小型工作機CNC2418 その５１（スパイラルＶカッター自作への挑戦－後編）

前回、ついに完成したスパイラルＶカッターです。
一応、赤ののラインは、わりとエッジが立っていて
MDFを当て、手で回すとこのように切り屑がでます。
命名：Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm

これはもう、お試し切削するしかないでしょ～！
ということで、EAGLEで6mm x 8mm のテスト用のパターンを作りました。
最小箔間：0.3mm、円のランド：直径2mm です。

EAGLEのULP、PCB-GCode 3.6.2.4の［Machine］タブ

［Generation Options］タブ
［Single Pass］にチェックをいれます。

［Single Pass］にチェックを入れたので、輪郭を１回切削するだけです。

【Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm】【PCB：Cu 35μm】
一発目は、深さー0.05mm、S500、F100
銅箔の厚み35μmのはずなのですが、下地にたどり着いていません？
（拡大写真撮り忘れ）

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
1順目 深さ－0.05mm

深さ－0.1mmで２巡目やります。

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
2順目 深さ－0.1mm

キレイとは言えませんが、テーパー30°程なので銅箔の切削エッジに傾斜がついて
意外と銅の髭は、ほとんど出ていません。
使えないことはないレベルですが、わざわざこれを使うレベルではありません。
成功か？失敗か？
あのYouTubeの切れを目指していた点では、目標クリアならずです。
実は、左のランドは、深さー0.05mmのままでした。
手動GCode変更したのでー0.1mmにし忘れていたのです。
気づくのはずいぶん後の方でして(´-﹏-`；)

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
2順目 深さ－0.1mm

6mm x 8mmの狭い領域なので必要ないとは思うのですが、
Candle v1.1.7の「HeightMap」は、使っています。
最大で0.022mmの起伏。

次に、１巡目、深さー0.1mmの一発でやってみます。

銅の切削屑、意外とキレイだと思うのですが
この切り屑が、良いのか、悪いのか、マーティには判別できません。

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
1順目 深さ－0.1mm

歯ブラシで切り屑を掃除しました。

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
1順目 深さ－0.1mm

ん～ん、一度に0.1mmは厳しいのですね。
エッジが無理やり削られた感があります。

先の－0.05mm、ー0.1mmと２回に分けたものと、できが違います。

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
1順目 深さ－0.1mm

まだ、銅箔が微妙に残っているので
２巡目、深さー0.2mmで再切削

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
2順目 深さ－0.2mm

掘りすぎたかな～？
ランドの輪郭がめくれた感じで盛り上がっています。
Marty'sカッター、敗退です。(´-﹏-`；)

Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
2順目 深さ－0.2mm

ここから先は、同じテスト用のパターンで手持ちエンドミル対決をやります。

【1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm】【PCB：Cu 35μm】
次は、以前のPCB加工準備の時にポチっておいた、これ！
少し前に届いていたので、早く試したかったのです。
0.3mm 10° のJ31003、丁度 49% OFF中で10本 US$ 4.69！
ここには、10、15、20、30、45、60°があります。
角度が大きいのは、木材の浮き彫りとかに使うんじゃないかと？
PCBは、10°が一番いいかな？と思って、これにしていました。

AliExpress.com Product - 10 X 3.175MM Shank 10deg 0.1mm Flat Bottom CNC Router Tools Cutting Bits Carving wood V Shape Engraving tool PCB Cutters

