна, чтобы немедленно остановить станок при обнаружении нештатной ситуации: фреза задела оснастку, заготовка вырвалась из крепления, траектория задана неверно, появились посторонний шум или вибрация.
Шпиндельная головка на 150 Вт
В Makera Z1 применена шпиндельная головка мощностью 150 Вт с диапазоном оборотов от 0 до 13 000 об/мин и замкнутым контуром управления скоростью, удерживающим обороты стабильными в процессе резания. Она подходит для дерева, пластиков, акрила, печатных плат, углепластика и цветных металлов — алюминия, латуни и меди. Фрезу, обороты, подачу и глубину за проход по-прежнему нужно выбирать под конкретный материал.
Биение шпинделя составляет около 0,01 мм, что уменьшает «гуляние» фрезы и помогает в работах, требующих высокой детализации. Охлаждение внутреннее воздушное, с вентиляционным отверстием сверху и синей светодиодной полосой спереди, показывающей режим работы.
Инструмент удерживается специально спроектированной цангой. Штатно поддерживаются фрезы на 1/8 дюйма, дополнительно доступны цанги на 1/4 дюйма, 6, 4 и 3 мм. Больше всего впечатляет система быстрой смены инструмента: снять или поменять фрезу и проводной щуп удаётся заметно быстрее, чем на типичном станке с многоэтапной затяжкой цанги ключом. Всё сводится к движению рычага вверх-вниз.
Проводной щуп Makera
Это проводной щуп, устанавливаемый в шпиндельную головку вместо фрезы. Он служит для определения поверхности, кромок и базового положения заготовки перед началом обработки. Это избавляет от ручной установки осей и снижает погрешность визуального измерения.
Установка начинается с остановки шпинделя: щуп вставляется в систему быстрой смены, а сигнальный кабель подключается к разъёму на боковой стороне головки станка. Далее программа командует щупу двигаться до касания поверхности или кромки заготовки, чтобы вычислить базовое положение и автоматически скорректировать рабочее смещение.
Проводной щуп можно использовать и вместе с автоматическим зондированием и выравниванием, чтобы промерить высоту поверхности в нескольких точках. Особенно это востребовано при работе с печатными платами и тонкими листовыми материалами, поверхность которых может быть не идеально плоской. Система затем компенсирует перепады при фрезеровании, удерживая глубину канавки стабильной.
Трёхмерный проводной щуп
Этот опциональный аксессуар определяет положение заготовки по осям X, Y и Z. В комплект входят головка щупа с наконечником из рубина, соединительный кабель, переходники на 1/8 дюйма, 4 мм, 6 мм и 1/4 дюйма, а также шестигранный ключ и монтажные приспособления. Щуп находит кромки, промеряет поверхности, определяет центры и автоматически задаёт рабочие смещения. Это снижает погрешность ручных измерений, особенно в работах, где заготовку приходится переворачивать или переустанавливать. Важно: трёхмерный щуп — измерительный прибор, и включать шпиндель при установленном щупе категорически нельзя.
Установка фрезы через систему быстрой смены
Чтобы быстро снять и поставить фрезу, пользователь поднимает рычаг разблокировки на боковой стороне шпиндельной головки, вставляет узел с фрезой в посадочное место и опускает рычаг обратно, надёжно фиксируя инструмент. Такая схема избавляет от необходимости затягивать и ослаблять цангу ключом при каждой смене.
Быстрая смена особенно полезна в работах, где несколько типов инструмента применяются последовательно: сперва черновая фреза снимает основной объём материала, затем меньшая занимается детализацией. Она же упрощает переход от фрезы к проводному щупу для промера положения заготовки.
Это не автоматический сменщик инструмента, подбирающий фрезы самостоятельно, но время и хлопоты в рабочем процессе система сокращает существенно. В тестах разблокировка и установка фрезы выполнялись легко и без дополнительного инструмента. Перед установкой или снятием нужно дождаться полной остановки шпинделя и проверить, что узел вставлен до упора, а рычаг вернулся в положение блокировки. Если посадка ненадёжна, фреза может вибрировать, вырваться или испортить заготовку в процессе работы.
Низкопрофильные тиски Makera
Эти тиски удерживают материал боковым усилием зажима — в отличие от прижимов сверху, которые могут перекрывать траекторию фрезы. Тиски регулируются под размер заготовки и имеют пронумерованные точки затяжки, помогающие устанавливать и фиксировать деталь в правильной последовательности. Низкий профиль освобождает пространство над заготовкой и снижает риск столкновения шпиндельной головки или фрезы с оснасткой при перемещении.
В тестах низкопрофильные тиски уверенно держали прямоугольные и небольшие заготовки, оставляя фрезе достаточно доступа к детали. Но усилие зажима стоит контролировать, чтобы не переусердствовать с хрупкими материалами, а перед началом обработки полезно прогнать головку над рабочей зоной в ручном режиме и убедиться, что траектория не столкнётся с тисками.
