Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

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DerAlbi
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Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 02.10.2018, 23:42

:veral
Exakt die Begrüßung, die man hier erwartet :am

Hallo Leute,
ich bin der Albi und neu im Forum :-) Ich bin Elektrotechniker und möchte mich zukünftig eventuell selbständig machen. Ich weiß, dass, wenn es so weit kommen sollte, ich Produktionsabläufe automatisieren können muss/sollte; es ist also Zeit sich mit CNC etwas tiefer zu beschäftigen, um mich Linearantrieben und Schrittmotorsteuerungen, Toleranzen usw etwas mehr fit zu sein.

Ich habe auch allerlei Motivation, denn ich gebe es zu: ich bin Opfer der Chinafräsen. :wf
Ich benötige zum Basteln/Prototypenbau immer mal wieder Frästeile aus Plastik und Alu. Ich hatte mir dafür Anfang 2016 so eine Ebay CNC3020 mit 800W-Spindel gekauft und hasse diese Entscheidung seitdem. Jedes mal, wenn ich etwas fräsen muss kotzt mich das Teil einfach nur an.
Ich muss meistens kleine, präzise Teile fräsen. Zuletzt habe ich eine Testkontur in FR4 (Glasfaser) gefräst nur um festzustellen, dass selbst bei nur 50mm/min, voller Drehzahl, einem 0.6mm microverzahnten Fräser eine Teststruktur mit 16mm x 16mm Außenmaßen um 0.25mm variiert nur weil man linksrum anstatt rechtsrum fräst. Lächerlich. Das Teil biegt sich einfach vollkommen unkontrolliert durch die Gegend - die Mechanik ist für keinerlei Schneidkräft ausgelegt. Mit der Spindel hatte ich aber Glück - die Messuhr zeigt keinen Rundlauffehler an; die China ER11-Collets.. anderes Thema.

So viel zur Vorgeschichte und zur Motivation. Hab mich verbrannt, möchte eh mehr über die involvierte Mechanik lernen; also steht ein Selbstbau an.
Natürlich habe ich schon sehr viel gelesen bevor ich mir hier überhaupt traue zu schreiben..
- Spindelkauf: (wohl 2.2kW) Rundlauf ist wohl letztendlich Glück. Leute schleifen das i.d.R. aus.
- Spindelsteuerung sollte wohl Vektorgesteuert sein um mehr Drehmoment rauszuholen. Damit könnte man dann auch Bohren.
- Wasserkühlung ist zu bevorzugen wegen Lärm und Staubaufwirbelung.
- Alu vs. Stahl als Baumaterial: Ist wohl eine Frage der Bearbeitbarkeit. Mit meinen Werkzeugen würde ich eher auf Alu setzen.
- Steifheit ist das A&O. Dick und Schwer muss es sein. Die Profile des Grundgerüsts gern mit Beton oder anderem gefüllt. Das Portal eventuell mit Sand, um Schwingungen zu dämpfen.
- Kugelumlaufspindeln scheint es in verschiedenen Genauigkeitsklassen zu verschiedenen Preisen zu geben.
- Linearschienen sind statisch besser als diese Linearwellen die auch in der China-Kiste drin sind. Auch wenn die 20mm haben, biegen die sich einfach durch. Es gibt aber auch unterstützte Versionen, die scheinen ok zu sein. Linearschienen scheinen aber besser einstellbar zu sein.
- Man braucht Messwerkzeug ohne Ende. Ich denke eine Messplatte würde ich mir Kaufen. Messuhren habe ich. Wasserwagen aber noch nicht.
- ...

Zu meinen Voraussetzungen:
- Budget ist mir grade gar nicht so wichtig. Wenn ich insgesamt 4k€ ausgebe wäre das ok. Ich möchte nicht unbedingt einen Bausatz, da ich gern die Bauerfahrung sammeln möchte. Ich habe auch kein Problem in Werkzeug zu investieren, da ich denke, dass das kein rausgeschmissenes Geld ist und ich etwas bekomme, dass mir Möglichkeiten eröffnet. Eine fertige Fräse für das gleiche Geld würde vielleicht meinen Anforderungen genügen, aber wie gesagt, ich will auch Erfahrung sammeln. Ich flieg auch gern auf die Fresse, solange ich daraus lernen kann.

