L'autre moulin est quelque chose d'autre

Je vais admettre. Quand j'ai vu l'Othermill pour la première fois, j'ai pensé que c'était juste un autre moulin avec du matériel chinois bon marché à l'intérieur vendu en prime. J'ai honte de dire que j'en ai même un peu parlé. Cela m'a donné une autre chance de réapprendre que je devrais toujours faire mes recherches avant d'être un imbécile, vérifier soigneusement mes hypothèses, et même dans ce cas, ce n'est pas recommandé. Other Machine Company a eu la gentillesse de me laisser passer par le bureau de Berkeley en Californie. [Danielle], la PDG, m'a guidé tout au long de la conception de l'usine ainsi que des défis liés à la gestion de l'exploitation.

L'Othermill est une machine sérieuse, et avec la sortie récente de l'Othermill Pro, ça ne fait que s'améliorer. Les composants ne sont pas au rabais. C'est quelque chose qui pourrait être plus évident, mais il est presque entièrement fabriqué à partir de pièces d'origine américaine, y compris les moteurs pas à pas personnalisés. Il n'y a pas de roulements à billes qui commenceront à faire des bruits étranges dans un an. Il peut maintenant couper des traces de 6 mil dans un PCB toute la journée. Pour le mettre en perspective. L'Othermill Pro coûte le tiers du prix d'une machine équivalente de LPKF et a les mêmes capacités.

L'Othermill a commencé comme une subvention DARPA recherchée à Otherlab. Ils voulaient une CNC bon marché, durable et facile à comprendre pour chaque salle de classe, quelque chose avec les mêmes capacités qu'un découpeur laser mais sans gaz toxiques ni risque d'incendie. Il en est résulté une machine plutôt étrange. La machine fonctionnait exactement comme un coupe-vinyle avec une broche plutôt qu'une lame. Le stock de feuilles était introduit dans les rouleaux et il déplaçait le matériau d'avant en arrière jusqu'à ce qu'il soit terminé. J'ai quelques doutes sur le design mais, [Danielle], m'a assuré que ça fonctionnait plutôt bien. Depuis qu'elle a un doctorat et qu'elle est PDG d'une entreprise de machines CNC, j'étais enclin à la croire.

Cependant, cette machine n'est pas la machine que nous voyons aujourd'hui. Le gouvernement, capricieux comme toujours, a vu un bouton plus récent et plus brillant sur le sol et s'est dandiné, laissant tomber le projet de recherche Othermill de ses doigts collants pendant qu'il courait. Avec la quasi-totalité de leur financement, Other Machine Co aurait dû abandonner, au lieu de cela, ils se sont restructurés, ont accepté des emplois juste pour garder les lumières allumées et ont travaillé pour un Kickstarter.

La prochaine itération de leur machine, et celle qui a été montrée dans la vidéo Kickstarter, a commencé sa transformation en l'Othermill que nous voyons aujourd'hui. Fait intéressant, la machine était sans attache au départ. C'était un choix de conception cool et présentait certains avantages, mais pas assez par rapport à l'utilisation d'attaches. L'usinage était plus cher et la machine était plus difficile à entretenir.

Tout au long du développement jusqu'à la version finale de Kickstarter, la machine a reçu de nombreuses mises à niveau. Il a poussé des poignées. Il a un volume de construction fermé. Les fils étaient bien gérés. En plus de cela, ils ont ajouté une très belle pile de logiciels. Le niveau de finition est impressionnant.

Au final, cela a fonctionné. Other Machine Co n'a pas coulé. Il s'est frayé un chemin jusqu'à une indépendance financière suffisante pour se séparer d'Otherlab et obtenir sa propre installation à Berkeley.