Программы Makera Studio и Makera App
Makera Studio для Windows и macOS объединяет CAM и управление станком в одной программе. Пользователь импортирует модели, выбирает фрезы, генерирует и симулирует траектории, управляет осями, задаёт точку старта и отправляет задания прямо на станок. Приложение Makera App для Android и iOS служит для проверки состояния, прогресса и просмотра картинки со встроенной камеры со смартфона. Стоит учитывать, что тестировалась версия Makera Studio в стадии публичной беты, поэтому часть функций и элементов интерфейса в будущем может измениться.
В Makera Studio предусмотрены режимы обработки под разные типы задач: двумерная векторная обработка для резки и гравировки по контурам, трёхмерная обработка моделей, рельефная резьба по трём осям для низкого рельефа и лазерный режим. Есть также пользовательские режимы для трёх и четырёх осей, где инструмент, траектории и режимы задаются вручную. Пошаговый режим удобен новичкам, тогда как пользовательский даёт больше свободы в настройке.
Страница управления устройством в Makera Studio служит для контроля станка. Здесь отображаются предпросмотр траектории, положение осей X, Y, Z и A, а также кнопки ручного перемещения, установки нуля и вызова трёхмерного или автоматического щупа. Оттуда же открываются файлы, запускаются и останавливаются задания, отслеживаются прогресс, прошедшее и оставшееся время. Всё это позволяет пройти путь от проверки траектории до отправки задания на станок в пределах одной программы.
Тесты фрезерования и гравировки
Проверка возможностей Makera Z1 проводилась на разных материалах, включая мягкий пластик, алюминий и латунь.
Фрезерование букв на листе мягкого пластика
Первым тестом стало фрезерование и гравировка текста на листе мягкого пластика двухзаходной прямой концевой фрезой диаметром 1/8 дюйма (3,175 мм). Такой инструмент подходит для пазов и надписей, где нужно относительно плоское дно канавки.
Использовались примерно следующие режимы резания:
- обороты шпинделя — около 12 000 об/мин
- подача — около 500 мм/мин
- скорость врезания — около 150 мм/мин
- глубина за проход — 0,5 мм
- суммарная глубина букв — около 1 мм
- число проходов — 2
- время работы — около 7–10 минут в зависимости от траектории и детализации букв
Перед запуском задания проводным щупом корректировалось положение и выставлялся уровень поверхности заготовки. Затем в Makera Studio создавалась траектория выборки материала внутри букв. Станок снимал примерно по 0,5 мм за раз в два прохода — это снижало нагрузку на фрезу и давало более чистые края букв, чем съём всей глубины разом.
Результат показал, что станок вполне чётко фрезерует прямые линии, кривые и внутренние области букв. Дно канавки получилось равномерным, заготовка в процессе не сдвинулась. При этом внутренние углы букв получили радиус, соответствующий диаметру фрезы, — естественное ограничение обработки цилиндрическим инструментом. Если нужны буквы помельче или углы поострее, стоит взять фрезу на 1–2 мм либо специализированную V-образную фрезу для гравировки надписей.
В следующем тесте на листе мягкого синтетического материала фрезеровалась надпись «CNX Software» меньшего размера — чтобы оценить точность станка при создании прямых линий, кривых, внутренних просветов букв и близко расположенных деталей. Заготовку удерживали низкопрофильные тиски, исключающие смещение.
Для такой задачи подходит двухзаходная плоская концевая фреза диаметром около 1 мм. Она достаточно мала, чтобы заходить в узкие пространства внутри букв, и при этом даёт плоское дно канавки — в отличие от V-образной фрезы, у которой канавка треугольная, а её ширина меняется с глубиной.
Режимы для этого теста были такими:
- обороты шпинделя — около 12 000–13 000 об/мин
- подача — около 250 мм/мин
- скорость врезания — около 80 мм/мин
- глубина за проход — около 0,25 мм
- суммарная глубина — около 0,5 мм
- число проходов — 2
- траектория — двумерная выборка плюс контурный проход для зачистки кромок
- время работы — около 10–15 минут в зависимости от размера текста и количества траекторий
Перед фрезерованием снова применялся проводной щуп. Станок снимал примерно по 0,25 мм за раз, снижая нагрузку на тонкую фрезу и риск её поломки. После выборки внутренней области букв можно добавить один контурный проход, зачищающий кромки и делающий формы букв отчётливее.
Результат показал, что мелкие буквы остались читаемыми. Вертикальные линии и кривые сохранили непрерывность, а внутренние просветы большинства букв — чёткое разделение. Правда, внутренние углы получили радиус 0,5 мм по размеру фрезы, что снова упирается в физику цилиндрического инструмента. Для более мелких букв или острых углов подойдёт фреза на 0,5–0,8 мм либо V-образная с углом 30 градусов, но подачу и глубину за проход придётся снизить, иначе инструмент сломается.
