Tagebuch [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

[fragapple]

AW: Das etwas andere Tagebuch... [DIY CNC Fräse]

Das Studium fordert seinen Tribut..

Dennoch hier ein großes Update / Nachtrag:

26.03.2012

"Versuche" mit den Aluminiumprofilen und passenden Verbindern

1. 2. 3. 4. 5.

1. M6 Gewindebohrer-Satz (Vorschneider, Mittelschneider, Fertigschneider)

2. 80x80 Profil mit Bolzenverbinder/Querverbinder (hohe symmetrische Belastungsaufnahme, rechtwinklige Verbindung zweier Profile)

3. Windeisen (durch die Fase an den Bohrlöchern ist ein Gewindevorschnitt eigentlich nicht nötig, aber besser is' )

4. Zwei Verbinder angebracht

5. Profile senkrecht aufeinander gesetzt und mit Hilfe von Nutensteinen von unten verschraubt


04.04.2012 Teil 1

Fertigung der Befestigungsplatten für die Führungsschlitten

1. 2.

1. Wellen-Führungsschlitten komplett auf der Stahlwelle/Führungsschiene

2. Schlitten (Fabrikat "Star") zerlegt: Klemmblock, Linearkugellager 30mm (Made in Germany ), zwei abnehmbare Schmutzabstreifer

 

[fragapple]

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04.04.2012 Teil 2

Fertigung der Befestigungsplatten für die Führungsschlitten

1. 2. 3. 4.
5. 6. 7.

1. Aluminiumplatte (schon etwas verbastelt) vorher, Stärke 10mm

2. Messen, Anreißen, Körnen: Anschlagwinkel, Stahllineal, digitaler Messschieber, Anreißnadel, Körner

3. Löcher bereits gebohrt und gesenkt

4. Platte (zer)sägen (Holzschutzbacken am Schraubstock win! ^^)

5. Schnittkante gerade/winklig feilen und entgraten

6. Die Feile immer schön von festhängenden Spänen befreien, da diese Riefen ins Material ziehen

7. Nochmal über's Werkstück schmirgeln (bürsten), damit die Anreißstriche und Unreinheiten verschwinden

Ergebnis

Ist doch nicht allzu schlecht geworden für eines meiner ersten Alu-"Werkstücke"..

 

[fragapple]

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Aktueller Entwurf, nun mit Unterbau und Aufspannplatte

Jedoch noch unfertig..aktuell warte ich noch auf auslaufende eBay-Auktionen und bestellte Teile

07./08.04.2012

Bau des Untergestells

(Im Rendering blau)

1. 2.

1. Glücklicherweise hatten wir noch Balken vom Hausbau im Keller herumliegen, daher musste ich hierfür nicht extra neue kaufen..
Hier schon grob mit dem Winkelschleifer und einer 40er Schleifscheibe abgeschliffen..

2. Noch ein zweites Mal gründlicher mit einer (feineren) 60er Körnung abgeschliffen

1. 2. 3.
4. 5. 6.

1. Längen anzeichnen mit Zollstock und Messwinkel

2. Balken zurechtgesägt

3. Da die Balken leider teils unterschiedliche Stärken aufweisen, musste ich hier und da die Schrauben tiefer versenken / vorbohren

4. Bohrungen senken (Senker)

5. Mittelteil in H-Form von außen verschraubt

6. Äußere Balken (in den äußeren Ecken) von innen schräg (~60°) verschraubt


Zwischenergebnis:



Das hat länger gedauert als es aussieht

- per Hand gesägt
- Sämtliche Löcher vorgebohrt (4mm bei den 5mm Schrauben)
- 10mm Bohrungen zum Versenken der Schrauben bei den dickeren Balken
- Bohrungen zusätzlich mit einem Senker bearbeitet, um den Grat/Fransen zu entfernen (damit die Schraubenköpfe ordentlich/bündig verschwinden)

 

[Mr JK]

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coole Sache, du studierst bestimmt Maschinenbau ?!

 

[fragapple]

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Zur Zeit studiere ich Informatik - Informatiker sind ja bekanntlich Problemlöser.
Und mein Problem war, dass ich keine CNC-Fräse zuhause hatte.

 

[LioneXT]

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Interessantes Projekt und cool wenn du das durchziehst.
Warum benötigst du ein Untergestell und stellst die CNC nicht auf einen Tisch oder auf den Boden?

 

[fragapple]

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Berechtigte Frage..