先端の拡大です。１0° 0.3mm。

先端Flatですが、微妙に傾けてあります。
３本見ましたがどれも傾けてあるのです。

1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm

横から見ると、先端は、このように研がれています。

1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm

少し回転させて、ほぼ真裏から。
やはり先端Flatですが、微妙に傾けてあります。

1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm

一発目は、深さ －0.05mm S500 F100で
HeightMapは、使わなくていいでしょう！

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
1順目 深さ－0.05mm

切削中を動画で。
いい感じの切削音です。S500、F100

お～～っ！ 深さ－0.05mm一発でこれ！
すばらしい～
ひょっとして、これは、優秀なブランドなのかな？
購入サイトには、銘柄、書いてないです。

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
1順目 深さ－0.05mm

真上アングル。
銅の髭が全然出ていませんね～
写真で見ると、微妙に銅箔が残っているので（上部の円弧部）、
もう一回、深さ－0.07mmでやれば、たぶん完璧です！

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
1順目 深さ－0.05mm

【2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm】【PCB：Cu 35μm】
続いて、これも届いているので（結局、ポチちゃったのです^^;）
２Flute Vカッター 30° 0.1mm 30%引で US$ 1.54/本！
品番：2Zj3.3001、銘柄：HUHAO
形状からいくとVカッターと似た切削面になると思われます。

AliExpress.com Product - 1pc 3.175 mm SHK Double Flutes Straight V Engraving Tools Two Flutes Straight V Bits for Hardwood Straight V Cutting Milling

先端を真正面から拡大！
ちょっとわかりにくいですが、２枚刃の２Flute。
刃の溝は、捻れてなく真っ直ぐなので「2 Straight Flute」なのです。

2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm

先端は、Ｖ字型になっています。
側面は、丁度、ハサミの刃のようです。
10°の後に30°を見ると頑丈そうに見えます。

2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm

先端の横から。2Fluteなので対称だと思いきや非対称のＶ字型。
執筆中に気づいたのですが、普通の1-Flute V-Cutterは、切削角 90°、
対してこれは、135°になるので削るというよりコサグ感じになりますね～

2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm

先端0.1mmなので１巡目、深さ－0.1mmで

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
1順目 深さ－0.1mm

少しエッジが汚いです。

（左だけ、深さー0.05mmなので無視です）

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
1順目 深さ－0.1mm

１巡目、深さ－0.05mmに浅くして
やはり、先端が0.1mmなので、掘れませんね～
切削角135°だからでしょう、普通のV-Cutterに比べて音が異常にうるさいです。

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
1順目 深さ－0.05mm

切削中を動画で。
深さー0.05なのに、こんなにうるさいのです。
S500、F100

屑を掃除して。
このような浅い堀では、先端だけで削るので切削角が鈍角だと厳しいようです。
このカッターは、PCB向きではないのかな～？

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
1順目 深さ－0.05mm

【1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm】【PCB：Cu 35μm】
次は、20° 0.2mm V-Cutter
CNC2418を購入したDZT's StoreのModel3：NJ3.2002です。

Brand名：WeiTol
Storeには、品番もBrand名もないですが、製品の箱に書いてあったのです。

AliExpress.com Product - New 10pcs New Mini PCB wood drill Bits Tungsten Steel Carbide PCB CNC drill Bit Milling Machine 3.175, 0.1mm,30mm,20 degree

判り難いですが、やはり先端Flatで微妙に傾いています。

1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm

横から。

1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm

これもハサミの刃によく似ています。

1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm

１巡目、深さ－0.05mm S500 F100

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
1順目 深さ－0.05mm

若干、銅箔が残っていますが、エッジはキレイです。
これも、もう一回、深さ－0.07mmでやれば、たぶん完璧でしょう。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
1順目 深さ－0.05mm

更に２巡目、深さ－0.1mmで

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
2順目 深さ－0.1mm

これならいいですね～
基本は、深さを変えて、2回やるのがいいようです。

先の0.3mmとこの0.2mmは、ブランドが異なりますが、ほぼ同性能かと。
このPCBでは、箔間0.2mmも夢ではなさそうです。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
2順目 深さ－0.1mm

【1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm】【PCB：Cu 35μm】
なぜか、これもあるので、20° 0.4mmのV-Cutterも。
0.2mmと同じくDZT's Store所のModel4：NJ3.2004です。（Brand名：WeiTol）

AliExpress.com Product - New 10pcs New Mini PCB wood drill Bits Tungsten Steel Carbide PCB CNC drill Bit Milling Machine 3.175, 0.1mm,30mm,20 degree

