Construye un Router CNC Impreso en 3D: Precisión 0,05 mm en Metal y Madera – Guía Paso a Paso

En este tutorial aprendemos a construir una máquina CNC con guía paso a paso para que pueda construirla fácilmente.

Es una máquina CNC totalmente impresa en 3D (router CNC) que diseñé con dos objetivos: máxima rigidez posible y máxima simplicidad de construcción.

Resumen

La rigidez afecta directamente al rendimiento. Además de grabar y cortar madera, quería que este router CNC pudiera grabar y cortar aluminio. Resultado: lo hace con bastante confianza.

Ejemplo: mecanizado de hélice en aluminio. Con poco lijado, superficie quedó super suave.

Pruebas de precisión cortando formas en aluminio: usando avances y velocidades adecuados, se logran piezas dentro de 0,05 mm de precisión.

Buena precisión para una CNC impresa en 3D, usando fresadora de mano, Arduino UNO y GRBL para control de movimiento.

Grabar aluminio es pan comido. Hice llaveros con detalles <1mm y salieron geniales. También grabé latón, excelente resultado.

Incluso corta acero.

Mi segundo objetivo: máxima simplicidad de construcción. No quise usar herramientas eléctricas para fabricar la máquina: nada de cortar perfiles de aluminio con sierra, taladrar, roscar... Nada.

Literalmente, puede construir esta CNC solo con un juego de llaves Allen, porque la diseñé para usar solo componentes estándar fáciles de conseguir en Amazon, AliExpress o tienda de su elección. Casi como un kit DIY que solo hay que ensamblar. Abajo tiene la lista completa de componentes.

Salvedad: necesita impresora 3D para hacer esta CNC, pero hoy hay muchos servicios de impresión 3D si no tiene una.

La llamo «CNC totalmente impresa en 3D» porque toda la estructura se basa en piezas impresas en 3D: placas ejes X y Z, soporte de fresadora, e incluso bloques de cojinetes de husillo de bolas son impresos.

Diseño optimizado para aprovechar que la impresión 3D permite piezas complejas fácilmente. Combinado con perfiles aluminio 20x40mm, guías lineales 15mm y husillos de bolas 16mm, logré buen rendimiento. Capaz de grabar y hacer piezas de precisión en aluminio; proyectos en madera son pan comido: corta cualquier madera dura, grabados perfectos. Vea este relieve 3D 340x340mm en haya: impresionante.

Área de trabajo: 450x350x110mm. Lo mejor: escalable fácilmente.

Solo use componentes más largos para algunos perfiles, guías e husillos, y obtiene área mayor instantáneamente; resto de componentes y montaje iguales. Abajo detallo qué componentes definen el área para que elija los suyos.

Modelo 3D y Archivos STL para Descarga

Puede ver el modelo 3D directamente en navegador con Onshape.

Puede obtener el modelo 3D y archivos STL para impresión 3D en Cults3D.

Lista de Materiales (BOM)

Lista completa de componentes para esta CNC DIY. Dimensiones para el mismo tamaño que demostré (área 450x350mm).

Componente	Cantidad	Enlaces de Compra
Perfil Aluminio 2080 – 600mm (Eje Y, Longitud Personalizada)	2	Amazon | AliExpress
Perfil Aluminio 2040 – 600mm (Base Eje X, Longitud Personalizada)	3	Amazon | AliExpress
Perfil Aluminio 2040 – 700mm (Gantry Eje X, Longitud Personalizada)	2	Amazon | AliExpress
Perfil Aluminio 2040 – 200mm	2	Amazon | AliExpress
Perfil Aluminio 2040 – 100mm	2	Amazon | AliExpress
Guía Lineal HGR15 – 600mm (Eje Y y X, Longitud Personalizada)	4	Amazon | AliExpress
Guía Lineal HGR15 – 300mm (Eje Z)	2	Amazon | AliExpress
Husillo Bolas SFU1605 – 500mm (Eje Y, Longitud Personalizada)	2	Amazon | AliExpress
Husillo Bolas SFU1605 – 600mm (Eje X, Longitud Personalizada)	1	Amazon | AliExpress
Husillo Bolas SFU1605 – 300mm (Eje Z)	1	Amazon | AliExpress
Acople Eje 8mm a 10mm	4	Amazon | AliExpress
Cojinetes Contacto Angular 7001 P5-DB Par (4 pares)	4	Amazon | AliExpress
Contratuerca M12x1mm	4	Amazon | AliExpress
Cojinete Bolas Radial 6000 2RS	4	Amazon | AliExpress
Escuadra 28x20x28mm (con tuercas T-slot y tornillos M5)	18	Amazon | AliExpress
Escuadra 20x20x20mm (con tuercas T-slot y tornillos M5)	8	Amazon | AliExpress
Tuerca T Deslizante M5	100	Amazon | AliExpress
Tuerca T Cabeza Martillo M5	100	Amazon | AliExpress
Tuerca T Deslizante M4	50	Amazon | AliExpress
Tuerca T Cabeza Martillo M4	50	Amazon | AliExpress
Motor Paso a Paso NEMA23	4	Amazon | AliExpress
Tornillos Allen M3x12 – 10, M3x16 – 5, M3x30 – 5, M4x10 – 5, M4x12 – 5, M4x14 – 60, M4x25 – 10, M5x12 – 50, M5x16 – 40, M5x20 – 40, M5x30 – 40, M5x50 – 25, M5x60 – 35, M5x70 – 5	-	Amazon | AliExpress