Dafür gibt es mehrere Gründe:
- ich besitze keinen so großen/stabilen Tisch (2,20m x 1,40m und bis jetzt ~170kg)
- zum Ausgleich für den unebenen Boden
- als Podest, damit es sich vom restlichen Raum und vom Boden abhebt
- als Zwischenplatte/Ablagefläche, z.B. für den Sauger, Schaltkasten, Spänefang..
- da ich Beton gerne mal für eine Arbeitsplatte/Küchenplatte verwenden möchte und schauen will, wie es sich in der Stärke (etwa 4cm) verarbeiten/verwenden lässt, evtl. Versiegelung mit Epoxid Harz
(Beton ist in der Stärke auch wesentlich günstiger und sehr vielseitig)
- Verringerung der Schwingungen durch die Betonmasse und die geringere Stützenhöhe
- es sieht besser aus als wenn man nur freistehende Stützen verwendet
- ich wollte nicht noch mehr Profile kaufen und möglichst die volle verfügbare Länge verwenden
- und die Möglichkeit offen halten, das verfahrende Portal evtl. an der Unterseite noch zu schließen..

..in etwa so:

​

Vorteile davon:
- steiferes, geschlossenes Portal
- nur ein Spindelantrieb an der Unterseite anstatt zwei an den Seiten
(ein Schrittmotor, eine Schrittmotor-Steuerkarte, eine Gewindespindel/-mutter und entsprechende Lagerungen weniger, also auch eine große Kostenersparnis)


So long

 

[Superwip]

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Nettes Projekt...

Was planst du für Spindeln und was für einen Fräsmotor?

 

[stratocruiser]

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Sauber, noch einer, der sich mit Beton eine ebene Fläche bauen möchte.

Zu deiner Konstruktion: Ich würde unterhalb des geschlossenen Portals an die Stützen noch jeweils einen Zugstab einsetzen, damit es einen geschlossenen Rahmen ergibt. Idealerweise natürlich so weit unten wie möglich um den Hebelarm zu vergrößern, der dadurch entsteht. Dann könntest du auch mehr Auflager verwenden.

Grundlegende Fragen meinerseits:
- An was für einen Beton hast du gedacht?
- Hast du das Kriechen und Schwinden vom Holz mit einkalkuliert?
- Hast du die Eigenfrequenz berechnet oder wie kommst du zu dem Schluss, dass der Beton die Vibration hemmt?
- Hast du die Tragfähigkeit der Betonplatte berechnet? Der Zeichnung nach liegt die Stütze nicht auf dem Rahmen sondern auf der lichten Platte auf.
- Ist dir klar, dass die Platte ohne die Holzkonstruktion 300kg wiegen wird?

 

[_Hendi_]

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Was ein Beton auf Epoxydharzbasis 300 kg? Das wäre mir neu, der Baustoff an sich ist der relativ leicht und gleichzeitig sehr stabil und optisch ansprechend. Deswegen wird er doch vermehrt eingesetzt Aber gut von dieser Art von Beton gibt es auch tausend Variationen. Mein Vater hat in seinem Bad so eine Platte für die Waschgarnituren und ich erinnere mich das diese eigentlich relativ leicht war

 

[fragapple]

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Nettes Projekt...

Was planst du für Spindeln und was für einen Fräsmotor?

Kommt ein bisschen darauf an was mir so zuläuft..

Geplant waren anfangs 16x4 Trapezgewindespindeln, aber mittlerweile werde ich wahrscheinlich für die kürzere X- und Z-Achse Kugelgewinde-/Kugelumlaufspindeln verwenden und für die Y-Achse wegen der großen Länge eine Trapezgewindespindel mit zwei verspannten Muttern.

Für den Anfang soll es ein 1050W Kress Fräsmotor mit 43mm Aufnahme werden.

Sauber, noch einer, der sich mit Beton eine ebene Fläche bauen möchte.

Zu deiner Konstruktion: Ich würde unterhalb des geschlossenen Portals an die Stützen noch jeweils einen Zugstab einsetzen, damit es einen geschlossenen Rahmen ergibt. Idealerweise natürlich so weit unten wie möglich um den Hebelarm zu vergrößern, der dadurch entsteht. Dann könntest du auch mehr Auflager verwenden.

Grundlegende Fragen meinerseits:
- An was für einen Beton hast du gedacht?
- Hast du das Kriechen und Schwinden vom Holz mit einkalkuliert?
- Hast du die Eigenfrequenz berechnet oder wie kommst du zu dem Schluss, dass der Beton die Vibration hemmt?
- Hast du die Tragfähigkeit der Betonplatte berechnet? Der Zeichnung nach liegt die Stütze nicht auf dem Rahmen sondern auf der lichten Platte auf.
- Ist dir klar, dass die Platte ohne die Holzkonstruktion 300kg wiegen wird?

