ich würde mich und mein Vorhaben gerne näher vorstellen.
Vorab: als bisheriger stiller Mitleser -- Hut ab! Ihr liefert hier tolle Arbeiten ab, die mir den tiefsten Respekt abverlangen.
Mein Name ist Pierre, ich bin 33 Jahre jung, komme aus Hamburg und ich entwerfe und fertige Zubehör für Motorsport Simulatoren. Dies beinhaltet größtenteils Lenkräder bzw. “Button Boxen” für Motorsport Lenkräder -- das Portfolio ist grundsätzlich aber unbeschränkt. Mit der Fräse möchte ich mich aber insb. auf die Lenkräder konzentrieren, und nehme daher deren Maße als Grundanforderung.
Letztes Jahr habe ich mich intensiv mit additiver Fertigung am 3D-Drucker beschäftigt (und nenne mittlerweile vier Stück mein eigen, wobei ich den Bestand deutlich verkleinern werde). Hier werde ich bald am Ende der Fahnenstange angelangen -- daher möchte ich mich jetzt auch endlich mit dem Thema der Zerspanung beschäftigten.
Mein Ziel ist es, kurzfristig CFK-Platten (2-10mm stärke) zu bearbeiten, mittelfristig Kunststoffe (vermutlich Derlin) und langfristig auch Aluminium (EN AW 7075). Die Fräse soll Zweckdienlich sein, daher habe ich über die Zeit hinweg anhand meiner Erfahrungen mit den 3D-Drucker mal die konkreten Anforderungen zusammen getragen;
- Der Zweck: Fertigung von Prototypen (langfristig: Kleinserien)
- Materialien:
- CFK-Platten (2-6mm)
- Delrin (15-25mm)
- Hartschaumstoff (20-50mm)
- Aluminium (3-25mm)
- Fräsbereich: ~400x400x100mm
- Aufspannfläche: ~600x400mm
- Toleranzen: +/- 0.1mm
- Besonderheiten: Wasserbad
- Wünsche: kompakte Bauweise
Was möchte ich also konkret auf der Fräse bearbeiten/herstellen?
- Front- und Rückplatten aus CFK/Alu
- “Custom” Lenkräder aus CFK/Alu
- Gehäuse aus Delrin/Aluminium
- Negativ-Formen für Griffstücke
- ggf. Gravuren im CFK/Alu
Mit meinem Vorwissen durch den Bau und Betrieb der 3D-Drucker und diversen Wochen des Paukens bin ich jetzt langsam soweit, mich an die konkretisierung der Fräse zu trauen. Momentan versuche ich mir insgesamt einen Reim darauf zu machen, wie ich die Fräse am besten bestücke. Nicht zu schwachbrüstig, aber auch nicht zu übertrieben - eben auch den Anforderungen entsprechend.
Die Karla gefällt mir schon sehr gut, ebenso die diversen anderen Entwürfe hier und aus diversen anderen Foren. Da ich gerne selbe plane und baue, insb. des Lernens wegen, scheiden fertige Geräte/Bausätze für mich aus - so sehr sie mich auch reizen - denn meine Maschinen sind neben Mittel zum Zweck auch ein wenig Hobby - zum Leidwesen meiner besseren Hälfte
Ich habe also mittlerweile eine grobe Vorstellung davon, was ich haben möchte, aber bei ein paar Details bin ich mir nicht sicher. Daher möchte ich mal meine Gedanken teilen, bevor ich mich ans CAD setze und ggf. verrenne.
Alu-Frästeile
Die Frästeile aus Alu kann mir netterweise ein Bekannter (hauptberuflicher Zerspanungsmechaniker) für ‘n Kasten Bier herstellen. Daher würde ich hier feinstgefräste EN AW 5083 [AlMg4,5] Gussplatten einsetzen wollen. Werde mich wohl noch zwischen 12mm, 15mm und 20mm Dicke entscheiden müssen.
Alu-Profile
Hier werde ich auf Misumi setzen, da ich da gute Erfahrungen bei den 3D-Druckern zurück blicken kann. Die Längsträger sollen GFS8-6060 Profile werden (hier schneide ich 4xM8 Gewinde, statt dem 1xM12 in der Mitte). Für den Querträger am Portal soll ein GFS8-50100 Profil herhalten.
Linearführungen
Ich würde hier gerne auf CPC setzen. Die O-Anordnung der Kugeln statt X wie bei Hiwin/NoName sagt mir zu; ob ich mir die Mühe mache noch Wägen mit Kugelkette zu besorgen -- mal sehen was der Preis sagt. Mein Bauchgefühl sagt mir, mit 25er Schienen und HRC 25 MN/L Wägen wäre ich gut bedient, insb. da ich rückseitig dann nur eine 2mm Vertiefung brauche, um auch eine 1605er Spindel ohne Auflager unter zu kriegen. Ob ich wie bei Karla nur je einen Wagen pro Schiene nutze, oder doch lieber zwei … schwierig.
Untersetzung
Da ich die Maschine gerne kompakt bauen möchte und aus Erfahrung mit dem 3D-Drucker, plane ich eine Untersetzung mit Zahnriemen -- die überstehenden Motoren wären mir sonst nur im Weg. Da ich nicht unendlich viel Geld verbrennen kann, würde ich hier die Lichuan LCDA357H und LC57H380 setzen. Für X/Y plane ich eine 3:2 untersetzung, die Z-Achse wird ggf. nicht untersetzt, sondern 1:1 angetrieben.
Kugelumlaufspindeln
Hier werden definitiv 16er Spindeln genutzt, für X/Y bin ich mir noch unsicher, ob 5mm oder 10mm Steigung. Mein Bauchgefühl tendiert zu 10mm Steigung, aufgrund der Untersetzung wären dann weniger RPM nötig, wodurch die Stepper in einem Bereich arbeiten, wo sie mehr Kraft zu verfügung haben.
Lagerschalen
Hier werde ich wohl auf den bewährten Entwurf setzen. Festlager aus zwei Schalen mit 7201 2RS, Loslager mit einer Schale und 6201 2RS.
Wasserbad
Schwieriges Thema. Das CFK möchte ich ungern ohne Wasserbad bearbeiten - ob der Staub nun schädlich ist oder nicht - ich habe eine kleine Tochter und zwei Katzen im Haus - das Zeug möchte ich also nicht mit nach oben schleppen. Wie genau ich das gestalten werde, wird sich wohl erst richtig ergeben, wenn die eigentliche Fräse grob im CAD steht.
Spindel
Ich schwanke zwischen Kress 1050 FME (Portalversion von Sorotec) und HF-Spindel. Steuerungsbau ist mir nicht unbekannt, aber die Geschichte mit dem FU klingt für mich noch zu spannend (selbiges Problem mit PID-Tuning für Servos …) -- außerdem kann ich noch nicht so richtig abschätzen, welche Leistung ich wirklich für CFK & Alu benötige. Langfristig wäre wohl ein ATC/WZW noch eine nette Sache ...
Steuerung
Wird wohl UCCNC, UC400ETH und das BoB von CNC-Technics werden.
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Das soll es jetzt soweit erstmal von mir gewesen sein; ich werde weitere Gedanken natürlich gerne hier mit euch teilen und freue mich insbesondere auf euer fundiertes Feedback. Sollte ich euch relevante/nützliche Informationen vorenthalten haben, bitte ich dies zu entschuldigen
Grüße,
Pierre