Review: De Anet 4540 Desktop CNC- en graveermachine

van Clemens Valens
Leestijd: 11 min

Net als 3D printers en lasergraveermachines zijn ook CNC machines meer gangbaar geworden. Vroeger kostten ze duizenden euro's, maar tegenwoordig zijn instapmodellen zoals de Anet 4540 te vinden voor minder dan duizend euro. Natuurlijk hebben deze machines niet alle mogelijkheden van een CNC machine van professionele kwaliteit, maar ze zijn handig voor het frezen van zachte materialen als hout, acryl en aluminium. Sommige zijn zelfs nauwkeurig genoeg om printplaten te frezen.

De Anet 4540 desktop CNC machine is zo'n betaalbare machine. Hij is groot genoeg om bruikbare voorwerpen te kunnen frezen in plaats van alleen kleine decoratieve voorwerpen, en toch is hij klein en licht genoeg (11,5 kg) om het ergens in een hoekje op te bergen als je hem niet nodig hebt.

Anet 4540 Desktop CNC- en graveermachine

De Anet 4540 heeft een groot werkoppervlak

Het opgegeven bruikbare werkoppervlak (of volume) is 430 mm × 390 mm × 90 mm (XYZ). De machine zonder voeding en besturing beslaat een oppervlak van ongeveer 600 mm × 600 mm. De voedings- en besturingseenheid is niet bevestigd aan het frame van de machine en kan dus naast, achter of zelfs onder de machine worden geplaatst.

werkruimte — Het werkblad van de Anet 4540 heeft een raster opdruk en schroefgaten voor het bevestigen van klemmen.

De spindelmotor is een 500 W model, luchtgekoeld, met een maximum toerental van 11.000 tpm. Helaas worden er geen andere technische details gegeven zoals koppel, trillings- of geluidsniveau.

USB en afstandsbediening

Een computer kan de machine besturen via USB met bijvoorbeeld de open-source tool Candle (meegeleverd op een USB stick in de kit). Stand-alone bediening is ook mogelijk, dankzij de kleine te bevestigen afstandsbediening die G-code programma's van een SD-kaart (meegeleverd) kan lezen en uitvoeren. De voeding is voorzien van een noodstopknop

Een stevig aluminium frame

De machine zelf bestaat uit een sterk en stevig aluminium frame met daarop een 12 mm dikke houten (MDF) plaat. De Y-as geleiders zitten links en rechts op het frame. De X-as geleider overbrugt de twee Y-as geleiders. De spindel met motor en Z-as besturing is op de X-as gemonteerd. De X-as geleider is een vierkant aluminium profiel met zijden van 40 mm, waardoor hij zeer solide is. Zowel de X- als de Y-as hebben goede kettingkabelgeleiders, zodat de bedrading van de motor en de eindstopschakelaar niet in de weg zitten.

Op het werkoppervlak is een raster gedrukt met een resolutie van 10 mm × 10 mm, wat praktisch is voor het uitlijnen van voorwerpen. Er zijn ook diverse gaten met M6 schroefdraad aangebracht, bedoeld voor het bevestigen van klemmen om het te frezen voorwerp op zijn plaats te houden.

Montage van de Anet 4540

De Anet 4540 wordt gedeeltelijk gemonteerd geleverd; de gebruiker moet hem zelf afbouwen. Hoewel dit geen rocket science is en geen speciaal gereedschap vereist, moet het met zorg en aandacht gebeuren. De handleiding is beknopt, en de afbeeldingen zijn klein en niet altijd even duidelijk.

anet 4540 kit in doos — De Anet 4540 wordt geleverd als een gedeeltelijk gemonteerd bouwpakket. De rode knop bij mijn linkerhand is de noodstop.

De oorsprong ligt in (bij) punt '0' op de grondplaat; de X-as ligt voor je en loopt van links naar rechts. De Y-as loopt van je af. De spindel wijst naar je toe.

De T-moeren waarmee verschillende onderdelen zijn bevestigd kunnen wat onhandig zijn, omdat ze niet altijd in de juiste positie willen draaien, en het daardoor het wat gedoe wordt.