Bzgl Anforderungen:
- Besser als der Chinakack muss es sein.
- Ich möchte Plastik und Alu sinnvoll fräsen und vielleicht auch mal vorsichtig in Stahl kratzen.
- Wiederholgenauigkeit von 1/100 wäre super. Präzision über größere Wege sollte besser als C7 sein (C5 / C3; kommt auf die Bezugsquellen an).
- Bearbeitungsgröße: Ich hab eine 3020. Das hat bisher gereicht, war aber immer ein Kompromiss. Das Doppelte wäre schon gut, im Prinzip richtet sich das nach der Granitplatte, die ich mir zulege. Ich denke da zur Zeit an 80x50cm - hat eine Diagonale von 94cm. Ich vermute damit bekomme ich 70x45 hin, ich denke das richtet sich dann auch nach Standardgrößen der KUS.
- Ich möchte unbedingt, dass die Arbeitsoberfläche dem Verfahrweg entspricht. So kann Rohmaterial über die Arbeitsfläche hängen, selbst wenn man die plangefräst hat. Bei meiner 3020 ist eine Kante im Aluprofil nachdem ich den Schrägstand weggemäht habe. Da liegt nichts mehr gerade drauf, was größer ist als 30cm.
- Apropos Arbeitsoberfläche: es wäre auch cool, wenn sich nicht alles über 0.2mm bewegt, nur weil man ein Werkstück einspannt. Eine stabile Oberfläche habe ich schätzen gelernt - in meinen träumen. Einspannen von Werkstücken solle nicht die ganze Maschine verziehen.


Warum schreibe ich das alles:
Natürlich möchte ich mir das obligatorische "vergiss es" abzuholen. ..mit der Hoffnung, dass in den weiteren Beschreibungen meines Vorhabens jemand vorm Rechner so sehr verkrampft, dass dabei doch konstruktive Informationen ausgetauscht werden :-) Es ist auch nett ein Bau-Tagebuch zu führen und vielleicht von Leuten Rückmeldung zu bekommen, dass man doch nicht so bekloppt ist, wie Anfangs vermutet. :fumb
Vielleicht kommt ja auch etwas brauchbares raus.

Was habe ich als nächstes vor:
Im Prinzip nur CAD. Aufbauen, konstruieren, Steifikeiten simulieren. Gucken, ob die Abmessungen von denen man träumt mit irgendwelchen Bauteilen übereinstimmen, die man irgendwo kaufen kann. (ich beziehe mich hauptsächlich auf den Linearantrieb)
Dann CAD anpassen bis alles stimmig erscheint. Zwischendurch hier Feedback einholen.

Mir fehlen leider noch eine Menge Kleinigkeiten - ab welchem Portalgewicht sollte man die last auf 2 Linearschienen pro Seite aufteilen usw und was die Vorspannung der Schlitten zu sagen hat finde ich auch noch heraus.. Wie viel Kraft darf/kann so eine KUS überhaupt übertragen so zeugs.. braucht alles noch etwas.
Auch lese ich hier oft, dass man den Rahmen abfräsen muss. Das Konzept habe ich noch nicht ganz verstanden. Ich vermute man muss den Rahmen zusammenbauen und dann, weil alles Krumm ist, muss man irgendwie dafür sorgen dass man irgendwie eine Referenzfläche hat. Die Ebene, die da reingefräst wird, ist dann die Ebene zu der auch die Spindel fahren wird, wenn irgendwann mal alles klappt. Das Blöde ist aber, dass das ein zyklsiches Problem ist.. man will ja eine Fräse bauen, wofür man einen Fräsvorgang braucht. Hmpf. Die Messplatte mit Schleifpapier bekleben und den Rahmen vibrieren und hoffen, dass das Eigengewicht seinen Dienst tut?? :D Was, wenn man den Rahmen nach dem Fräsen wieder auseinander baut, ist dann alles hinüber?

Falls das alles jemand ließt, danke :-)
Falls jemand sogar antwortet, noch mehr danke :-)

FerdinandFräs
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von FerdinandFräs » 03.10.2018, 00:32

