Review: Die Desktop-CNC- und Graviermaschine Anet 4540

Wie 3D-Drucker und Lasergraviermaschinen haben auch CNC-Maschinen sich inzwischen etabliert. Während sie früher Tausende von Euro gekostet haben, sind heute CNC-Maschinen der Einstiegsklasse wie die Anet 4540 für unter tausend Euro zu haben. Natürlich verfügen diese Maschinen nicht über alle Funktionen einer professionellen CNC-Maschine, aber sie eignen sich zum Fräsen weicher Materialien wie Holz, Acryl und Aluminium. Einige sind sogar präzise genug, um Leiterplatten zu fräsen.

Die Anet 4540 Desktop CNC Maschine ist eine solche erschwingliche Maschine. Sie ist groß genug, um nützliche Objekte zu fräsen und nicht nur winzige dekorative Gegenstände, und doch ist sie klein genug (und leicht, 11,5 kg), um in einer Ecke verstaut werden zu können, wenn man sie nicht braucht.

Der Anet 4540 bietet eine große Arbeitsfläche

Die nutzbare Arbeitsfläche (oder das Volumen) ist mit 430 mm × 390 mm × 90 mm (XYZ) angegeben. Die Maschine ohne Netzteil und Steuergerät nimmt eine Fläche von etwa 600 mm × 600 mm ein. Die Stromversorgungs-/Steuerungseinheit ist nicht am Rahmen der Maschine befestigt und kann daher neben, hinter oder sogar unter der Maschine aufgestellt werden.
 

Der Spindelmotor ist ein 500-W-Modell, luftgekühlt, mit einer maximalen Drehzahl von 11.000 U/min. Leider werden keine weiteren technischen Details wie Drehmoment, Vibration oder Geräuschpegel angegeben.

USB und Fernsteuerung

Ein Computer kann die Maschine über USB steuern, z. B. mit dem Open-Source-Tool Candle (auf dem USB-Stick im Kit enthalten). Auch autonomer Betrieb ist möglich, dank der kleinen (kabelgebundenen) Fernbedienung, die G-Code-Programme von einer SD-Karte (im Lieferumfang enthalten) lesen und ausführen kann. Das Netzteil ist mit einem Not-Aus-Schalter ausgestattet.

Ein stabiler Aluminiumrahmen

Die Maschine selbst besteht aus einem starken und stabilen Aluminiumrahmen, auf dem eine 12 mm dicke Holzplatte (MDF) montiert ist. Die Führungen für die Y-Achse befinden sich links und rechts am Rahmen. Die Führung der X-Achse überbrückt die beiden Führungen der Y-Achse. Die Spindel mit Motor und Z-Achsen-Steuerung ist auf der X-Achse montiert. Die Führung der X-Achse ist ein quadratisches Aluminiumprofil mit 40 mm Seitenlänge, das eine hohe Stabilität gewährleistet. Sowohl die X- als auch die Y-Achse verfügen über geeignete Kabelführungen, die die Kabel des Motors und des Endschalters aus dem Weg halten.

Auf der Arbeitsfläche ist ein Raster mit einer Auflösung von 10 mm × 10 mm aufgedruckt, das sich gut zum Ausrichten von Objekten eignet. Sie ist außerdem mit Gewindelöchern (M6) versehen, die für die Befestigung von Klemmen zum Festhalten des zu fräsenden Objekts vorgesehen sind.

Zusammenbau des Anet 4540

Das Anet 4540 wird teilweise zusammengebaut geliefert; es ist Aufgabe des Benutzers, es fertigzustellen. Das ist zwar keine Raketenwissenschaft und erfordert keine Spezialwerkzeuge, muss aber mit Sorgfalt und Aufmerksamkeit durchgeführt werden. Die Anleitung ist knappgehalten, und die Abbildungen sind klein und nicht immer klar.
 

Der Nullpunkt befindet sich (fast) am Punkt "0" auf der Grundplatte; die X-Achse liegt vor Ihnen und verläuft von links nach rechts. Die Y-Achse verläuft von Ihnen weg. Die Spindel zeigt zu Ihnen.

Die T-Muttern, die zur Befestigung verschiedener Teile verwendet werden, können etwas störend sein, da sie sich nicht immer in die richtige Position drehen lassen, was die Sache etwas fummelig macht.

Einlegen des Zahnriemens

Montieren Sie den Zahnriemen von der Innenseite der Spindel-Z-Baugruppe nach außen. Achten Sie darauf, dass er über das Zahnrad des Schrittmotors der X-Achse läuft. Die Enden des Riemens können überstehen, da sie durch spezielle Löcher in den vertikalen X-Achsenstützen geführt werden können. Der Anschluss der Kabel der Z-Achse ist einfacher, wenn Sie zuerst die Kabelführung entfernen (oder die Kabel vor der Montage der Kabelführung anschließen).