Фрезерование рельефа с высокой детализацией
Способность станка к тонкой обработке проверялась на трёхмерной рельефной модели волка. Модель импортировалась в Makera Studio для генерации траектории. Настройка прошла довольно удобно, но из-за обилия деталей — шерсти, морды, глаз, ушей и деревьев на заднем плане — фрезерование заняло заметно больше времени, чем надписи или двумерная резка.
Такие работы делятся на два этапа: черновой съём основной массы материала и чистовой для доводки поверхности и деталей модели. Примерные режимы для заготовки на фото были такими.
Черновая обработка:
- фреза — двухзаходная плоская концевая, 3,175 мм
- обороты шпинделя — около 12 000 об/мин
- подача — около 500 мм/мин
- скорость врезания — около 150 мм/мин
- глубина за проход — около 1 мм
- шаг между проходами — около 40% диаметра фрезы
- примерное время — 45–90 минут
Чистовая обработка:
- фреза — сферическая концевая диаметром около 1 мм
- обороты шпинделя — около 13 000 об/мин
- подача — около 250–300 мм/мин
- шаг между проходами — около 0,08–0,12 мм
- траектория — трёхмерная параллельная или растровая чистовая
- примерное время — 7–10 часов
С учётом чернового прохода, смены инструмента, зондирования и детальной доводки такая работа может занять в сумме порядка 8–12 часов, в зависимости от размера заготовки, шага, подачи и выбранного в Makera Studio уровня детализации.
Основная причина такой продолжительности в том, что чистовой этап требует прохода мелкой сферической фрезы по поверхности очень близко расположенными линиями. При шаге около 0,1 мм фреза вынуждена пройти по заготовке сотни, а то и тысячи раз. Дальнейшее уменьшение шага делает поверхность и детали глаже, но и время растёт кратно.
В результате отчётливо проработаны детали шерсти, форма морды, глаза, нос и фон — особенно в зонах с малыми перепадами высоты. Если же нужно сократить время, шаг можно увеличить примерно до 0,15–0,20 мм либо взять сферическую фрезу на 1,5–2 мм: мелкие детали и гладкость поверхности при этом соответственно пострадают.
Приведённые значения — примерные режимы, подходящие для показанной на фото заготовки. Точное время начала и окончания, равно как и все значения из файла Makera Studio, не фиксировались из-за большой продолжительности работы, поэтому от программной оценки и фактического времени они могут слегка отличаться.
Фрезерование алюминия и латуни
Makera Z1 поддерживает обработку цветных металлов — алюминия, латуни и меди. Однако со 150-ваттным шпинделем он лучше приспособлен к неглубокому фрезерованию, гравировке и мелким металлическим деталям, чем к тяжёлому резанию и съёму больших объёмов. Производитель рекомендует не углубляться в алюминий более чем на 1 мм за проход. Для мелких фрез и детализированных работ в тестах использовалась куда меньшая глубина, чтобы снизить силы резания и риск поломки инструмента.
В этом тесте на алюминии и латуни фрезеровались две небольшие круглые заготовки с одинаковой надписью «CNX Software» — чтобы сравнить сохранение деталей и характер поверхности двух материалов.
Примерные общие настройки для задачи:
- тип фрезы — однозаходная цельная твердосплавная плоская концевая
- диаметр фрезы — около 1 мм
- обороты шпинделя — 12 000–13 000 об/мин
- траектория — двумерная выборка плюс чистовой контур
- суммарная глубина рисунка — около 0,3–0,5 мм
- циклонный пылесборник выставлен примерно на 80–100% для удаления металлической стружки из зоны резания
Примерные режимы для алюминия:
- подача — около 200–250 мм/мин
- скорость врезания — около 50–60 мм/мин
- глубина за проход — около 0,10–0,15 мм
- время работы — около 30–45 минут
Примерные режимы для латуни:
- подача — около 150–200 мм/мин
- скорость врезания — около 40–50 мм/мин
- глубина за проход — около 0,08–0,10 мм
- время работы — около 40–60 минут
Тест показал, что Makera Z1 справляется и с буквами, и с вырезанием круглого контура на обоих материалах. Алюминиевая заготовка дала относительно чёткие буквы и более ровную поверхность в целом. На латунной оказалось больше заметных следов инструмента и поверхность вышла грубее — особенно на фоне и в мелких элементах букв.
Эта разница не означает, что станок не может обрабатывать латунь. Она показывает, что латунь требует более тщательного подбора инструмента, подачи, глубины за проход и шага, а также непрерывной эвакуации стружки. Если стружка возвращается под фрезу, она подрезается повторно и оставляет следы на поверхности.