Pour l'amateur qui tombe sur l'Othermill, il est difficile de comprendre pourquoi cela coûte ce qu'il fait. Ebay est au ras de ces 3020 fraiseuses CNC de Chine pour un tiers du prix. Pourquoi quelqu'un devrait-il laisser tomber l'argent supplémentaire sur une machine avec des spécifications sur papier très similaires ? Ces spécifications sont bonnes, mais toutes les spécifications sont écrites lorsque les étoiles sont toutes alignées, l'ingénieur en chef vient de passer trois jours à peaufiner l'appareil, le marketing est un peu ivre et le PDG est irritable.

Les spécifications papier vous donneront une indication de ce à quoi vous attendre, mais l'évaluation des performances dans le monde réel vous donnera la vérité. Même les machines CNC haut de gamme avec exactement les mêmes spécifications peuvent se comporter différemment en termes de coupe, de bruit, de vibration, de finition de surface, de vitesse, etc. Si ce n'était pas le cas, ils ne passeraient pas des heures interminables à harceler les entreprises avec un vendeur. Ils afficheraient simplement le prix le plus bas et les gens achèteraient.

La vibration est une chose subtile dans les machines CNC. De par sa nature, la machine fait beaucoup de bruit, jette des copeaux et fait généralement des dégâts. Si vous placez une bonne CNC à côté d'une mauvaise équivalente et que vous les exécutez côte à côte avec les mêmes paramètres, vous aurez souvent du mal à repérer une différence vraiment évidente dès le départ. Cependant, lorsqu'il est temps d'assembler deux pièces ou d'inspecter la finition de surface de la pièce, la vérité devient évidente. Les vibrations comptent.

Il est vraiment facile de voir l'effet des vibrations dans une imprimante 3D, une machine sœur, comme le montre l'image de droite. Les forces dynamiques exercées sur le cadre s'additionnent pour former une sonnerie répétable dans le plastique. Vous pouvez réellement voir les nœuds et les ventres dans le mur de l'impression. En modifiant les paramètres de vitesse et d'accélération, l'utilisateur peut réduire ces forces sur une imprimante jusqu'à ce que l'impression soit fluide.

Maintenant, ajoutez une fraise en bout tournante voyant une charge intermittente d'amplitudes variables en fonction de tout un seau de variables, du type de matériau à la phase de la lune, et le problème de vibration dans une fraiseuse CNC devient plus facile à voir.

En mentionnant à nouveau le broyeur 3020, voici une excellente vidéo au ralenti de la broche qui dévie de temps en temps et qui revient à zéro. Il serait très difficile de repérer ce comportement à l'œil nu. Gardez à l'esprit que cet appareil promet pratiquement la même précision de positionnement que l'Othermill, cependant, il dévie souvent de plus de 0,01 pouce des charges sur la broche.

L'axe du 3020 est un boîtier de roulement moulé et légèrement usiné, ajusté par pression à l'avant d'un boîtier de moteur sans balais. Toute vibration subie à l'intérieur du moteur va directement à la pièce. De plus, le carter en tôle laminée n'a pas assez de métal pour assurer un maintien adéquat contre les efforts. Cette vidéo explique comment certains défauts de conception graves de ces broches peuvent entraîner un faux-rond important. Il mentionne également qu'il est possible d'abîmer ces broches en 4 heures environ avec des coupes auxquelles il faut s'attendre pour une fraiseuse. Il y a une raison pour laquelle la plupart des vendeurs du marché, mais pas tous, sont des graveurs CNC au lieu de moulins.

L'Othermill a un boîtier de broche usiné sur mesure avec une pince haut de gamme tenant le foret. La broche est équipée d'un jeu de roulements à billes de précision correctement préchargés.

Le moteur est découplé de l'action de la fraise en bout en utilisant un entraînement par courroie au lieu d'un entraînement direct. Ces courroies doivent être soigneusement sélectionnées et finiront par s'user à cause de la chaleur et des contraintes mécaniques du fonctionnement quotidien. Ce petit compromis (les courroies sont bon marché et faciles à remplacer) en vaut la peine. L'Othermill a également récemment fait fabriquer un moteur de broche personnalisé pour eux, offrant des performances plus élevées et plus silencieuses que le moteur R/C qu'ils utilisaient auparavant. On m'a dit que leur nouveau moteur respecte la même norme d'équilibre dynamique qu'un disque dur.

