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Come realizzare un'elica per aeromodellismo con una fresa C.N.C.

 
 

Vi avviso subito che per poter realizzare questo tipo di lavorazione, bisogna avere una buona padronanza dell’uso di un cad 3D, di un programma CAM e della gestione di una fresa a C.N.

Nulla comunque è complesso, bisogna però avere pazienza e capire bene cosa si deve fare e cosa si sta facendo.

La prima operazione è stabilire quale dimensione deve avere l’elica che noi vogliamo realizzare, nel mio caso ho voluto progettare una piccola elica da 7X3 (in pollici), per il mio piccolo motore COX.
L’elica ha una forma abbastanza complessa, e presenta, oltre che a un profilo alare, anche un passo variabile in funzione della distanza dal mozzo.
Per vedere come realizzare in 3D l’elica, vi rimando al seguente link: http://www.nmine.com/helice_rhino.htm ove risulta abbastanza chiaro come procedere.
L’esempio che viene descritto è relativo all’utilizzo del programma CAD Rhinoceros, ovviamente voi dovrete trovare la giusta sequenza di comandi con il vostro programma CAD, si tratta comunque di creare una serie di profili alari, posizionati ad una certa distanza dall’asse dell’elica e con l’opportuno angolo d’incidenza, viene poi generato il solido passante per questi profili.
Alla fine del lavoro ho ottenuto il seguente modello tridimensionale:



Nella zona del mozzo, la forma non è molto bella, ma come esempio di lavorazione può andare bene.
Dopo questo solido, ho generato un pattern di altre due eliche uguali, ossia un totale di tre eliche.
In questo modo posso realizzare in contemporanea tre eliche in una sola lavorazione.




Fate attenzione all’origine degli assi di riferimento del solido, nel mio caso, ho preferito mettere l’origine degli assi nel foro del mozzo dell’elica centrale.

Finita ora la progettazione 3D delle eliche, si deve passare al programma CAM che andrà a generare il percorso utensile inerente la lavorazione.

Ho esportato questo solido in formato IGES, ma sarebbe stato possibile anche in formato STL, questo dipende da cosa riesce ad importare il vostro programma CAM
Il programma CAM che io ho usato è stato ArtCam Pro e ArtSurface, sono programmi semplici ma professionali, si possono comunque usare anche altri CAM, dipende cosa voi avete e con quale vi trovate meglio.

Si dovranno ora generare due percorsi utensile inerenti i due lati delle eleiche: sopra e sotto.
Per poter girare le eliche per eseguire le due lavorazioni e mantenere un riferimento di posizione, ho realizzato dei fori diametro 3 mm che coincidono con i fori dei mozzi dell’elica e altri fori per il centraggio.
Questi fori di centraggio, oltre che a forare passante la tavoletta di legno da cui ricavo le eliche, vanno anche a forare il piano di supporto della tavoletta (che è sempre in legno), in modo tale permettermi l’inserimento di piccole spine di centraggio ricavate da semplice tondino in ferro da 3 mm.

Ma andiamo con ordine.
Per prima cosa ho preso una tavoletta di legno di spessore circa 10 mm e l’ho fissato con tre viti al piano di lavoro come si vede nella foto.
Questa tavoletta va spianata nei due lati e portata allo spessore di 7,5 mm.

Per fare questo ho usato una fresa a due taglienti di diametro 10 mm eseguendo una semplice operazione di spianatura.

Fatta la prima spianatura, misuro lo spessore della tavoletta, la giro, la rifisso ed eseguo la seconda spianatura portando lo spessore a 7,5 mm.

Alla fine ho la mia bella tavoletta portata a spessore e con due superfici ben parallele.
Senza ora muovere la tavoletta, faccio ora i vari fori per i mozzi e per le spine di centraggio.

Questi fori sono ricavati mal modello 3D mediante il CAM e sono fondamentali per il posizionamento della tavoletta da posizionare e per tutte le sue lavorazioni.















A questo punto, vado ad eseguire la prima lavorazione su questo lato della tavoletta, utilizzando il primo file G-code inerente la lavorazione dell’elica sopra.
Il risultato lo vediamo in questa foto:
si possono vedere i fori dei mozzi ed anche altri fori di centraggio, mentre nelle pale delle eliche ho voluto inserire anche delle scritte ”pubblicitarie”.






Giro ora la tavoletta e le posiziono grazie alle spine di centraggio per mantenere la stessa posizione dello zero pezzo.






















Do ora il via alla lavorazione dell’elica utilizzando l’apposito file G-code generato per questo lato dell’elica.
Come si vede, la forma delle eliche inizia ad apparire nettamente; le eliche rimangono fissate nel pezzo della tavoletta grazie alle loro estremità.














Ecco il risultato finale con l’elica già pronta per il volo.
Parliamoci chiaro, una simile lavorazione non è molto semplice come avrete capito.

Molto tempo viene impiegato nella realizzazione del modello tridimensionale e nella generazione dei files G-code con il programma CAM.

Con questo non voglio dire che io sia bravo e che voi non dobbiate neppure provare a fare tali lavorazioni, anzi, spero che riuscite tutti a smentire queste mie affermazioni.

Voglio solo avvertirvi che non dovete abbandonare l’impresa alle prime difficoltà, io stesso ho commesso errori molto banali durante l’elaborazione al CAM: sono riuscito a combinare un’elica destrosa da un lato e sinistrosa nell’altro e me ne sono accorto solo durante la fase finale di lavorazione alla fresa.

Troverete qui i due files G-code inerenti:

lavorazione sopra (i fori di centraggio e la lavorazione dell’elica nel lato anteriore)
(lavorazione sopra.rar)

lavorazione sotto (la lavorazione dell’elica nel lato posteriore)
(lavorazione sotto.rar)

Vi consiglio di fare le prime prove su di un materiale tenero, vedi styrodur (polistirolo molto denso usato nell’edilizia come isolante e da noi aeromodellisti per le ali da rivestire).

Ciao e….buon lavoro

Ferdinando