先端Flatですが、微妙に傾いています。

1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm

横から

1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm

 裏から（どっちが表か知りませんが）

1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm

１巡目、深さ－0.05mm

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm
1順目 深さ－0.05mm

エッジが汚いです。
10° 0.3mmと同じ様になるかと思ったのですが
これが、20° と 10°の違いなのだろうか？
というか切れ味が悪いって感じです。
回転数不足かも？まだ、気づかずにずっとS500でやっております。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm
1順目 深さ－0.05mm

２巡目、深さ－0.1mm

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm
2順目 深さ－0.1mm

２巡するとかなり良くなります。
しかし、エッジがやや汚いですが、ヒゲ状のものはないので
少し磨けば、キレイになる許せるレベルです。
真ん中のブリッジは、幅0.2mmもないでしょう。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.4mm
2順目 深さ－0.1mm

【2-Flute Corn-Tooth End Mill 0.6mm】【PCB：Cu 35μm】
最後に0.6mm 2-Flute トウモロコシタイプです。

AliExpress.com Product - 10pcs Titanium 0.6mm Tungsten Carbide CNC / PCB / Laser Cutting Machine Milling Cutter / Router Bit CNC Tool / Woodworking

先端拡大。
側面の刃がどうなっているかよく見えません。

2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm

EAGLEのPCB-GCodeでMinimum：－0.3mmにしてみましたが、
エラーで怒られました。
同じGCodeでやるので、中央の0.3mm幅ブリッジは消えるでしょう。
１巡目、深さ ー0.05mmから

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
1順目 深さ－0.05mm

意外とエッジがめくれています。

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
1順目 深さ－0.05mm

２巡目、深さ－0.1mm

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
2順目 深さ－0.1mm

真ん中のブリッジはかろうじて残っています。
髭屑が残っています。
エンドミルは、新品を使っているのですが

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
2順目 深さ－0.1mm

＊＊＊過去の作品＊＊＊
購入して間もない頃に切削した、これと違いますね～
これ、切削後、掃除機で屑を吸っただけなのです。
それで0.6mmトウモロコシ エンドミルが一番いいと思っていたのです。
今回、同じ基板、切削条件も同じなのですが、何かが違うようです。
深さ0.05mm（50μm）で1回のみ切削、S500 F100なのです。
エンドミルにばらつきがあるとしか思えません。
外側の楕円ランドの幅：4.4mm、内側の丸ランド直径：2.4mmです。

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
on 2017.3.25

＊＊＊＊＊＊＊＊＊

次にPCBを変えて、銅箔が厚いやつ、70～80μmものです。
以前の外部SW用PCBの残りです。
ワニ口クリップは、Zゼロ調整のためのです。
これ以降は、S800、F100固定で深さを変えています。

【2-Flute Corn-Tooth End Mill 0.6mm】【PCB：Cu 70μm】
まずは、１巡目、深さ－0.05mm
こりゃーすごい！分厚いので、銅の切削そのものです。

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
1順目 深さ－0.05mm

切削溝がＵ字型に削れているように見えますが、なぜだろう？
じ～っと見ていると、浮き上がって見えて、溶接したかのようにも見えます。

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
1順目 深さ－0.05mm

２巡目、深さ－0.1mm

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
2順目 深さ－0.1mm

３巡目、－0.15mm。
切削部の輪郭はまあキレイじゃないでしょうか
ヒゲも、さほどでてなく、さすがのトウモロコシ・タイプ・エンドミルです。
真ん中のブリッジが糸のように残っています。

@ 2-Flute Corn Tooth End Mill 0.6mm
3順目 深さ－0.15mm

【1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm】【PCB：Cu 70μm】

次は、V-Cutter 20° 0.2mm
分厚い銅の切削なので慎重に、１巡目は、深さ－0.03mm
エッジが厳しそうです。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
1順目 深さ－0.03mm

 ２巡目、深さー0.06mm

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
2順目 深さ－0.06mm

屑を掃除して

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
2順目 深さ－0.06mm

３巡目、深さー0.1mm

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
3順目 深さ－0.1mm

ようやく下地がでてきたかな。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
3順目 深さ－0.1mm

４巡目、深さー0.15mm

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
4順目 深さ－0.15mm

まあいいんじゃないでしょうか。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
4順目 深さ－0.15mm