Tout cela s'ajoute à une broche silencieuse, précise, durable et qui peut supporter une charge surprenante pour une si petite machine. Le faux-rond réel de cette broche est nettement inférieur à celui de la broche chinoise.

D'accord, mais le moulin chinois est en aluminium et l'autre moulin n'est qu'un plastique de merde. L'aluminium est certainement un matériau supérieur pour une usine. Ce n'est pas vrai.

Le cadre Othermill est construit en HDPE usiné. Selon l'alliage d'aluminium auquel il est comparé, le PEHD peut être plus résistant que l'aluminium tout en offrant de nombreux avantages distincts.

Le HDPE amortit plus que l'aluminium. Toutes ces petites vibrations s'additionnent dans la machine. Le PEHD est capable de convertir certaines de ces vibrations en chaleur. L'aluminium, au contraire, transfère la plupart de ces vibrations de manière rigide, agissant comme un ressort. Cela signifie que les forces et les oscillations de la coupe et du mouvement de la machine doivent aller quelque part. Typiquement c'est dans les joints de la machine ; c'est la fraise et les roulements. Cela peut entraîner n'importe quoi, d'une mauvaise finition de surface à une défaillance prématurée de la machine si elle n'est pas manipulée correctement. Pour l'Othermill, cela se traduit par un fonctionnement plus silencieux et plus précis.

Ils utilisent également intelligemment la plus grande flexibilité du plastique en utilisant un joint souple pour aligner les tiges lisses. Une tige est maintenue fixe dans le cadre et l'autre est autorisée à se déplacer de gauche à droite, mais pas de haut en bas à l'autre extrémité. Il s'agit en fait d'une construction très rigide par rapport aux charges que la machine verra et évite tout problème de désalignement ou d'usure prématurée qui peut survenir avec une configuration de roulement de guidage linéaire.

Le PEHD est beaucoup plus léger que l'aluminium. Pour le chariot de broche et les autres composants mobiles de la fraiseuse ainsi que pour la portabilité de la fraiseuse, c'est une bonne chose. Plus les chariots sont lourds, plus les forces dynamiques seront fortes sur le châssis. La conception du portique du moulin chinois déplace un poids assez énorme pour une si petite machine. Cela entraînera beaucoup de vibrations, de bruit et plus de déviation lorsque la machine se déplace rapidement.

Bien sûr, comme on le voit dans l'assemblage de broche ci-dessus, où les propriétés plus rigides de l'aluminium sont nécessaires, Other Machine Co l'a choisi comme matériau. Le HDPE ferait un boîtier de broche terrible. Il se dilate trop à chaud. Il dévie trop pour tenir un roulement avec précision.

Le PEHD est moins cher qu'un alliage d'aluminium équivalent. Cela réduit le coût de la machine. Comme le plastique est moins cher, ils peuvent simplement en utiliser plus. En volume seul, l'autre broyeur utilise beaucoup plus de matériau dans son châssis que le broyeur 3020. Il en résulte un cadre très solide, léger et fermé pour la machine.

Non seulement le HDPE est moins cher, mais il se coupe comme du beurre sur une machine correctement configurée. Cela leur permet de faire des coupes très complexes qui seraient tout simplement trop coûteuses à faire dans les métaux. Comme nous le verrons plus tard. Ils peuvent même se permettre de découper des fentes dans les parois de la machine pour un acheminement des fils très soigné.

Avec un châssis et une broche solides, les seuls éléments mécaniques contribuant de manière significative à comparer sont les mécanismes de mouvement linéaire des machines CNC respectives. Le moulin 3020 est quelque peu célèbre pour proposer occasionnellement des vis à billes et des guides linéaires dans sa gamme de prix. Cependant, une vis à billes est un objet réputé difficile à fabriquer et, comme beaucoup l'ont expérimenté, ne vaut pas grand-chose s'il ne tourne pas.