Mir ist gerade nicht ganz klar welche Position du für die Zugstäbe meinst?

Und zum Beton: Es sollte Vergussbeton werden, der dann abgeschliffen und mit Epoxidharz versiegelt wird.
Die Platte ist in drei Teile zu je 700x1200mm aufgeteilt, da ich sie nicht direkt im Keller gießen kann/möchte, sie später noch für andere Dinge Verwendung finden soll (sind gute Arbeitsplattenmaße) und die einzelnen Stücke transportabel bleiben sollen:

(21 Liter pro 40kg Sack Zement)
4cm*70cm*120cm = 33600cm³
33600cm³/1000 = 33,6dm³ 1dm³ = 1l
33,6m³ / 21l * 40kg = 64kg das ganze drei mal: 192kg

Daher ist auch die Holzkonstruktion in drei kleinere "Rahmen" aufgeteilt. Zudem ist so die freitragende Fläche der Platten wesentlich geringer.

Die Standbeine werden in den Nuten der Profile verschraubt und lassen sich daher ggf. verschieben - somit werden sie voraussichtlich auf dem Rahmen aufsetzen.

Da die Holzbalken schon so alt sind, bin ich einfach mal pauschal davon ausgegangen, dass sie sich im weiteren Verlauf nicht mehr merklich verändern werden.
Wie berechnet man die Eigenfrequenz einer Betonplatte? Mehr Masse, mehr Auflagepunkte & kürzere Füße = Mehr Trägheit = Weniger Vibration ?
Wobei man die denke ich fast außer Acht lassen kann.. durch die Maschinenfüße aus verstärktem Kunststoff dürfte kaum noch Vibration auf der Betonplatte ankommen.

Gruß
fragapple

 

[MatMade142]

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Wenn das Ding fast 20kg wiegt, dann musst du aber auch auf die Tragfähigkeit des Bodens achten. Wo soll sie denn später mal stehen?

 

[fragapple]

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Die Maschine wird dann im Keller stehen, über die Tragfähigkeit des Bodens muss man sich da denke/hoffe ich keine Gedanken machen.

 

[stratocruiser]

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Was ein Beton auf Epoxydharzbasis 300 kg? Das wäre mir neu, der Baustoff an sich ist der relativ leicht und gleichzeitig sehr stabil und optisch ansprechend. Deswegen wird er doch vermehrt eingesetzt Aber gut von dieser Art von Beton gibt es auch tausend Variationen. Mein Vater hat in seinem Bad so eine Platte für die Waschgarnituren und ich erinnere mich das diese eigentlich relativ leicht war

Das Harz kommt auf den Beton, nicht in ihn hinein. Beton ist immer unterschiedlich. Es gibt leichten und schweren Beton. Je nach dem, was man als Gesteinsmaterial verwendet und ob Luftporenbildner zum Einsatz kommen.
Meine vereinfachte Rechnung war: L*B*H*Wichte Beton. Also: 2,2m*1,4m*0,04m*24KN/m³ (für unbewehrten Beton) = ~3kN = ~3000N = ~300kg

Mir ist gerade nicht ganz klar welche Position du für die Zugstäbe meinst?

Die Verbindung zwischen den Sützen der CNC-Fräse, die auf der Betonplatte stehen. Und das wiederum so bodennah wie möglich.

Und zum Beton: Es sollte Vergussbeton werden, der dann abgeschliffen und mit Epoxidharz versiegelt wird.
Die Platte ist in drei Teile zu je 700x1200mm aufgeteilt, da ich sie nicht direkt im Keller gießen kann/möchte, sie später noch für andere Dinge Verwendung finden soll (sind gute Arbeitsplattenmaße) und die einzelnen Stücke transportabel bleiben sollen:

(21 Liter pro 40kg Sack Zement)
4cm*70cm*120cm = 33600cm³
33600cm³/1000 = 33,6dm³ 1dm³ = 1l
33,6m³ / 21l * 40kg = 64kg das ganze drei mal: 192kg

Anhang anzeigen 538807

Daher ist auch die Holzkonstruktion in drei kleinere "Rahmen" aufgeteilt. Zudem ist so die freitragende Fläche der Platten wesentlich geringer.

Die Standbeine werden in den Nuten der Profile verschraubt und lassen sich daher ggf. verschieben - somit werden sie voraussichtlich auf dem Rahmen aufsetzen.