Moin
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Ich bin Elektrotechniker und möchte mich zukünftig eventuell selbständig machen.
Selbstständig mit Eigenbaufräse, da wäre ich sehr Vorsichtig. Falls was passiert und die BG kriegts mit könnte das dein finanzieller Ruin sein.
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Wiederholgenauigkeit von 1/100 wäre super. Präzision über größere Wege sollte besser als C7 sein (C5 / C3; kommt auf die Bezugsquellen an).
[...]Ich denke da zur Zeit an 80x50cm - hat eine Diagonale von 94cm.
Wiederholgenauigkeit ist nicht das Problem solange Du kein übermäßiges Umkehrspiel hast. Geometrische Genauigkeit von 1/100 halte ich im Hobbybereich für schwer bis fast unmöglich, vor allem mit diesem Budget. Alleine für die Linearführungen werden gut 1200€ fällig, nochmal das Selbe für geschliffene 1605 in C5 mit passender Lagerung. Auf Standardlängen brauchst Du keine Rücksicht nehmen, das Zeug wird nach deinen Wünschen angefertigt. Dazu noch eine Chinaspindel + FU für ~600€ oderso bist Du schon bei 3000€ ohne Steuerung, Kabel, Motoren, Software, Material, Werkzeug, Messmittel etc.
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Warum schreibe ich das alles:
Natürlich möchte ich mir das obligatorische "vergiss es" abzuholen.
Vergiss es :lol:
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Ab welchem Portalgewicht sollte man die last auf 2 Linearschienen pro Seite aufteilen
Nie - das ist statisch überbestimmt und macht nur Probleme. Falls dein Portal mehr als die paar Tonnen kombinierte Tragfähigkeit wiegt musst Du größere Schienen kaufen.
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
usw und was die Vorspannung der Schlitten zu sagen hat finde ich auch noch heraus..
Je höher die Vorspannung, desto genauer muss der "Unterbau" sein und desto schwerer (minimal) lassen sich die Wagen verschieben, sind aber auch steifer gegenüber Belastung
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Wie viel Kraft darf/kann so eine KUS überhaupt übertragen
Steht normal dabei, selbst bei Aliexpress. Für die Meisten Leute aber mehr als genug
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Auch lese ich hier oft, dass man den Rahmen abfräsen muss.
Ohne Fräsen oder sonst eine ordentliche Bearbeitung fehlt einfach die Genauigkeit, egal ob aus Alu, Stahl oder sonstwas. Je nach Konstruktion kannst Du (theoretisch) ohne gravierenden Genauigkeitsverlust zumindest teilzerlegen, würde ich aber nur im Notfall machen und vorher (!!!) einplanen.
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Die Messplatte mit Schleifpapier bekleben und den Rahmen vibrieren und hoffen, dass das Eigengewicht seinen Dienst tut?? :D
Sorry, da hab ich eventuell schlecht Nachrichten für Dich

Gruß und viel Erfolg, Dennis

Stud54
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von Stud54 » 03.10.2018, 08:05

Man braucht keine geschliffenen Spindeln, um auf 800mm überall 1/100 zu erreichen.
Ein Absolutes Meßsystem ala Glasmaßstab hilft hier ungemein. Dem ist es "relativ" egal, wie groß der Steigungsfehler der Spindel ist.

Gruß

DaDiesel
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DaDiesel » 03.10.2018, 10:50

FerdinandFräs hat geschrieben:
03.10.2018, 00:32
DerAlbi hat geschrieben:
02.10.2018, 23:42
Ab welchem Portalgewicht sollte man die last auf 2 Linearschienen pro Seite aufteilen
Nie - das ist statisch überbestimmt und macht nur Probleme. Falls dein Portal mehr als die paar Tonnen kombinierte Tragfähigkeit wiegt musst Du größere Schienen kaufen.
Darf hier mal nachfragen wieso es so sinnfrei ist ? Hatte in letzter Zeit ein paar CNC Fräsen von Anbietern gesehen welche ebenfalls 2 Schienen auf Y verbaut hatten.

Bsp. Sorotec
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Stud54
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von Stud54 » 03.10.2018, 10:55

Das kann man machen, wird auch gemacht, viele Großraumportalanlagen haben z.B. 4 Schienen auf Y und Z.

Aber, und jetzt das Aber, die Flächen müssen zueinander absolut parallel sein. Und diese werden auf Großbettfräsmaschinen hergestellt.

Nix für Hobbyleute ohne Budget.

DaDiesel
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DaDiesel » 03.10.2018, 11:07

Bringt es den einige Vorteile (Budget mal außer Acht gelassen) ?
Bin mir gerade bissel unsicher und auf den Foto´s sieht man es leider nicht genau, aber dachte hier hatte man 2 mal die Flächen überfräst.