Для более гладкой поверхности на латуни работу стоит разделить на черновой и чистовой этапы, снизить глубину за проход примерно до 0,05–0,08 мм и добавить лёгкий финишный проход. Для букв с более острыми углами подойдёт V-образная или коническая гравировальная фреза, но подачу придётся уменьшить и следить, чтобы не сломать кончик.
По итогам тестов Makera Z1 подходит для гравировки металлических табличек, прототипов монет, шильдиков, печатных плат и небольших деталей из алюминия и латуни. Для нержавейки и глубокого быстрого съёма металла, как на промышленном станке, он не годится.
Установка вакуумного стола
Это, пожалуй, самая удачная система крепления в комплекте: заготовка удерживается разрежением. Она подходит для плоских листовых материалов — дерева, пластика, акрила, печатных плат и тонких металлических листов — и избавляет от прижимов, полностью освобождая верх заготовки, так что фреза движется без препятствий на траектории.
Установка начинается со снятия прижимов или низкопрофильных тисков со стола станка. Затем вакуумный стол совмещается с базовыми положениями на основании Makera Z1 и равномерно притягивается винтами. В основании выполнена сетка воздушных каналов, распределённых по поверхности: при подключении к источнику разрежения они создают вакуум под заготовкой.
Деревянный лист на вакуумном столе
После установки вакуумного стола на разлинованную подложку укладывается идущий в комплекте лист дерева. Цифры и линии сетки помогают выровнять заготовку относительно осей X и Y. Правильное выравнивание с самого начала упрощает установку базовой точки в программе и снижает шанс, что траектория уйдёт за пределы материала.
Перед укладкой заготовки поверхность вакуумного стола и низ деревянного листа нужно очистить, чтобы под ним не осталось пыли или стружки. Мусор мешает заготовке лечь плоско и создаёт подсосы воздуха. Если лист покороблен, шероховат или сильно пористый, удерживающее усилие тоже снизится.
Подключение шланга к вакуумному столу
После установки стола и укладки подложки следующий шаг — подключение вакуумного шланга к входному штуцеру на боковой стороне основания. Прозрачный шланг из комплекта нужно надеть на штуцер до упора, чтобы он не соскочил и не давал подсосов при работе.
Этот шланг переносит воздух из каналов сетки под заготовкой к источнику разрежения. Когда циклонный пылесборник включается, давление под материалом падает, и внешнее атмосферное давление прижимает заготовку к столу, удерживая её без единого прижима.
Перед подключением шланга станок и вытяжку нужно выключить. Затем проверить, что конец шланга не забит пылью, не порван и не перекручен. После подключения шланг прокладывается так, чтобы не иметь резких перегибов и не оказаться прижатым крышкой станка, иначе поток воздуха упадёт и удержание ослабнет.
Переключение внутреннего шланга для работы с вакуумным столом
Внутри станка находятся шланг и клапан, задающие путь разрежения. При работе с вакуумным столом прозрачный шланг от него должен быть подключён к внутреннему штуцеру, чтобы тяга от пылесборника уходила в воздушные каналы под заготовкой.
Перед переключением шлангов станок нужно остановить, а вытяжку выключить. Затем надеть шланг на штуцер до упора и перевести клапан в положение вакуумного стола. Это меняет путь воздушного потока с удаления стружки на создание разрежения под заготовкой.
После подключения следует убедиться, что шланг не болтается, не заломлен и не попадает на траекторию движения стола или шпиндельной головки. Затем включить вытяжку и проверить удержание, аккуратно попробовав сдвинуть заготовку. Если она всё ещё скользит, стоит перепроверить положение клапана, соединения и возможные подсосы воздуха.
Одно наблюдение из тестов: когда тяга перенаправлена на вакуумный стол, удаление стружки вокруг фрезы может ухудшиться в зависимости от положения клапана, поскольку один и тот же источник разрежения используется для удержания заготовки. Поэтому режимов, дающих слишком много стружки, лучше избегать, рабочую зону периодически проверять, а мусор убирать после работы.
При возврате к прижимам или низкопрофильным тискам сперва выключите вытяжку, отсоедините шланг вакуумного стола и верните клапан на обычный путь удаления стружки. Дёргать или переключать шланги при работающей вытяжке нельзя — пыль и стружка разлетятся внутри станка.
Тест вакуумного стола на пластиковом листе
Далее система проверялась на двухслойном гравировальном пластике. Материал уложили на подложку и удерживали разрежением вместо прижимов.
У этого материала красный верхний слой и белый нижний. Когда фреза снимает верхний слой, проступают белые буквы «CNX Software». Материал удобен для проверки одновременно и точности фрезерования, и способности вакуумного стола удерживать тонкий лист.
