unkontrollierter Basteldrang - CNC

[al_bundy]

Hallo,
bevor es in 2 Wochen mit dem Asus Rampage 5 Extreme, der Gigabyte GTX980 sowie der GTX 980 im Ref. Design los geht möchte ich euch meine letzte Wochenendaufgabe näher bringen. Dem Frässpindeln ausschleifen.

Eine Frässpindel ist ein Elektromotor wo man vorne ein Werzeug einspannen kann. Wichtig dabei ist das das Werkzeug rund läuft und nicht eiert. Und hier liegt das Problem. Das Werkzeug eiert. Es eiert so gut wie immer wenn man billige Frässpindeln hat. Mit billig meine ich im Bereich von 150-350€. Selbst teurere (500-800eu) Modelle haben es mit der Genauigkeit nicht immer so...

Das Werkzeug wird mithilfe einer Spannzange und Überwurfmuter gespannt. Dabei muss die Überwurfmutter, Spannzange und der Konus zum aufnehmen beider Teile in geeigneter Qualität sein. Meistens scheitert es daran das der Konus eine schlechte Qualität hat. Sehr rauh sogar mit Steigungsfehler. Und daraus resultert das eiern des Werkzeuges. Man spricht von Rundlauffehler. Der gängigste Rundlauffehler liegt bei 50-120µ. Also 0.05 - 0.12mm. Das ist astronomisch viel!

Was macht man nun? Man schleift den Konus der Frässpindel aus. DAdurch wird die Oberfläche glatter und man korrigiert den Steigungswinkel des Konus. Somit kann man genauer, und vorallem kraftvoller spannen. In der Regel erreiche ich dadurch unter 3µ im Innenkonus und unter 20µ am Fräser.

Dazu mal 3 Videos. Das erste ist vom schleifen, das zweite zeigt den Rundlauffehler im Innenkegel (ist nicht messbar!!![Auflösung 2µ!!!]) und das dritte zeigt den Rundlauffehler am Fräser -> 4µ.

https://www.youtube.com/watch?v=fVlU3Us9re0&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=OS4_eBSjFU4&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=A6z9y_QJO8E&feature=youtu.be

Dazu gibt es noch 2 Bilder. Eins von Vorher, eins von nachher.

€dit: euer Youtube Button funzt nicht!

 

[al_bundy]

Nächste Woche mache ich noch ein paar Nickelexperimente und fräse ein bisschen Alu und dann gehts mit der neuen Hf Spindel weiter. Der FU ist konfiguiert und die nötigen Teile sind vorhanden. Dafür richte ich eine zweite MMKS Anlage ein. Die Spindel darf dann als Erstlingswerk eine neue Kühlstruktur herstellen die für den 980GTX Referenzkühler gedacht ist.
Paralel teste ich gerade diverse Graviertechniken. Das Ergebnis ist bislang brauchbar. Ich muss nur schauen das ich in etwa doppelt so schneller Geschwindikeit gravieren kann. Pom kann ich leider nur klassisch mit einen Stichel gravieren. Material wegkratzen ist zwar möglich, aber da es so weich ist entsteht dadurch ein böser Grat den man nicht wegbekommt. Bei Plexi Messing und Alu verhält es sich zur Zeit sehr gut. Kupfer schmiert noch ein wenig. Das bekomme ich im laufe der Tests aber noch weg.

 

[al_bundy]

So, die kleine 300W Chinaspindel ist dran. Die 60.000U/min sind schon geil, ich werde fortan alles was geht mit dieser Spindel fräsen. Ich muss mal testen wie gut die Spindel mit einen 3mm Fräser umgehen kann.
Mit einen 0.6mm Fräser lässt sich leider nur bedingt gut arbeiten. Schnittiefen von 3mm sind für so einen Fräser bei so "schlechter Kühlung/Schmierung" einfach ein Alptraum. Normal muss man bei einen solchen Vorhaben nass fräsen. Das geht aber zu lasten der Lager. Daher probiere ich es mal mit einen 0.7mm Fräser. Das wird zwar nicht deutlich besser werden, aber doch schon ein bisschen. Und ich erhalten etwas mehr Durchfluss

Die Gravurspitze durfte auch gleich mal ran. Beide neuen Bearbeitungsprozesse wurden am neuen 980GTX Wasserkühler angewendet.