De tandriem plaatsen

Steek de tandriem van binnenuit de Z-bevestiging van de spindel naar buiten. Zorg ervoor dat hij over het tandwiel van de X-as stappenmotor loopt. De uiteinden van de tandriem mogen uitsteken omdat ze door speciale gaten in de verticale X-as steunen moeten lopen. Het aansluiten van de Z-as kabels is gemakkelijker als je eerst de kabelgeleider verwijdert (of de kabels aansluit voordat je de kabelgeleider monteert).

synchrone riem — De tandriem loopt over het tandwiel van de X-as motor.

Wisselen van gereedschap is ingewikkeld

Ik vond het monteren van de spantang in de spindelkap ofwel spantangmoer met een graveernaald en dan vastdraaien op de boormachine erg lastig. Dit zou wel eens het zwakste punt van de CNC machine kunnen zijn. Misschien wordt het makkelijker als je de machine gaat gebruiken? Wees heel voorzichtig als je dit doet, want de tien bijgeleverde puntige frezen zijn vlijmscherp.

Draai alle bouten en moeren zo strak mogelijk aan om eventuele speling weg te werken. Maar niet te vast, want de spindel en de X-as moeten met zo min mogelijk wrijving kunnen bewegen.

x-as montage — Kabels door de X-as laten lopen.

Overtollige onderdelen

Nadat ik de machine in elkaar had gezet, hield ik een paar acryl onderdelen over die noch in de onderdelenlijst, noch in de handleiding voorkomen. De Anet website vermeldt optionele lasergraveerkoppen, misschien zijn deze onderdelen daarvoor bedoeld?

Eerste gebruik van de Anet 4540

Als je klaar bent met het in elkaar zetten van de CNC machine, wil je hem natuurlijk meteen uitproberen. Dat kan helemaal, want de SD-kaart die in de afstandsbediening is geplaatst bevat vier G-code testprogramma's (die ook op de USB-stick staan). Ik raad het programma MyCNC.nc ten zeerste aan, omdat het kort is en niet veel materiaal nodig heeft (66 mm × 21 mm). Het graveert de tekst "MyCNC" met een diepte van 2 mm, prima te doen in een stuk afvalhout of plastic.

anet 4540 eerste run — Bezig met de uitvoering van het G-code voorbeeld MyCNC.nc.

Start het programma PCB.nc niet op, want het draait ongeveer een uur en levert niets van belang op. Meer over het graveren van printplaten hieronder.

Vergeet de onderplaat niet

Leg eerst een ander plaatje hout, de onderplaat, op de grondplaat en plaats daarop het voorwerp. De onderplaat dient om te voorkomen dat de grondplaat per ongeluk wordt beschadigd als Z toevallig dieper gaat dan bedoeld. Schroef twee klemmen in de grondplaat om het voorwerp stevig vast te zetten. Zorg ervoor dat de spindel vrij kan bewegen zonder tegen klemmen of andere dingen te stoten die je vergat uit de grondplaat te verwijderen.

De spindel uitlijnen

Verplaats de spindel naar de linker benedenhoek van de ruimte die je gereserveerd hebt voor het graveren. Het G-code programma begint vanaf dit punt te graveren. De kop zal tot 66 mm naar rechts en tot 21 mm van je af graveren. Laat de kop (met een frees erin, natuurlijk) zakken zodat de frees net boven het oppervlak zweeft. Het zou ideaal zijn als je er geen stukje dun (kranten- of sigaretten) papier of film onder kunt schuiven, maar toch mag de frees het oppervlak ook niet raken. Het G-code programma gebruikt deze hoogte als Z=0.

Zelfstandig gebruik van de Anet 4540

Steek de stekker in het stopcontact en zet hem aan, wacht dan tot de afstandsbediening een menu toont. Gebruik de toetsen Y- en Y+ om de optie Bestand te selecteren en druk op OK/Spindel. Selecteer MYCNC.NC en druk op OK. Druk nogmaals op OK om het graveren te starten. De taak duurt ongeveer 80 seconden.

De Anet 4540 heeft een noodknop

Als er iets fout gaat, druk dan op de grote rode noodstopknop op de voeding of druk op Exit/Step op de afstandsbediening.

CNC is niet eenvoudig

Als je het tot hier hebt gehaald, ben je klaar om nog een stapje verder te gaan. Dat is echter niet eenvoudig. Het probleem is niet de Anet 4540, maar je gebrek aan kennis van CNC en G-code. CNC-werk is niet eenvoudig. Het verkrijgen van goede resultaten vereist geduld en ervaring. Het is niet zomaar een kwestie van een CNC-model van een website halen en het vervolgens "printen". Je zult tijd moeten investeren. Installeer de machine ook op een stabiele, horizontale en vlakke, trillingsdempende ondergrond om trillingen tot een minimum te beperken.