Примерные режимы для теста:
- тип фрезы — двухзаходная плоская концевая
- диаметр фрезы — около 3,175 мм
- обороты шпинделя — около 12 000 об/мин
- подача — около 350–450 мм/мин
- скорость врезания — около 100 мм/мин
- глубина за проход — около 0,2–0,3 мм
- суммарная глубина — около 0,3–0,5 мм, то есть ровно чтобы пройти красный слой
- траектория — двумерная выборка
- время работы — около 10–15 минут
Перед фрезерованием включался циклонный пылесборник для создания разрежения, после чего лист пробовали сдвинуть рукой, убеждаясь, что заготовка не поедет. Затем проводным щупом промерялось положение поверхности и задавалась базовая точка, и только после этого файл отправлялся из Makera Studio на станок.
В ходе теста вакуумный стол удерживал лист без прижимов, перекрывающих траекторию, что позволило непрерывно отфрезеровать буквы в центре листа. Результат получил ровные линии букв без следов смещения — значит, разрежения достаточно для неглубокой обработки плоского листового материала.
Тем не менее вакуумный стол лучше подходит для работ с относительно небольшими силами резания: гравировки, табличек, печатных плат и тонкого пластика. Для глубоких проходов, крупных фрез или высоких боковых нагрузок подачу следует снизить, разбить резание на несколько проходов или выбрать другой способ крепления. Незанятые участки стола стоит перекрывать, чтобы уменьшить подсосы и сохранить разрежение под заготовкой.
Модуль четвёртой оси
Модуль четвёртой оси — опциональный аксессуар, добавляющий станку поворотную ось A. Это позволяет обрабатывать цилиндрические заготовки по кругу, а не ограничиваться плоскими поверхностями в трёх осях. Он подходит для скульптур, цилиндрических деталей, рукояток, колец, печатей, моделей и узоров, требующих детализации вокруг заготовки.
Комплект четвёртой оси состоит из поворотной головки с трёхкулачковым патроном, основания на линейной направляющей и задней бабки для поддержки заготовки. В работе Makera Studio согласует вращение оси A с перемещением фрезы, так что инструмент непрерывно достаёт до поверхности вокруг детали без остановки станка для ручного переворота материала.
Технические сведения:
Зажим заготовки в комплекте четвёртой оси
- максимальная рабочая зона — диаметр 80 мм при длине 150 мм
- привод — ремённый
- крутящий момент поворотной оси — около 2,5 Н·м
- крепление заготовки — самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон
- поддержка — задняя бабка с регулируемым центром
- управляемая поворотная ось — A
- подключение — кабели питания и сигналов к внутреннему разъёму Makera Z1
- программное обеспечение — создание проектов для четырёх осей поддерживается в Makera Studio
- типы работ — черновая и чистовая обработка вращением, а также рельеф с оборачиванием вокруг детали
- установка — модуль монтируется к столу станка через предусмотренные отверстия и базовые положения
- совместимость — разработан для Makera Z1 и не взаимозаменяем с модулем четвёртой оси от Carvera и Carvera Air
Установка заготовки начинается с ввода её торца в патрон. Затем комплектным ключом проворачивается механизм патрона, и все три кулачка сходятся к центру, равномерно зажимая деталь. На фото использованы два инструмента, чтобы патрон не проворачивался в момент затяжки.
Заготовку нужно заводить в патрон достаточно глубоко, оставляя минимально необходимый вылет: длинный вылет заметно повышает вероятность вибрации и отжима. Затем задняя бабка подводится с другого конца, а её центр выставляется до контакта с осью детали, поддерживая её при вращении.
Усилие зажима патрона должно быть достаточным, чтобы заготовка не проскальзывала и не проворачивалась, но не чрезмерным — особенно на мягких материалах вроде дерева, пены или синтетики, которые кулачки могут смять или расколоть. Задняя бабка должна поджимать ровно настолько, чтобы деталь не била, но не создавать лишнего трения и не перегружать двигатель четвёртой оси.
После зажима патрон стоит медленно провернуть рукой на полный оборот, проверив, что деталь отцентрована, не бьёт и не задевает основание или внутренние узлы станка. Затем повторить проверку вращения командой ручного перемещения на низкой скорости — и только потом запускать реальную обработку.
В тестах патрон и задняя бабка уверенно держали небольшие цилиндрические заготовки. Однако точность работы по четырём осям сильно зависит от центрирования: если деталь хотя бы слегка перекошена или смещена от центра, глубина резания вокруг неё окажется неравномерной, а часть деталей с одной стороны потеряется.
Подключение проводки четвёртой оси
После монтажа модуля четвёртой оси на стол станка кабели поворотной оси нужно подключить к внутреннему разъёму для питания и управляющих сигналов. Станок при этом должен быть выключен и полностью остановлен. Затем разъём совмещается с гнездом и вставляется до конца — без усилия и проворачивания. Если он не идёт, вытащите его и проверьте ориентацию: попытка вставить разъём неправильно повредит внутренние контакты.