 

[BertB]

grafikkartenkühler selber gemacht ist na klar schon edel,

wenn ich auf der arbeit genug zeit hab für eigene sachen, probier ichs vielleicht auch noch (oder erst mal nen cpu kühler)

wie hast die maße festgelegt?
die karte halt selbst vermessen? (die höhenunterschiede vor allem, gpu, speicher, spawas, pcb)
oder konnte man die wo nachlesen?

 

[al_bundy]

Hallo,
die Karte hatte ich für kurze Zeit vorliegen und habe die gesamte Karte mit einen Messschieber vermessen.

 

[BertB]

cool,

sieht echt top aus

 

[al_bundy]

Hi,
folgend das Feedback zur neuen Spindel:

Die Spindel ist für Filigrane Sachen ganz gut. Spannbereich bis 3.175mm. Mit einen 3mm Fräser ist die Spindel leicht überfordert. Das Maximum was die Spindel verträgt sind 2.5mm Fräser. Den Fräser kann man dann auch ordentlich quälen. Ich habe mal einige versuche mit den 0.7mm Fräsern gemacht und das Ergebnis ist gut und schlecht zugleich. Zum einen ist der Vorschub mit 600mm/min und eine Zustellung von 0.18mm recht gut. Allerdings ist die Standzeit von ca 40min extrem schlecht. Das bedeutet rund 1 Fräser pro Kühler. Macht keinen Spass. Leider sehe ich zur Zeit keine Möglichkeit die Standzeit irgendwie zu erhöhen. Vielleicht hole ich mit einen besseren Schmiermittel noch 10min raus. Hilfreich wäre es... ... mehr geht allerdings bei den Rundlauffehler nicht. Rundlauffehler ca 12µ am Fräser. Optimal wären 3-5µ.

Darüber hinaus habe ich noch ein paar Bilder von ein paar Aluteilen für einen Casecon.

Nickeltechnisch gibts auch Fortschritte. Ich habe endlich ein Bad gefunden das keine hellen matten Niederschläge hinterlässt. Allerdings ist die Reinigung anspruchsvoller. Nun habe ich neue Reinigungsmittel bestellt die ich die nächsten Wochen mal testen werde. Ich bin froh. Im allgemeinen gehts vorran

 

[Retikulum]

Hey, ich hab mich jetzt mal extra angemeldet weil ich ein paar Fragen stellen wollte und diesen Thread hier sehr interessant finde.

Ich wollte mir schon länger mal eine CNC Fräse für etwa die gleichen Zwecke zulegen. Zurückgeschreckt bin ich aber dann immer wieder vor den sehr hohen Preisen und meinem fehlenden Fachwissen.
Bis ich eine CNC-Fräse ready to go dastehen habe reicht ja nicht nur die Fräse, sondern ich brauch auch noch eine ordentliche Spindel, so eine Platte zum Fixieren der Werkstücke, eine Absaugung, eine Schmierung usw..
Was kostet so etwas in etwa alles in allem, ich komme da selbst für kleine Modelle auf weit über 2000€? Lohnt es sich da Bausätze zu kaufen oder besser eine fertige?

Ist das Bedienen schwierig und woher hast du dein Fachwissen? Im Internet findet man kaum etwas außer Anmeldungen zu Lehrgängen die 1000€ und mehr kosten, das wäre mir dann schon wieder zu teuer und ich würde dann noch ein paar Jahre auf bezahlbare 3D Drucker warten, die auch Metall drucken können.