 

Ein Werkzeugwechsel ist kompliziert

Das Einsetzen der Spannzange in die Spindelkappe, auch bekannt als Spannzangenmutter, mit einem Stichel und das anschließende Aufschrauben auf den Bohrer erwies sich als sehr schwierig. Das könnte der schwächste Punkt der CNC-Maschine sein. Vielleicht wird es einfacher, wenn die Maschine benutzt wird? Seien Sie dabei sehr vorsichtig, denn die zehn mitgelieferten spitzen Fräser sind rasiermesserscharf.

Ziehen Sie alle Schrauben und Muttern so weit wie möglich an, um ein eventuell vorhandenes Spiel zu beseitigen. Ziehen Sie sie jedoch nicht zu fest an, da sich die Spindel und die X-Achse mit so wenig Reibung wie möglich bewegen sollten.
 

Überflüssige Teile

Nach dem Zusammenbau des Geräts blieben ein paar Acrylteile übrig, die weder in der Teileliste noch im Handbuch aufgeführt sind. Auf der Anet-Website ist von optionalen Lasergravierköpfen die Rede, vielleicht sind diese Teile dafür gedacht?

Erste Versuche mit dem Anet 4540

Wenn Sie die CNC-Maschine fertig zusammengebaut haben, wollen Sie sie natürlich sofort ausprobieren. Das ist durchaus möglich, denn die in die Fernbedienung eingesteckte SD-Karte enthält vier G-Code-Testprogramme (auch auf dem USB-Stick enthalten). Das Programm MyCNC.nc kann ich sehr empfehlen, da es kurz ist und nicht viel Material benötigt (66 mm × 21 mm). Es graviert den Text "MyCNC" mit einer Tiefe von 2 mm, perfekt machbar in einem Stück Altholz oder Kunststoff.
 

Starten Sie das Programm PCB.nc nicht, da es etwa eine Stunde läuft und keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern wird. Mehr zum Thema PCB-Gravur später.

Vergessen Sie den Märtyrer nicht

Legen Sie zunächst eine weitere Holzplatte, den Märtyrer, auf die Grundplatte und legen Sie das Objekt darauf. Das Märtyrerholz dient dazu, die Grundplatte nicht zu beschädigen, falls Z einmal tiefer als beabsichtigt eintaucht. Schrauben Sie zwei Klemmen in die Grundplatte, um den Gegenstand fest zu fixieren. Achten Sie darauf, dass sich die Spindel frei bewegen kann, ohne an Klemmen oder andere Dinge zu stoßen, die Sie vergessen haben, von der Grundplatte zu entfernen.

Ausrichten der Spindel

Bewegen Sie die Spindel in die linke untere Ecke des für die Gravur reservierten Bereichs. Das G-Code-Programm beginnt die Gravur an diesem Punkt. Der Kopf wird bis zu 66 mm nach rechts und bis zu 21 mm von Ihnen entfernt gravieren. Senken Sie den Kopf (natürlich mit eingesetztem Fräser) so ab, dass der Fräser gerade über der Oberfläche schwebt. Idealerweise sollte es nicht möglich sein, ein Stück dünnes Papier oder Folie darunter zu schieben, aber das Messer sollte die Oberfläche auch nicht berühren. Das G-Code-Programm wird diese Höhe als Z=0 verwenden

Das Anet 4540 kann autonom arbeiten

Schließen Sie das Gerät an das Stromnetz an, schalten Sie es ein und warten Sie, bis die Fernbedienung ein Menü anzeigt. Wählen Sie mit den Tasten Y- und Y+ die Option Datei und drücken Sie OK/Spindle. Wählen Sie MYCNC.NC und drücken Sie OK. Drücken Sie noch einmal auf OK, um die Gravur zu starten. Der Auftrag dauert etwa 80 Sekunden.
 

Das Anet 4540 verfügt über eine Notfalltaste

Wenn etwas schiefgeht, drücken Sie die große rote Not-Aus-Taste am Netzteil oder die Taste Exit/Step auf der Fernbedienung.

CNC ist nicht einfach

Wenn Sie es bis hierher geschafft haben, sind Sie bereit, noch weiter zu gehen. Das ist jedoch nicht einfach. Das Problem ist nicht die Anet 4540, sondern Ihr Mangel an CNC- und G-Code-Kenntnissen. CNC-Bearbeitung ist nicht einfach. Um gute Ergebnisse zu erzielen, braucht man Geduld und Erfahrung. Es geht nicht darum, einfach ein CNC-Modell von einer Website zu ziehen und es zu "drucken". Sie werden Zeit investieren müssen. Außerdem sollten Sie die Maschine auf einer stabilen, waagerechten und flachen, schwingungsdämpfenden Oberfläche aufstellen, um die Erschütterungen auf ein Minimum zu reduzieren.