После подключения кабель прокладывается вдоль стороны рабочей зоны с запасом на перемещение стола и вращение патрона. Кабель не должен пересекать линейные направляющие, касаться заготовки или оказываться рядом с фрезой: вращение четвёртой оси способно затянуть его в патрон.
Когда станок включён и в Makera Studio выбран четырёхосевой режим, система подаёт команды поворотному двигателю в соответствии с заданной траекторией. Перед реальной обработкой прокрутите патрон командами ручного перемещения хотя бы на один полный оборот, чтобы проверить направление вращения, надёжность подключения и свободу кабеля, а также убедиться, что заготовка не столкнётся со шпиндельной головкой, задней бабкой или внутренней рамой.
В обзоре точка подключения находилась внутри станка и была доступна без особых трудностей, но кабель разумнее подключать до окончательной установки и настройки комплекта четвёртой оси: когда патрон и заготовка уже на месте, дотянуться до разъёма заметно сложнее.
Обработка по четырём осям на эпоксидной заготовке
Образцом послужила небольшая скульптура с детализацией со всех сторон, поэтому четвёртая ось вращала деталь, пока шпиндельная головка перемещалась по X и Z. Это позволило фрезе непрерывно доставать до передней, задней и боковых поверхностей без остановки станка для ручного переворота.
Такие работы делятся на два этапа.
Черновая обработка:
- фреза — двухзаходная плоская концевая, 3,175 мм
- обороты шпинделя — около 12 000 об/мин
- подача — около 400–500 мм/мин
- скорость врезания — около 100–150 мм/мин
- глубина за проход — около 0,8–1 мм
- шаг между проходами — около 35–40% диаметра фрезы
- время работы — около 45–90 минут
Чистовая обработка:
- фреза — сферическая концевая диаметром около 1 мм
- обороты шпинделя — около 13 000 об/мин
- подача — около 250–300 мм/мин
- шаг между проходами — около 0,08–0,12 мм
- траектория — чистовая с вращением или параллельная четырёхосевая
- время работы — около 5–8 часов
С учётом зондирования, смены инструмента, черновой обработки и детальной доводки скульптура такого типа может потребовать в сумме порядка 6–10 часов — в зависимости от размера заготовки, сложности модели и заданного в Makera Studio шага.
Тест показал, что Makera Z1 формирует непрерывную поверхность вокруг заготовки, включая черты лица, волосы, одежду и основание скульптуры, без видимых швов от переворотов, характерных для многосторонней обработки в трёх осях. Однако четырёхосевая работа требует куда большего внимания к подготовке, особенно к выставлению патрона и задней бабки на одной оси. Даже небольшое смещение от центра приводит к неравной глубине резания с разных сторон.
Перед запуском задания прокрутите четвёртую ось на полный оборот и проверьте, что заготовка не задевает стол, шпиндельную головку или внутренние узлы. Патрон и задняя бабка должны быть затянуты достаточно, но не настолько, чтобы материал треснул или деформировался.
Приведённые технические значения — примерные режимы, подходящие для заготовки с фотографии. Если нужно уложиться в меньшее время, возьмите сферическую фрезу большего диаметра или увеличьте шаг, но детализация поверхности соответственно снизится.
Работа в Makera Studio
В Makera Studio предусмотрен режим проектов для четырёхосевых работ. Пользователь импортирует трёхмерную модель, задаёт размеры заготовки, выбирает поворотную ось и генерирует черновые и чистовые траектории. Программа рассчитывает вращение детали относительно положения фрезы.
Работы с высокой детализацией стоит разделять на два этапа:
- черновая обработка плоской концевой фрезой около 3,175 мм для съёма основной массы материала
- чистовая обработка сферической фрезой примерно 1–2 мм для доводки криволинейных поверхностей и мелких деталей
Уменьшение шага на чистовом этапе делает поверхность глаже, а детали чётче, но увеличивает количество траекторий и время работы. Небольшая скульптура с проработкой по всему периметру может занять много часов.
Установка лазерного модуля 5 Вт на Makera Z1
Тестирование лазерной головки на 5 Вт
На Makera Z1 можно установить лазерный модуль мощностью 5 Вт, добавив станку возможность гравировки и резки тонких материалов. Это синий диодный лазер с длиной волны 445 нм, подходящий для гравировки по дереву, коже, бумаге, картону, ткани и части пластиков.
Характеристики лазерного модуля
- тип лазера — полупроводниковый диодный
- мощность лазера — 5 Вт
- длина волны — 445 нм
- сценарии применения — линейная гравировка, заливка изображений и резка тонких материалов
- установка — монтируется в шпиндельную головку через систему быстрой смены инструмента
- подключение — управляющий кабель в трёхконтактный разъём на боковой стороне шпиндельной головки
- программное обеспечение — подготовка лазерных заданий поддерживается в Makera Studio
- поддерживаемые материалы — дерево, отдельные пластики, ткань, кожа и картон
- в комплекте — лазерная головка 5 Вт, соединительный кабель, воздушная трубка и защитные очки
Порядок установки
Перед установкой остановите станок и дождитесь полной остановки шпинделя. Затем снимите фрезу и вставьте лазерную головку в то же посадочное место через систему быстрой смены. При установке модуль нужно выровнять так, чтобы он не проворачивался и не перекашивался: ориентация головки и положение кабеля должны быть обращены в предусмотренную сторону.