Davon abgesehen:
wie funktioniert es mit einer normalen 3-Achsen CNC Fräse ein Bauteil von mehreren Seiten zu bearbeiten? Bzw. Wenn ich das von einer Seite fertige Werkstück umdrehe, wie kann ich das dann so genau positionieren, dass die Rückseite zu 100% stimmt?

Wie schaffst du es bspw. einen Grafikkartenkühler so genau zu erstellen, dass er genau auf das PCB der Graka passt? Hast du da einen 3D Scanner oder sowas?

Mit normalen Portalfräsen kann man ja nur weiche Materialien und NE-Metalle bearbeiten, wie gut gehen damit Materialien wie Alu und Kupfer?

Lohnt sich die Fertigung überhaupt oder zahle ich für den Fräskopf und das Rohmaterial schon so viel wie für ein fertiges Werkstück oder eines das ich bei einem Profi fertigen lasse?

Viele Fragen für den Anfang, danke für jede Antwort!

 

[al_bundy]

Was kostet das?:
Streng genommen eine nackte brauchbare Fräse ca 3500-5500€. Eine brauchbare Frässpindel kostet eigentlich um 800€. Allerdings kann man bei mir auch eine für 400€ kaufen Dazu kommen gute Spannmuttern und spannzangen für nochmal ca 200€. Werkstückspannung ca 200€ es sei denn man will mit Vakuumtechnik spannen, dann muss man nochmal ca 800€ draufpacken. Fräser gibt vom Discounter ab 5€, oder Profiware für mehr als das 10fache. Je nach dem was man brauch... Preise nach oben offen. Gewindefräser kosten beispielsweise 60€ aufwärts. Wenn man aber falsch programmiert, hat das Teil nicht ein Gewinde geschnitten und er ist abgebrochen... Es gibt auch brauchbare Fräser für 150€/Stück.

Genauigkeit:
Man muss umspannen und jede Seite ankratzen. Dann wird es ausreichend genau. 3D Scanner passt gut, ist aber mit 5riesen pro einheit recht teuer. Positioniereinheit vorrausgesetzt.
Ich habe ja eine normale Portalfräse (ca 650Kg). Mit der kann ich Problemlos Alu Kupfer und auch Stahl bearbeiten.

Einen Prototyp beim Profi fertigen lassen ist sehr teuer. 50€ fürs Hallo sagen + 50€ fürs Maschine einrichten + ca 50-100eu Fertigung + Material + Steuer. Macht nur einseitig Spass

 

[Retikulum]

Hmm das ist schon ein Haufen Geld, wenn man das nur als Hobby beitreiben will. Das wären ja alles in allem mindestens 4500-5000€.
Ich sehe immer wieder auf Kickstarter kleinere Portalfräsen, die dann kein Stahl oder ähnlich feste Metalle schneiden können für etwa 2000€ all inclusive. Fraglich ist halt ob man damit glücklich wird!
Zum Beispiel: https://www.kickstarter.com/projects/carvey/carvey-the-3d-carving-machine-for-the-maker-in-all
Taugt sowas auch? Klar bin ich da in den Möglichkeiten stärker eingeschränkt und auch die Größe der Objekte ist deutlich kleiner, aber für Kühler aus Kupfer o.ä. dürfte es doch reichen, oder?
Oder gibt es bei solchen Maschinen einen Gebrauchtmarkt auf dem man Geld sparen kann oder sind gebrauchte CNC Fräsen so ausgelutscht, dass das keinen Sinn hat?

Und 3D Scanner gibt es doch auch schon für ein paar hundert Euro? Oder meinst du einen 3D Scanner Aufsatz für die CNC Fräse?

 

[al_bundy]

Mit etwas Glück kriegt man für 4 riesen nen all inkl. Paket, gebraucht.
3d Drucker ist ein ganz anderes Thema. Eine Cnc Fräse muss minimum 25Kilo wiegen um für Metall zu funktionieren. Der Verfahrweg darf dabei aber nicht größer als 200x200mm sein.