Da die Holzbalken schon so alt sind, bin ich einfach mal pauschal davon ausgegangen, dass sie sich im weiteren Verlauf nicht mehr merklich verändern werden.
Wie berechnet man die Eigenfrequenz einer Betonplatte? Mehr Masse, mehr Auflagepunkte & kürzere Füße = Mehr Trägheit = Weniger Vibration ?
Wobei man die denke ich fast außer Acht lassen kann.. durch die Maschinenfüße aus verstärktem Kunststoff dürfte kaum noch Vibration auf der Betonplatte ankommen.

Gruß
fragapple

Der Gewichtsunterschied kommt vor allem daher, dass ich eine andere Länge und Breite gewählt habe (du hast mal was von 2,2*1,4m geschrieben).

Holz kriecht jung wie alt unter Lasteinwirkung. Entscheidend ist die Dauer der Einwirkung, nicht das Alter des Materials. Zumal trockenes Holz zu Quellen neigt, sobald die Luftfeuchtigkeit dauerhaft zunimmt. Solange du die Last von der CNC auf die Balken an nahezu der gleichen Stelle in die Stützen der Unterkonstruktion und somit in den Boden leitest, ist alles in Ordnung, da das Kriechen bei gleichmäßig oder mittig Belasteten Trägern erst wirklich wichtig wird.
Wenn die CNC von der Unterkonstruktion "entkoppelt" ist, kannst du ja nicht schreiben, dass die Vibrationen durch deren hohes Gewicht gehemmt werden. Dann verhält sich die CNC nämlich wie direkt auf dem Boden stehend.

Die Maschine wird dann im Keller stehen, über die Tragfähigkeit des Bodens muss man sich da denke/hoffe ich keine Gedanken machen.

Falsch. 400 oder 500kg über den ganzen Keller verteilt sind kein Thema. Aber auf 2m² verteilt und dann als Punktlast in den Boden geführt können manchen Bodenplatten Probleme bereiten. Die Bodenplatte verhält sich letztlich eher wie eine Decke, sofern euer Haus über Streifenfundamente verfügt. Ich will dir keine Angst machen, aber da ich nicht wissen kann, die das Haus gebaut ist, kann ich dir keine Entwarnung geben. Stell die CNC also sicherheitshalber in die Nähe der Außenwände und schau dir mal den Bauplan an, auf dem sieht man nämlich wo die Fundamente sind. In deren Nähe bist du gut aufgehoben.

 

[fragapple]

AW: [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

Da unser Haus glücklicherweise auf einem Plattenfundament errichtet wurde, gehe ich mal davon aus, dass es keine größeren Unterschiede machen dürfte, wo dann die Fräse steht.
Mit der doppelten Entkopplung hast du vermutlich nicht ganz Unrecht. Wahrscheinlich ist es sinnvoller das Aluminiumgestell direkt mit dem Sockel zu verbinden und nur diesen vom Boden mit Maschinenfüßen zu entkoppeln bzw. die Maschine vom Sockel zu entkoppeln und diesen fest zu verankern.
Bis der Sockel fertig/gegossen und trocken ist, wird das Gestell erstmal frei stehen.. dazu hatte ich Fußplatten angefertigt.

16.04.2012

Fertigung der Fußplatten und Zuschneiden der Aluminium-Profile

1. 2. 3. 4.
5. 6. 7. 8.
9.

1. Zugeschnittene Profile
(lässt sich mit den mir zur Verfügung stehenden Werkzeugen leider nicht bewerkstelligen, daher habe ich die Zuschnitte bei einer Firma in der Nähe machen lassen)

2. Riemengetriebe dem Bohrdurchmesser entsprechend einstellen

3. 6,5mm Bohrer einspannen (M6 Durchgangsloch fein: 6,4 ; mittel: 6,6 ; grob: 7)

4. Aluminiumplatte gesägt, gefeilt, angerissen und gekörnt

5. Bohren

6. Kleines Zwischenergebnis

7. 10,2mm Kernloch-Bohrung für M12 Gewinde

8. Fußplatten verschrauben

9. Maschinenfüße eingeschraubt (sind noch nicht die finalen Füße, die werden "ein wenig" größer sein)

Zwischenergebnis:

 

[Superwip]

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Für den Anfang soll es ein 1050W Kress Fräsmotor mit 43mm Aufnahme werden.

Hm... ein Freund von mir hat in seiner Fräse einen wassergekühlten 2,2kW Synchron Drehstrom Fräsmotor verbaut, den er für 130€ in der Bucht geschossen hat (aus China)

Rennt super, präzise und sehr leise (!)