После фиксации головки подключите управляющий кабель модуля к трёхконтактному разъёму на боковой стороне шпиндельной головки и присоедините воздушную трубку согласно руководству. Проверьте, что кабель и трубка не провисают рядом с головкой и не пересекают траекторию перемещения станка.
В тестах установка прошла быстро благодаря системе быстрой смены и не потребовала снятия шпиндельного узла со станка. Однако перед запуском задания головку стоит прогнать в ручном режиме, убедившись, что кабель не натянут и не касается заготовки.
Лазер на 5 Вт подходит для гравировки логотипов, надписей, чёрно-белых изображений и узоров на деревянных поверхностях. Интенсивность следа зависит от мощности, скорости перемещения и количества проходов.
Примерные стартовые значения для пробной гравировки по дереву:
- мощность лазера — около 60–80%
- скорость — около 1500–2500 мм/мин
- количество проходов — 1
- межстрочный интервал для заливки изображений — около 0,10–0,15 мм
Для резки тонкого дерева или картона может потребоваться мощность, близкая к 100%, меньшая скорость и несколько проходов. Способность резать зависит от типа материала, толщины, плотности и влажности, поэтому обрезки следует пробовать каждый раз заново.
Ограничения лазерной головки
Этот модуль предназначен для гравировки и резки тонких материалов и не заменяет мощный лазерный станок. Производитель прямо указывает, что резать лазером листовой акрил не следует — особенно прозрачный, который плохо поглощает синий свет с длиной волны 445 нм. Если акрил нужно раскроить, применяйте фрезу.
Безопасность:
- надевайте комплектные защитные очки каждый раз при установке, тестировании и работе;
- закрывайте крышку станка перед началом гравировки;
- не смотрите прямо на луч или точку фокуса;
- не оставляйте станок без присмотра — материалы способны загореться;
- включайте вытяжку и систему фильтрации, чтобы удалять дым, запах и частицы;
- не применяйте лазер к ПВХ, винилу и другим хлорсодержащим материалам: они выделяют токсичные газы и вызывают коррозию станка;
- проверяйте тип материала перед использованием, а при неизвестном составе не обрабатывайте его лазером вовсе;
- держите подходящие средства пожаротушения рядом с рабочим местом.
В целом лазерный модуль на 5 Вт позволяет Makera Z1 закрывать и фрезерные, и лазерные задачи одной машиной. Он подходит для вывесок, сувениров, художественных работ и небольших прототипов, но использовать его следует в пределах мощности лазера и со строгим соблюдением требований безопасности.
Гравировка по дереву лазерным модулем
Лазерный модуль проверялся гравировкой пейзажного изображения на листе МДФ размером примерно 100 × 100 мм. Исходная картинка содержала довольно много деталей — горы, сосны, дом, озеро и фактуру камней, — что удобно для оценки разрешения, управления интенсивностью и способности головки формировать тонкие линии.
Перед запуском изображение импортировалось в Makera Studio, переводилось в чёрно-белое или полутоновое и превращалось в растровую траекторию гравировки, чтобы лазер сканировал строку за строкой. Программа регулирует мощность в соответствии с интенсивностью изображения: тёмные участки прожигаются сильнее, а светлые обрабатываются на пониженной мощности либо остаются цветом дерева.
Примерные настройки теста:
- материал — лист МДФ
- область гравировки — около 90 × 90 мм
- лазерная головка — диодная, 5 Вт
- длина волны — 445 нм
- режим изображения — полутоновый или дизеринг
- тип траектории — растровая гравировка
- максимальная мощность лазера — около 75–85%
- скорость — около 2500–3000 мм/мин
- межстрочный интервал — около 0,10 мм
- разрешение — около 254 DPI
- количество проходов — 1
- время работы — около 35–45 минут
Перед гравировкой на обрезке того же материала стоит прогнать тестовую сетку, сравнив мощность и скорость и подобрав значения, дающие тёмный след без чрезмерного прожига. Разные породы дерева отличаются цветом, плотностью, клеевым составом и влажностью, поэтому одни и те же значения нельзя применять к каждому листу без проверки.
Станок вполне отчётливо воспроизвёл линии гор, ветви сосен, поверхность воды и мелкие элементы дома. Переход от тёмного к светлому придал изображению объём. И хотя мощность лазера всего 5 Вт, разрешения достаточно для работы с изображениями, вывесок и небольших сувениров.