と思ったら、まだ、箔が残っています。
手強い基板です。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
4順目 深さ－0.15mm

５巡目、深さ－0.2mmで。
キレイになりました。ヒゲ屑もなし。
以前の外部SW用PCBの時は、折れたV-Cutterで１巡目、深さー0.1mm
２巡目、ー0.2mmの２回でやったので悲惨な結果だったのです。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
5順目 深さ－0.2mm

V-Cutterの方も、欠けることなく大丈夫のようです。
溝幅、真中のブリッジ幅が0.3mmあります、テーパー分を加味しても広いです。
このPCBで箔間0.3mmの時は、これでいくのがいいようですが
５巡は、厳しいですね～
Single Passならまだしも、Multi Passだと
ちょっとしたPCBでも４～５時間コースになってしまいます。

@ 1-Flute V-Cutter 20° 0.2mm
5順目 深さ－0.2mm

【2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm】【PCB：Cu 70μm】
次は、30° 0.1mm  ２Straight FluteのV-Cutterでやってみます。
１巡目、深さー0.1mmから
このカッターだけ、音がうるさいです、切削屑も大きく、やたらと飛び散ります。
やっぱ、切削角135°でコサグからですね～
先端の形状が他と違う影響は大きいようです。

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
1順目 深さ－0.1mm

いきなりー0.1mmはいけなかったかな？
一応、キレイなＶ溝に切削されているようです。

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
1順目 深さ－0.1mm

２巡目、深さー0.15mm

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
2順目 深さ－0.15mm

まだ残っています。特に左側のエッジが汚いです。

テーパー30°でこの深さでも、こんなに切削幅が広くならないはずですが
真ん中のブリッジが消えかかっています。
下のランドの円も変形しています。

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
2順目 深さ－0.15mm

3回目、深さ－0.2mm
汚いですね～
はっきり言ってこのミルはパターン切削向きではないですね～
木材はよく切れるのでしょう？

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
3順目 深さ－0.2mm

下のランドが円になっていないです。

深さー0.15mmから急激に悪くなっているようです。
溝幅は、30° 0.1mm、深さー0.2mmで計算すると0.207mmのハズですが
0.6mm程になっています。なぜだろう？

@ 2-Straight-Flute V-Cutter 30° 0.1mm
3順目 深さ－0.2mm

【1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm】【PCB：Cu 70μm】
10° 0.3mm、折れるかもしれないけど、やっておきます。
1巡目、ー0.03mm
先端0.3mmのハズですが、幅が狭いような。切削屑は少ないです。
マイクロスコープで見ると、この段階でミルは折れてないので大丈夫でしょう。

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
1順目 深さ－0.03mm

歯ブラシで掃除します。
先端はV字型ではないはずですが、切削幅が狭い理由がわかりません。

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
1順目 深さ－0.03mm

2巡目、深さー0.06mm
なかなかいい感じです。

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
2順目 深さ－0.06mm

3巡目、深さー0.1mm

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
3順目 深さ－0.1mm

4巡目、深さ－0.15mm

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
4順目 深さ－0.15mm

ジワジワやったのですが、35μm基板の時と違ってエッジが汚いです。
急に切削幅が、0.3mm以上になっています。なぜだろう？
銅が厚いのは、テーパー角が小さい過ぎても良くないのだろうか？

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
4順目 深さ－0.15mm

5巡目、深さ－0.2mm
エッジは概ねキレイにはなりましたが、左側とか残っています。
銅箔が分厚いので35μm品の時のようにはいかないようです。
これも切削幅0.3mmよりだいぶ広がっています。
35μmPCBを20° 0.4mm V-Cutterでの切削に近い幅になっています。
切削屑が周りを押しのけているのだろうか？
20° 0.2mmに軍配が上がります。

@ 1-Flute V-Cutter 10° 0.3mm
5順目 深さ－0.2mm

【Marty's 1-Flute Spiral-V-Cutter 30° 0.25mm】【PCB：Cu 70μm】
うまくはいかないでしょうが、せっかくなので、最後に自作品で
１巡目、深さ ー0.1mmから
切削屑はよさげなのですが

@ Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
1順目 深さ－0.1mm

 自作にしては、いい線いっているのではないかな～と？

@ Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
1順目 深さ－0.1mm

2巡目、深さー0.15mm
何やら溝の所がメクレかけたようになっている所もあります。

@ Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
2順目 深さ－0.15mm

 輪郭がガサガサですね～

@ Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
2順目 深さ－0.15mm

３巡目、ー0.2mm
まだ、下地の色の屑がわずかしかでていません。

@ Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
3順目 深さ－0.2mm

深さー0.2mmでも下地があまり出てこないということは
上から押さえつけているということでしょう。
先端の切れが悪くて下方向の切削ができていないようです。
輪郭も削れてはいますが、切れが悪い感じです。
これが粘っこい銅ということなのだろうか？

残念ですが、ここで止めときます。
この基板は、手強すぎです。よく頑張りました！

@ Marty's 1-Flute Spiral V-Cutter 30° 0.25mm
3順目 深さ－0.2mm

思うに、最初のYouTubeの切削、何度もよーく見ると
最初の方で切り屑がカールしている箇所があり、何だか薄そうなのです。
ここに銅箔の厚みは、「18μm、35μm、70μmが主流」とあります。
ひょっとしてこの基板の銅厚は、18μm品ではないだろうか？
AliExpressのPCBは、どれも銅厚の表示はありませんが、
国内で18μm品を探すと住友ベークライト製やパナソニック電工製がありますね～
きっとそれですよ！

WEGSTR CNCさんのYoutubeのスクリーンショット拡大

【まとめ】
以前やった「切削条件を考える」の「ＰＣＢ」の「取り敢えずの設定表」を
「キレイに切削する設定表」に改定します。

設定表：＜ＰＣＢ＞  （2018.4.14改定）

銅箔		35μm		70μm
最小箔間		0.2/0.3/0.4mm	>0.6mm	0.3mm	>0.6mm
ミルタイプ		1-Flute V-Cutter 10° or 20° ※1	トウモロコシ	1-Flute V-Cutter  20°	トウモロコシ
D[mm]		0.2／0.3／0.4	0.6	0.2 ※2	0.6
n [rpm]		8000～10000（S800～S1000）
Vf[mm/min]		F100	F100	F100	F100
深さ [mm] ※4	１巡目	ー0.05	ー0.05	ー0.03	ー0.05
	２巡目	ー0.07	ー0.07	ー0.06	ー0.10
	３巡目	／	／	ー0.10	ー0.15
	４巡目	／	／	ー0.17	／
	５巡目	／	／	／ ※3	／

※1：V-Cutter 1flute 30°がいいらしいが、所持してなく。
※2：先端径0.2mmで切削すると箔間0.3mmになるため。
※3：テストは、５巡でやったが４巡にしている。たぶん大丈夫だろう。
※4：HeightMapの使用は、必須。

銅厚70μmPCBは、強靭というか、粘っこいというか、只者ではないので
キレイにやるには、地道にやるしかありません。
HeightMapも細かくしないと、ちょっと深掘りしたら、すぐに折れるでしょう。
そうしないと、この前の加工のように、箔間が銅ヒゲでいたる所がショートして
その修正に大変時間を取られてしまいます。

理由はわかりませんが、V-Cutterでは、
切削溝、つまり泊間距離が、0.1mm程広くなるので、
その分、先端径の小さい工具を使用する必要があるようです。
銅厚70μmPCBは、箔間、箔幅の狭い回路にするのではなく
電力系回路で0.6mm以上の箔間、箔幅で利用するのが良さそうです。

日本製のサンハヤトの生基板があったハズなんだが．．．見つかりません。
30年前くらいに、使ってしまったのかも？

まだ、試したい事もありますが、
キリがないし、ミルが増えすぎたので、この辺で止めときます。

切削テストの残骸です。
マーティーの中にそれなりの「感」は溜まったことでしょう。