Divulgación: Enlaces afiliados. Como asociado de Amazon gano por compras que califican.

Escalado de la CNC – Área de Trabajo Personalizada

Para aumentar área de trabajo, aumente tamaño de perfiles, guías e husillos del eje correspondiente.

Ejemplo: aumentar eje Y de 450x350mm a 450x750mm. Diferencia = 400mm. Añada 400mm a longitudes base del eje Y:

• Perfil Aluminio 2080 – 600mm + 400mm = 1000mm
• Guía Lineal HGR15 – 600mm + 400mm = 1000mm
• Husillo SFU1605 – 500mm + 400mm = 900mm

Mismo principio para eje X. Diferencia: al aumentar gantry, añadir otro elemento de estructura en celosía.

Nota: Aumentar tamaño en eje X/gantry reduce rigidez global vs aumentar en eje Y que apenas la afecta.

Montaje

Siga el vídeo siguiente para guía completa paso a paso de construcción de esta CNC DIY impresa en 3D.

Visión General Electrónica

Dividí esta guía: en próximo vídeo explicaré electrónica, cableado, caja de control, configuración de máquina y primeros cortes.

Resumen rápido: esta CNC usa Arduino y GRBL. Arduino UNO + shield CNC para conexiones fáciles y drivers DM542 para motores NEMA23.

Firmware control movimiento: GRBL. Para control y envío G-code: Universal G-code Sender. Ambos open-source.

No tiene por qué ser Arduino/GRBL; podría usar LinuxCNC, grblHAL, Mach3/4, etc. Arduino+GRBL es opción más simple y barata, pero carece de funciones avanzadas (control tiempo real, mejor configurabilidad). Si no se siente cómodo haciendo la caja de control, existen cajas CNC listas para usar, incluso con cables para motores.

Para guía detallada de cómo construí la caja de control, configuré GRBL y controlo la máquina, vea próximo vídeo. También habrá vídeo sobre tabla de sacrificio (waste board) y zapata de polvo, y cómo empezar y hacer primeros cortes y proyectos demo.

Antes de terminar, muestro más sobre rigidez, precisión y coste.

Rigidez y Precisión

Para demostrar rigidez, inserto eje 6mm en fresadora y con comparador mido deflexión aplicando fuerza. Uso dinamómetro y comparador digital.

Herramientas: Dinamómetro Amazon | AliExpress, Comparador digital Amazon | AliExpress.

Eje X: 50N → deflexión ~0,16mm; 70N → ~0,24mm.

Eje Y: 50N → ~0,22mm; 70N → ~0,32mm. Peor resultado, esperado en CNC tipo gantry (menos rigidez en Y vs X).

Eje Z: 50N → ~0,18mm; 70N → ~0,25mm.

Esta rigidez resultó en precisión dentro de 0,06mm cortando aluminio con avances/velocidades adecuados.

Pieza test en aluminio: desbaste 4mm DOC, 1,2mm WOD, 1200mm/min, offset 0,3mm. Pasada final contorno 2mm DOC, 500mm/min. Medido con comparador digital: todas formas en todas direcciones dentro de 0,06mm.

Repito: resultado bastante decente para CNC router totalmente impresa en 3D, fresadora de mano, Arduino y GRBL.

Galería de Proyectos

Algunos proyectos hechos con esta CNC DIY:

• Relieve 3D (Modelo Etsy – Cabeza Carnero)
• Tallado V-bit y desbaste (Modelo Etsy – Caja Corazón)
• Incrustación CNC
• Grabado aluminio
• Grabado latón
• Mecanizado hélice aluminio (Modelo Etsy – Cabeza Dragón)

Permanezca atento: más contenido CNC viene. También haré Discord o similar para compartir experiencias construyendo esta CNC y crear comunidad para resolver problemas y mejorar la máquina.