Neben der Zeit, die Sie investieren müssen, sollten Sie auch andere Stichel und Fräser kaufen. Aufgrund ihrer V-Form eignen sich die mitgelieferten Fräser nur zum Gravieren (auch wenn ich damit einige Holzschnitte gemacht habe). Zudem habe ich mir bessere Klemmen besorgt, denn das Umstecken der Schraubzwingen ist mühsam.

Auch das Gravieren von PCBs ist nicht einfach

 

Wie versprochen, ein Wort zur Leiterplattengravur. Dies ist eine besonders schwierige Aufgabe, da sie ein perfekt ausgerichtetes Ziel erfordert, das zu 100 % horizontal in der Ebene liegt, in der sich der Fräser bewegt. Obwohl der Anet 4540 eine stabile und gut gebaute Maschine ist, ist sie nicht perfekt. Die Grundplatte ist nicht perfekt horizontal, und die Messerspitze bewegt sich nicht in einer perfekt horizontalen Ebene. Auch die X- und Y-Achse sind nicht perfekt ausgerichtet. Candle kann die Unzulänglichkeiten der Z-Achse dank der height map funktion ausgleichen. Die Erstellung dieser Funktion nimmt etwas Zeit in Anspruch, aber sie erspart Ihnen einige Enttäuschungen. Seriöse PCB-Gravur Programme verfügen über eine Funktion zur Erstellung einer Nivellierhilfe, die unter die Leiterplatte geschoben wird, um dies auszugleichen.

Neben den Unzulänglichkeiten der CNC-Maschine bringt auch das Leiterplattenmaterial Probleme mit sich, wobei das wichtigste die mangelnde Ebenheit ist. Es muss gut eingespannt werden, um es so flach wie möglich zu machen, aber man kann nicht in der Mitte der zukünftigen Leiterplatte einspannen.

Verwenden Sie die Z-Probe regelmäßig

Das Wechseln des Stichels oder Bohrers bei der Anet 4540 ist manuell und kompliziert, und der Z-Ursprung muss neu kalibriert werden (zum Glück wird die Maschine mit einer Z-Probe geliefert, oder Sie verwenden die Leiterplatte selbst als Z-Taster). Eine manuelle Neupositionierung der Spindel am Nullpunkt nach einem Werkzeugwechsel ist unmöglich. Verwenden Sie daher immer den Nullpunkt der Maschine als Referenz für Ihre Platine, um sicherzustellen, dass die Löcher dort gebohrt werden, wo sie sein sollen.
 

Ebenso ist das Umdrehen der Platine bei doppelseitigen Platinen schwierig, da es kompliziert ist, sie wieder genauso auszurichten, wie sie vorher war. Daher empfehle ich Ihnen, Ihre Experimente zur Leiterplattengravur mit einseitigen SMT-Designs mit geringem Pitch und geringer Dichte zu beginnen.

Schlussfolgerung

Die Tisch-CNC-Maschine Anet 4540 ist eine preiswerte Maschine, die nicht viel Platz benötigt. Sie ist einfach zu montieren und zu installieren und benötigt dank ihrer Fernbedienung keinen Computer neben sich. Obwohl die Maschine auf das Gravieren ausgerichtet zu sein scheint - sie unterstützt sogar Lasergravierköpfe - kann sie mit anderen Fräswerkzeugen auch zum Schneiden, Bohren und Fräsen von weicheren Materialien wie Holz und Acryl verwendet werden.

Die Maschine ist stark, solide, stabil und robust, und sie ist schwer genug, um an ihrem Platz zu bleiben. Der schwächste Punkt war für mich die Schwierigkeit, den Fräser oder Bohrer zu wechseln, da die Spannzange zu fest sitzt. Zudem empfehle ich, andere Klemmen zu verwenden, da die mitgelieferten Schraubzwingen umständlich zu bedienen sind.

Eignen Sie sich neue Fähigkeiten an, um das Beste aus Ihrem Anet 4540 herauszuholen

Die Desktop-CNC-Maschine Anet 4540 bietet einen erschwinglichen Einstieg in die faszinierende Welt des CNC-Fräsens und -Gravierens. Bevor Sie diesen Schritt wagen, sollten Sie jedoch sicherstellen, dass Sie bereit und in der Lage sind, die Zeit und Mühe zu investieren, um die G-Code-Programmierung und 3D-Modellierung zu erlernen. Andernfalls werden Sie mit dieser schönen Maschine - oder mit jeder anderen CNC-Maschine - nur Frustration und Enttäuschung erleben.


Übersetzer: Willem Den Hollander