Les moulins 3020 varient selon les vendeurs. Certains proposent des vis-mères ACME, d'autres proposent généralement des vis à billes roulées ou rectifiées de précision C7. Cette complexité supplémentaire de la vis à billes sur un si petit broyeur n'est pas nécessairement un argument de vente. L'un des avantages des vis à billes, en particulier dans les grandes machines, est le moindre frottement sous charge. Cependant, ces machines plus grandes ont des entraînements si grands et déplacent des poids si importants que des choses comme l'inertie de la vis et les vibrations et le bruit qu'elles produisent deviennent négligeables. En règle générale, les vis à billes sont également mieux protégées des particules générées par le broyage qu'elles ne le sont dans les broyeurs 3020.

L'Othermill utilise des vis-mères laminées de précision revêtues de téflon d'une société américaine, Koco motion. Associés à un écrou en plomb anti-jeu correctement adapté, ils peuvent égaler les performances d'une vis à billes C7 sans aucun des inconvénients de complexité de la vis à billes. Le revêtement en téflon élimine la majeure partie de la différence de force motrice entre les deux.

Alors que l'Othermill et le 3020 utilisent des guides linéaires ronds, le 3020 utilise généralement des roulements à rouleaux tandis que l'Othermill utilise les bagues en acétal imprégnées de téflon plus chères. Non seulement ces bagues sont tout aussi précises ou plus précises lorsqu'elles sont correctement préchargées. Encore une fois, ils ont considérablement moins de problèmes de bruit, d'usure, d'entretien et de vibrations que les éléments à rouleaux. Ceci est visible dans une vidéo de comparaison ci-dessous.

On peut facilement supposer qu'un moulin à 600 dollars va avoir de l'électronique très bon marché. L'électronique de toutes ces usines est conçue pour fonctionner sur un ordinateur à port parallèle. Ainsi, avec votre achat, vous devrez trouver un ordinateur suffisamment ancien pour exécuter le logiciel, Mach 3, pour cette usine. (LinuxCNC est également possible.)

Mis à part la consommation d'énergie plus élevée, le bruit plus élevé d'une fréquence PWM plus faible, ni Mach 3 ni Linux CNC ne prennent actuellement en charge l'accélération S Curve sans un piratage sérieux. Comme le montre cette vidéo, cela peut faire toute la différence pour une machine en mouvement. Non seulement la charge sur l'outil sera plus uniforme, mais la machine vibrera moins.

TinyG est également une carte éprouvée avec beaucoup de support. L'usine chinoise viendra avec des composants électroniques qui ont subi le plus lourd comptage de haricots avec seulement les tests les plus superficiels. Il est probable qu'ils se cassent lors d'une utilisation normale. Nous avons couvert l'expérience d'un utilisateur avec l'électronique du broyeur 3020. L'une des premières choses qu'il a dû faire a été de remplacer complètement l'alimentation électrique. Il a également fallu creuser et pirater pour activer des fonctionnalités, telles que le contrôle du régime de la broche, qui auraient dû être activées.

Enfin les connexions électriques sont juste plus fiables dans l'Othermill. Le 3020 usine généralement des longueurs de fil qui doivent être acheminées et terminées dans le connecteur DIN le moins cher possible qu'ils pourraient trouver. Ce ne sont pas des connexions fiables pour une fraiseuse.

Avec l'objectif d'Othermill d'être une machine portable, beaucoup de travail a été fait pour que le câblage correct soit correctement acheminé et terminé. Il y a beaucoup de travail qui peut être fait là-dedans. Par exemple, si vous venez d'essayer d'utiliser un câble Belkin Telecom standard ou un câble ruban pour une machine CNC, vous constaterez rapidement que les fils rompent la connexion par intermittence (en vous regardant Makerbot !) partout où ils sont déplacés. Le câblage doit être conçu pour les applications flexibles, sinon il se cassera. Cela coûte de l'argent, les entreprises font tout, des formations plastiques spéciales et des tresses de fil compliquées à la mise en place de poudre de téflon entre les conducteurs pour obtenir un câble flexible.