Für die Ansteuerung benötigt man natürlich einen entsprechenden Wechselrichter, den hat er irgendwo erschnorrt ^^

Geplant waren anfangs 16x4 Trapezgewindespindeln, aber mittlerweile werde ich wahrscheinlich für die kürzere X- und Z-Achse Kugelgewinde-/Kugelumlaufspindeln verwenden und für die Y-Achse wegen der großen Länge eine Trapezgewindespindel mit zwei verspannten Muttern.

Hoffentlich limitiert die Trapezspindel auf der Y-Achse dann nicht die Präzession...

Nicht zuletzt angesichts ihrer Länge sollte sie so oder so auch recht massiv ausgeführt sein.

Was hast du eigentlich damit vor, dass die y-Achse so lang sein muss?

 

[fragapple]

AW: [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

Klar wär' so eine Frässpindel genial, allerdings sind 130€ dafür denke ich eher die Ausnahme.. und der FU kostet mindestens nochmal das gleiche.
Kann man zur Not noch nachrüsten, für den Anfang wirds ein "kleiner" Fräsmotor.

Ein Kugelumlauftrieb wäre für die Y-Achse bestimmt besser, aber auch hier läge der Preis wesentlich höher. (das fünf-sechsfache?)

Nach oben gibt es eigentlich keine Grenze.

Zum einen wird der Y-Verfahrweg so groß, da ich die 220cm Wellenführungen hier in der Nähe erworben habe und diese nur sehr ungern kürzen möchte und zum anderen, da die Aluminium-Profile teils eine ähnliche Länge aufweisen und ich so ganz gut mit dem Material hinkomme.

Außerdem lassen sich damit dann ggf. größere Bleche, Holzplatten (bspw. Türen), Plexiglasplatten, Modellbauteile (bspw. Flügel) oder Serienteile ohne Umspannen bearbeiten.

 

[affli]

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Wie ich solche Tagebücher liebe.. Einfach nur Spannend!
Schon mal von Anfang an grossen Respekt an alle die sich ne CNC selber bauen!

Irgendwann, wenn ich die richtigen Räumlichkeiten besitzen sollte, baue ich mir auch mal so ein cooles schönes Spielzeug!

Wenn das sogar Informatiker hinkriegen...

Wenn ich mich aber bei etwas Auskenne dann mit Bauen;
So lange du eine Durchgehende Bodenplatte hast bzw. ein Plattenfundament wird der Beton höchstens Schmunzeln bei 500Kilo Last auf 2m2..

 

[Superwip]

AW: [Tagebuch] DIY CNC Fräse - Das etwas andere Tagebuch...

Außerdem lassen sich damit dann ggf. größere Bleche, Holzplatten (bspw. Türen), Plexiglasplatten, Modellbauteile (bspw. Flügel) oder Serienteile ohne Umspannen bearbeiten.

Du erkaufst diesen Vorteil in diesem Fall allerdings eben mit einer erheblich schlechteren Genauigkeit; mal sehen, wie das ganze am Ende wird

Kommt natürlich auch darauf an, wie genau du überhaupt arbeiten willst...

 

[fragapple]

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Wenn das sogar Informatiker hinkriegen...

Danke für den Respekt und die Information zum Fundament, aber die Aussage oben finde ich etwas schwarz/weiß.

Unabhängig davon was man ansonsten macht, wird man viel Zeit, Geduld und Geld für eine Käsefräse aufbringen müssen - wie für jedes andere Hobby/Projekt auch.
Da ich im Bereich Metallbearbeitung etwas Erfahrung mitbringe stand ich zu Beginn vielleicht nicht vor dem nichts, aber trotzdem muss man am Anfang Bücher wälzen,
das Internet nach Informationen durchsuchen, sich in CAD/Planungswerkzeuge einarbeiten, Teile suchen usw.

Du erkaufst diesen Vorteil in diesem Fall allerdings eben mit einer erheblich schlechteren Genauigkeit; mal sehen, wie das ganze am Ende wird
Kommt natürlich auch darauf an, wie genau du überhaupt arbeiten willst...

So genau wie es sich ergibt.
Die Los-/Festlager für die Y-Achse werde ich so fertigen (lassen), dass man ggf. einfach eine Kugelumlaufspindel einbauen kann.

Durch die Einstellungsmöglichkeiten in Mach3 lässt sich idR. auch das (Umkehr-)Spiel der Trapezgewindespindeln relativ gut kompensieren.

So long