 

[Retikulum]

Mit welchem Programm erstellst du die 3D Modelle am Computer?

 

[al_bundy]

Und ein kleines Experiment mit Peltierelementen.
Hier soll geprüft werden wie hoch der Wirkungsgrad bei Peltierelementen ist.
Ich habe von 8-12% gelesen. Wenn man einen wirklich guten Aufbau hat kann man bis zu 15% erreichen. Mal schauen wie hoch ich komme.
Sollte der Wirkungsgrad passabebel sein dann könnte es sein das einige Peltierelemente paralel betrieben werden um eine Frässpindel zu kühlen. Es müssen ca 400W abgeführt werden.
Das Spezielle an diesen Aufbau ist die Wasserverlaufstrategie. Das Wasser wird direkt, ohne Bodenplatte auf das Peltierelement draufgespritzt und mittels Pumpe umgewälzt.

Ein kleiner Tisch aus 60x20mm Aluprofile. Nicht das stabilste aber für ne neue Fräse müsste es reichen. Ein paar Verstrebungen werden nächste Wochen noch eingebaut. Für die neue Fräse sind Servos und Linearführungen bereits vorhanden. Die Elektronik kommt als nächstes. Da werde ich aber sicher noch den einen oder andere Monat warten müssen. Andere Projekte brauchen erstmal mehr Aufmerksamkeit.


Mittels Aufheizzeit wird der Wirkungsgrad errechnet. Ich bin gespannt.

 

[Retikulum]

Sehr cool! Auf dem 1. Bild hast du rechts bei diesem Kupfer CPU Kühler beim Fräsen diese Kupfer Bahnen stehen gelassen, welchen Abstand haben diese Bahnen? Ich frage weil mich interessieren würde, wie präzise deine CNC Fräse fräsen kann.

 

[al_bundy]

Ich schätze die Maschine arbeitet auf 5/100mm genau.

Gruß Marc

 

[al_bundy]

Theoretisch müsste man das doch mit der Formel Qpunkt = m x c x delta Theta / t berechnen können?
1Kg x 1.163 Wh/Kg x K x4.7K / 10min(0.166h) = 32,92W

Reingeschoben haben wir 131,76W

Solltens 32,92W / 131,76W = 0.2498
Ergibt einen Wirkungsgrad von 24.98%

Wenn meine Rechnung stimmt. O.o

Bei Versuch 1 kriegen wir 28.02W raus. Dort hätte man einen Wirkungsgrad von 21.66%.

Sofern meine Berechnungen stimmen liegen wir doch deutlich höher als vorherorakelt...
Die Interessanteste Frage ist nun aber folgende. Wenn der DirectonDieKühler das Tec kühlt, ist der Wirkungsgrad schlechter (obwohl theoretisch bei besserer Kühlleistung). Womöglich liegt das daran das die Kälteenergie erst durch das Kupfer durch muss bevor es Kontakt zum Wasser hat. Es wird sich wohl empfehlen 2x DirectonDieKühler einzusetzen. Vielleicht kommt man so schon auf 30%, insbesondere dann wenn man Düsentechnisch noch optimiert. Mit rund 450W die an Kälteenergie gebraucht wird muss man dennoch ne ganze Menge Energie reinschieben Wobei das nun keine große Überraschung ist
Vielleicht mach ich noch einen Versuch mit 80% Load. Da soll der Wirkungsgrad noch besser sein.