Во время теста был включён циклонный пылесборник, помогавший удалять дым и запах из рабочей зоны: гравировка МДФ даёт дым и от древесных волокон, и от связующих внутри плиты. После завершения задания вытяжку стоит подержать включённой ещё некоторое время, прежде чем открывать крышку станка.
Если нужно более тёмное изображение, мощность можно увеличить или снизить скорость, но это повышает риск подпалин и размытых краёв. Уменьшение межстрочного интервала делает детали плотнее, но резко увеличивает время работы. Для изображения такого рода 0,10 мм дали хороший баланс между детализацией и временем.
Платформа Makerables
Это площадка для сбора и обмена проектами для ЧПУ. Здесь есть и файлы от Makera, и работы участников сообщества, охватывающие двумерное фрезерование, трёхмерный рельеф, лазерную гравировку и обработку по четырём осям. Пользователи могут изучить описание, скачать файлы или открыть их прямо в Makera Studio, чтобы подготовить и отправить задание на станок. Тип инструмента, материал и режимы резания при этом всё равно стоит проверять. Инструмент получился очень удобным.
Страница проекта на Makerables показывает примеры изображений, сведения об авторе, файлы для ЧПУ, ориентировочное время работы и количество используемых инструментов. Файлы можно скачать либо выбрать открытие в Makera Studio, чтобы сразу подготовить траекторию и отправить задание на станок. В примере на изображении — проект деревянного подстаканника с узором мандалы, который помогает новичку попробовать работу по готовому файлу, не создавая модель с нуля. Размер материала, фрезы и режимы резания перед реальной работой всё равно нужно проверить.
Видеообзор станка Makera Z1
Заключение
Makera Z1 Desktop CNC спроектирован так, чтобы быть удобнее типичного станка с открытой рамой. Он использует цельнолитую алюминиевую раму, полностью закрытый кожух, рабочий объём 200 × 200 × 100 мм и шпиндель на 150 Вт с максимальной скоростью 13 000 об/мин. Система перемещения базовой модели построена на линейных направляющих с трапецеидальными винтами и даёт разрешение 0,02 мм при биении шпинделя около 0,01 мм.
Среди выделяющихся особенностей — быстрая смена инструмента, автоматическое зондирование и выравнивание, проводной щуп, встроенная камера и система AeroDust, а также программа Makera Studio, помогающая строить траектории без ручной настройки каждого параметра, как в промышленных CAM-пакетах. Тем не менее пользователю всё равно придётся разобраться в типах фрез, оборотах, подаче, глубине за проход и способах крепления заготовок: неверные значения по-прежнему ломают инструмент, портят детали и приводят к пропуску шагов двигателями. Особенно это касается базовой версии Z1, где двигатели работают в разомкнутом контуре и не могут обнаружить потерю позиции, в отличие от Z1 Pro.
В ходе обзора станок справился с широким кругом работ — от фрезерования надписей и мелкой гравировки до трёхмерного рельефа, обработки по четырём осям и гравировки дерева лазером на 5 Вт. Алюминий и латунь он теоретически тоже берёт, но только при подходящих фрезах и режимах и со сниженной до посильного уровня глубиной за проход. Эта машина лучше подходит для небольших металлических работ и неглубокого фрезерования, чем для съёма больших объёмов металла. Если обработка металла — основной сценарий, требуется непрерывная работа или нужны более высокие подачи, разумнее смотреть в сторону Z1 Pro с шарико-винтовыми передачами и шаговыми двигателями с обратной связью.
Детализированные изделия вроде рельефных изображений и четырёхосевых скульптур сохраняют проработку хорошо, но стоит держать в голове, что такие задания идут долго — многие часы, — поскольку программа строит близко расположенные траектории. Вакуумный стол удобно держит плоские листовые материалы и оставляет верх заготовки свободным от прижимов, но за подсосами воздуха нужно следить, а режимов с чрезмерной боковой нагрузкой избегать.
В целом Makera Z1 — настольный ЧПУ-станок, заметно упрощающий рабочий процесс, особенно в части установки нуля, смены фрез, генерации траекторий и подключения аксессуаров. Это не машина, которую можно использовать прямо из коробки вообще без обучения, но после освоения основ ЧПУ и корректной настройки режимов под каждый материал она способна выдавать детализированные изделия и закрывать широкий спектр задач на компактной площади.
Отдельная благодарность компании Makera за предоставленные для обзора станок и часть аксессуаров. Оформить предзаказ можно за 1099 долларов. Аксессуары — модуль четвёртой оси, лазерный модуль на 5 Вт, вакуумный стол, низкопрофильные тиски и циклонный пылесборник — продаются отдельно либо входят в отдельные комплекты. Для покупателей из СНГ прямых поставок нет: и станок, и оснастку придётся везти через посредников, закладывая в бюджет доставку тяжёлого груза массой около 17 килограммов.