Behalve tijd investeren, wil je ook andere graveernaalden en frezen kopen. Door hun V-vorm zijn de meegeleverde frezen alleen goed voor graveren (hoewel ik er wel wat hout mee heb kunnen snijden). Ook heb ik betere klemmen gemaakt, want het verplaatsen van de schroefklemmen is omslachtig.

Printplaten graveren is ook niet gemakkelijk

PCB demo — Maak een hoogtekaart om PCB graveer mislukkingen als deze te voorkomen.

Zoals beloofd een woordje over het graveren van printplaten. Dit is een bijzonder moeilijke taak, want het vereist een perfect uitgelijnd object, 100% horizontaal in het vlak waarin de frees beweegt. Hoewel de Anet 4540 een stabiele en goed gebouwde machine is, is hij niet perfect. De grondplaat is niet perfect horizontaal, en de freestip beweegt niet in een perfect horizontaal vlak. Ook de X- en Y-as zijn niet perfect uitgelijnd. Candle kan de onvolkomenheden van de Z-as compenseren dankzij de hoogtekaartfunctie. Het kost wat tijd om die te maken, maar het bespaart je de nodige teleurstellingen. Serieuze printplaat-graveerprogramma's hebben een functie om een nivelleersteun te maken die onder de printplaat wordt geschoven om dit te compenseren.

Naast de onvolkomenheden van de CNC machine brengt ook het printplaatmateriaal problemen met zich mee, met als belangrijkste een gebrek aan vlakheid. Goed klemmen is nodig om het zo plat mogelijk te krijgen, maar je kunt niet klemmen in het midden van je printplaat die je gaat maken.

Gebruik de Z-Probe vaak

Het wisselen van de graveernaald of boor op de Anet 4540 is handmatig en ingewikkeld, en de Z-oorsprong moet opnieuw gekalibreerd worden (gelukkig wordt de machine geleverd met een Z-sonde of gebruik de printplaat zelf als Z-sonde). Handmatig herpositioneren van de spindel op de oorsprong na een wisseling van gereedschap is onmogelijk. Gebruik daarom altijd de oorsprong van de machine als referentie voor je printplaat, zodat de gaten daar worden geboord waar ze moeten zijn.

Gebruik de Z-sonde om het verticale nulpunt nauwkeurig te bepalen.

Op dezelfde manier is het omdraaien van de printplaat in het geval van een dubbelzijdige printplaat lastig, omdat het ingewikkeld is om hem weer precies zo uit te lijnen als voorheen. Daarom raad ik sterk aan je experimenten met het graveren van printplaten te beginnen met ontwerpen met een kleine pitch, lage dichtheid, enkelzijdig en alleen SMT ontwerpen.

Conclusie

De Anet 4540 desktop CNC machine is een goedkope machine die niet al te veel ruimte inneemt. Hij is eenvoudig te monteren en te installeren, en dankzij de afstandsbediening is er geen computer bij nodig. Hoewel hij gericht lijkt op graveren - hij ondersteunt zelfs lasergraveerkoppen - kan hij ook gebruikt worden om zachter materiaal als hout en acryl te snijden, boren en frezen met behulp van andere freesgereedschappen.

De machine is sterk, solide, star en robuust, en hij is zwaar genoeg om op zijn plaats te blijven staan. Voor mij is het zwakste punt de moeilijkheid om de graveernaald, frees of boor te verwisselen, omdat de spantang te strak zit. Ook raad ik aan andere klemmen te maken, want de opschroefbare klemmen zijn omslachtig in gebruik.

Leer nieuwe vaardigheden om het beste uit je Anet 4540 te halen

De Anet 4540 desktop CNC machine biedt een betaalbare toegang tot de fascinerende wereld van CNC frezen en graveren. Maar voordat je deze stap zet, moet je er zeker van zijn dat je bereid en in staat bent de tijd en moeite te investeren om G-code programmeren en 3D modellering te leren. Zo niet, dan is het enige wat je uit deze mooie machine - of welke andere CNC machine dan ook - zult halen is frustratie en teleurstelling.

Vertaling: Hans Adams