€dit:

Versuchaufbau Nummer 3 ist identisch zu Versuchsaufbau Nummer 2. Ich habe das Tec aber dieses mal mit 9.4V und 9.2A betrieben. 86.48W. Ergo nur mit 66% Auslastung.
Das Wasser konnte sich innerhalb von 10min um 3.3°C abkühlen was eine Wärmeenergie von 23,12W entspricht. Gehen wir mal davon aus das 131W maximal möglich sind so wie wir das eben schon gemessen haben. Dann bekommen wir einen Wirkungsgrad von 26,7%. Eine Steigerung von 5%!
Meine Vorhersage: Bei ca 35% Wirkungsgrad ist Schluss. Lass es ruhig ein zwei oder drei prozent mehr oder weniger sein... Irgendwie habe ich richtig Lust bekommen einen zweiten DirektonDieKühler zu bauen.
Ich will nicht sagen das es sich lohnt mit 35% Wirkungsgrad Peltierelemente einzusetzen. Das ist ne Katastrophe. Aber wenn man kein Platz hat kann man drüber nachdenken. So extrem Viel Kälteenergie wird ja nicht benötigt.

 

[al_bundy]

Hallo,
am Wochenende werde ich wieder einige viele Updates machen. Kühler für Asus Z10PE D16 WS, EVGA gtx 970 FTW+, Gainward gtx_980 phantom 4096M, Gigabyte GA Z97X Gaming G1 und MSI GTX_970 gaming 4G G5 tf oc. Also ne ganze Menge. Sind viele interessante Kühler dabei. Und natürlich auch wieder mit einer Neuerung für mehr Durchfluss und ein + an Design.

Heute ist meine kleine Graviermaschine angekommen. Es handelt sich um die CNC 3020 mit Trapezgewindespindel.Für 500€ all ink dachte ich, ist brauchbar. Wird ja nur graviert und vielleicht ein bisschen Plexi/Pom oder Holzverbundwerkstoffe gefräßt. Die Spindel hat eh nur 300w und 60.000U/min. Die Maschine kam ungesichert in einer Holzkiste. Innen drinne nicht wirklich gut verpackt Maschine scheints aber heile überstanden zu haben.

Im groben und ganzen ist die Verarbeitungsqualität gut. Ich habe mir noch nicht die Pfoten aufgerissen und Grat lässt sich im wesentlichen auch nicht finden. Einzig die Trapezgewindespindel der Z Achse ist 2cm zu lang und steht unten heraus. Die Achsen gehen alle relativ schwer somit hoffe ich das die Führungen solide vorgespannt sind.Das Umkehrspiel ist auf X und Z achse nicht fühlbar. X Achse ist übel. Wird sicher im Zehntelbereich sein. Mal schauen was dort verrutscht ist.

Ansonsten macht die Maschine einen sehr guten Eindruck. Mal schauen was die Messuhr sagt.Ich habe heute beim Chinamann noch einen zweiten FU bestellt für meine zweite 60K Frässpindel. Eine Wasserkühlung dafür muss ich mir noch bauen. Darüber hinaus muss ich mal sehen ob ich den kleinen Vacuumtisch dort sinnvoll unterbringen kann. Mit 200x300 Sauggmaße sollte das ganz gut passen. Werkzeugschmierung wird wohl wieder der Fogbuster. Ich muss mal sehen das ich das alles in einen kleinen Alugehäuse unter bringe sodass sich die Späne in der Kabine sammeln. Die Ritze ist schön klein und handlich da sollte sich etwas kompaktes bauen lassen.Was ich jetzt aber noch dringend brauche ist ein Computer. Vorzugsweise extrem klein mit LPT Port. Hat jmd eine Idee was ich da kaufen kann? ITX wäre toll. Kosten solls natürlich am besten nichts.

Mal ein paar Bilder.

 

[Retikulum]

was brauchst du an dem PC alles? Wie wärs mit einem NUC, oder brauchst du einen Parallelport? Parallelport und ITX gibt es kaum Auswahl und wenn dann mit uralt Celerons.

 

[al_bundy]

Hab schon was gefunden.
Danke.

 

[Pelk]

Hallo al_bundy wenn du fragen hast bezüglich Galvanik oder chemische Behandlung von Oberflächen, melde dich bei mir bin ausgebildeter Oberflächentechniker (Neu für Galvaniseur und Metallschleifer)

Mfg