MiMiMa Mini Mill Maker CNC per uso personale
Creators: name: Dentella, Diego
Publisher: name: Scuola Universitaria della Svizzera Italiana (SUPSI)
Year: 2024
Subjects: milling machine
subtractive technology

description: Il progetto MiMiMa consiste nella progettazione di una mini fresatrice CNC al fine di portare un piccolo macchinario a controllo numerico nelle case di tutti gli appassionati, offrendo la possibilità di utilizzarlo con la semplicità di una stampante 3D ma sfruttando la tecnologia sottrattiva e permettendo di creare qualsiasi pezzo anche in materiali come alluminio, acciaio, ottone, rame e materie plastiche. L’idea è di sviluppare una macchina con almeno tre assi (X, Y, Z), garantendo degli ingombri minimi e una facilità di trasporto. Il cuore del progetto prevede lo sviluppo del moto-mandrino, degli assi e della struttura, garantendo una precisione di almeno ± 0.02 mm ed un volume di lavoro pari a 200(X)x200(Y)x150(Z) mm. La progettazione ha incluso la selezione di motori passo-passo per l’azionamento degli assi lineari e l’uso di viti a ricircolo di sfere e guide lineari a sfere su rotaia per assicurare un’elevata precisione e fluidità di movimento. La rotazione del mandrino è garantita da un motore BLDC collegato all’albero mandrino tramite una trasmissione a cinghia dentata. Questo sistema elimina il rischio di slittamento e permette di conoscere la posizione angolare esatta dell’utensile per eventuali movimenti coordinati tra rotazione e traslazione consentendo di effettuare operazioni come la maschiatura di fori. La configurazione finale della macchina offre un volume di lavoro leggermente superiore alle specifiche iniziali, con dimensioni compatte che ne facilitano l’uso in ambienti domestici. Le prestazioni includono una velocità di rotazione del mandrino massima pari a 20'000 RPM e una precisione inferiore a 0.02 mm. Questo rende la MiMiMa una soluzione innovativa per artigiani e hobbisti che desiderano creare pezzi, componenti o qualsiasi tipo di oggetto a casa propria. Inoltre è stata esplorata una configurazione a cinque assi, comprendente tre assi lineari e due rotativi, che consente di ampliare notevolmente le potenzialità della macchina. Ciò comporta un aumento degli ingombri e un costo superiore, giustificato dall’integrazione di nuovi componenti come Harmonic Drive, motori passoo-passo e una struttura che sostiene il tutto. Questa soluzione offre la capacità di lavorare geometri di qualsiasi complessità con estrema precisione e versatilità. ___ The MiMiMa project consists of designing a mini CNC milling machine in order to bring a small numerical control machine into the homes of all enthusiasts, offering the possibility of using it with the simplicity of a 3D printer but exploiting subtractive technology and allowing any part to be created even in materials such as aluminium, steel, brass, copper and plastics. The idea is to develop a machine with at least three axes (X, Y, Z), ensuring a small footprint and ease of transport. At the heart of the project was the development of the motor spindle, axes and structure, guaranteeing an accuracy of at least ± 0.02 mm and a working volume of 200(X)x200(Y)x150(Z) mm. The design included the selection of stepper motors to drive the linear axes and the use of recirculating ball screws and rail-mounted linear ball bearings to ensure high precision and smooth motion. Spindle rotation is provided by a BLDC motor connected to the spindle shaft via a toothed belt drive. This system eliminates the risk of slippage and allows the exact angular position of the tool to be known for any co-ordinated movements between rotation and translation, enabling operations such as tapping of holes. The final configuration of the machine offers a slightly higher working volume than the initial specification, with compact dimensions facilitating its use in domestic environments. Performance includes a maximum spindle speed of 20,000 RPM and an accuracy of less than 0.02 mm. This makes the MiMiMa an innovative solution for craftsmen and hobbyists who wish to create parts, components or any type of object at home. In addition, a five-axis configuration, comprising three linear and two rotary axes, was explored, greatly expanding the machine's capabilities. This entails an increased footprint and higher cost, justified by the integration of new components such as Harmonic Drive, stepper motors and a structure to support everything. This solution offers the ability to machine geometries of any complexity with extreme precision and versatility.