La dernière différence est celle du QC. L'usine d'importation aura certainement besoin d'un peu de travail de la part de l'utilisateur final pour se rapprocher des spécifications promises. Nous avons vu des utilisateurs faire n'importe quoi, du remplacement de tous les composants électroniques au remplacement de la broche par une broche plus chère. La machine est susceptible d'être hors d'équerre, et le réglage de l'une de ces machines peut être assez difficile.

Comme pour la plupart des produits haut de gamme/fabriqués dans le pays, l'Othermill subit beaucoup plus de tests et d'étalonnages avant de quitter l'usine. Le broyeur est remorqué et le lit est fraisé pour être exactement d'équerre avec la course de la machine. L'électronique est vérifiée et tout est suivi. Other Machine Co offre un autre niveau de support que celui d'un fabricant chinois.

Othermill mérite une dernière mention pour sa pile logicielle, en particulier pour les PCB. C'est l'un des arguments de vente qu'ils vantent le plus. Après l'avoir vu en action. Cela fonctionne définitivement comme annoncé et facilitera particulièrement la vie de quelqu'un s'il fabrique des circuits imprimés.

Cependant, dans le cas d'un travail régulier sur machine, LinuxCNC ou Mach3 n'est pas si difficile à maîtriser. En fin de compte, posséder une CNC de quelque sorte que ce soit nécessite encore un peu de savoir-faire technique et la capacité de lire la documentation. Une fois que tout est configuré, il s'agit essentiellement d'un clic pour les deux.

En fin de compte, tout cela s'ajoute à une machine qui coupera de la même manière à chaque fois. En prime, il sera également beaucoup plus silencieux que les autres options. J'ai pu m'asseoir à côté d'un tout en effectuant une opération de routage de circuit imprimé sans protection auditive. Une machine bien construite est une machine durable ; jusqu'à présent, j'ai vu quatre Othermills dans la nature et ils ont tous été très utilisés. Ils peuvent fraiser une grande variété de matériaux avec précision, avec un entretien occasionnel, ils devraient durer longtemps avant une panne importante

Les moulins d'importation, d'autre part, peuvent théoriquement être amenés dans les mêmes spécifications que l'Othermill (correspondant ainsi aux spécifications qu'ils promettent). Cependant, cela nécessitera un investissement important en temps et en argent.

Le génie mécanique est une toute autre bête. Il était intéressant, lors de la recherche pour cet article, de voir comment même certaines hypothèses que j'avais avant de l'écrire étaient moins correctes que je ne l'imaginais. Je pensais qu'une vis à billes de n'importe quelle classe surpasserait un filetage ACME, par exemple. Je suis sûr que vous êtes nombreux à avoir une expérience et une formation qui dépassent les miennes. Dans l'attente des commentaires.

Avis de non-responsabilité : dans une recherche de quelque chose à écrire, j'ai demandé à Other Machine Co. si je pouvais visiter leurs bureaux. Je ne possède pas actuellement d'Othermill et Othermill ne m'a donné aucune sorte d'avantage pour avoir écrit cet article. Tous les points de vue, subjectifs et objectifs, dans cet article sont les miens en tant qu'ingénieur travaillant qui écrit pour Hackaday. Hackaday vend l'Othermill dans son magasin et en a un dans le laboratoire de conception Supply Frame, mais cela n'est pas lié à mon écriture. Je pense qu'il est assez impoli que personne n'ait jamais pensé à m'offrir au moins un sac d'argent de taille comique (à refuser, bien sûr) pour une critique positive. C'est juste poli.