So aus dem Bauch raus hätte ich damit sogar ein besseres Gefühl beim Thema Stabilität und Steifigkeit, gerade wenn das Portal +Z mal in Richtung 150kg+ geht.

mfg

django013
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von django013 » 03.10.2018, 11:20

Darf hier mal nachfragen wieso es so sinnfrei ist ? Hatte in letzter Zeit ein paar CNC Fräsen von Anbietern gesehen welche ebenfalls 2 Schienen auf Y verbaut hatten.

Bsp. Sorotec
Zum einen: Sorotec ist in erster Linie Verkäufer und kein Maschinenbauer. Auch wenn er EMS weiter führen wird, wird er dadurch nicht zum Maschinenbauer, sondern bleibt in erster Linie Verkäufer. Wenn sich eine Maschine aus seinem Sortiment gut verkauft, dann sagt das überhaupt nix darüber aus, ob die Maschine auch sinnvoll konstruiert ist.
Die Maschine vom Bild ist so eine Blender-Maschine, die an Leute verkauft wird, die wenig bis keine Ahnung von Maschinenbau haben.
Die Linearschienen sind aus Stahl, die Träger aus Alu - die Wangen auch wieder Alu - das ist ein Materialmit, der mit der Konstruktion nicht sinnig einher geht. Gäbe noch viel mehr an der gezeigten Maschine zu kritisieren, aber das ist ja nicht das Thema.

Schau nur, wieviel Angebote es für die lächelnden 3020 und 6040 gibt. Der Schrott verkauft sich wie geschnitten Brot. Wenn Du Dir dagegen Berichte anschaust, wo Besitzer den Chinaschrott zu was brauchbarem machen wollten, dann blieb fast nix mehr vom Original übrig.

Ähnlich sieht es bei den 3D-Druckern aus. Die Verkaufsschlager sind (leider) kein Qualitätskriterium. Die Macher kaufen sich guten Kritiken im Tubenland und schon rollte der Rubel.

Wenn Du Dir dann mal Maschinen anschaust, von Leuten, die Ahnung haben (egal ob jetzt 3D-Drucker oder CNC-Fräse), dann haben die selten was mit den Verkaufshits gemein. Um eine Maschine beurteilen zu können, muss man sich mit der Materie befassen. Also viel lesen, versuchen zu verstehen, Varianten gegeneinander abwägen, eigene Berechnungen anstellen ...
Wer sich mit dem Thema befasst, wird auch an den Punkt kommen, dass er Konstruktionen (und andere Fräsenbauer) beurteilen kann.
Aber das geht nicht von jetzt auf gleich - da gehört viel Zeit, Geduld und Wille dazu.

Gruß Reinhard

P.S. was das Gefühl bei Maschinen angeht: schau mal hier.

DerAlbi
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Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von DerAlbi » 03.10.2018, 11:45

Ich hatte mich im Obrigen Post auch gefragt, was so schlimm ist... Man sieht z.B. oft auf der Portalachse 2 parallele Schienen, die die Z-Achse halten. Ich verstehe aber auch das Argument der Überbestimmung - das klemmt dann zum Schluss eventuell und am Ende gibt es nur Abnutzung und tränen.
Ich finde die parallelen Schienen an der Seite sympathisch, weil da gefühlt die Seitwärtskräfte (z.B. durch Motor hin und her fahren) besser gehalten werden. Aber im Prinzip ist das Angst und kein rationales Wissen. Aber "gefühlt" wären Seitswärtskräfte an einer Schiene eher ein Drehmoment; auf 2 Schienen wird es eine Art Hebelwirkung (was auch Drehmoment bedeutet. hmpf).
Mein Denkmodell: untere Schiene als "Drehpunkt", obere Schiene hält das; ist natürlich quatsch, da macht beides beides. Aber dennoch wird das, was einst vollends Drehmoment war irgendwie anders. Man kann natürlich auch zu viel über die Sache nachdenken :fumb
Diese Hebelwirkung bekommt man ja auch mit einer sehr breiten Führung anstatt zwei schmalen.

Ich fande die Antworten bisher trotzdem richtig gut und auch nett. Hab mich wirklich gefreut :-) Es ist auch vollkommen ok, wenn erst mal Erwartungen gestutzt werden müssen - das ist am Anfang ja leider immer so.. und wenn das mit dem Budget nicht klappt, dann müssen Kompromisse gefunden werden.

Das mit der Wiederholgenauigkeit von 0.01mm ist natürlich grober Unfug. Das hängt ja wirklich nur vom Spiel ab und das schafft auch die Chinakacke hier. Die produziert wiederholsicher falsche Abmessungen. Mir ging es in dem Moment darum, dass ich mich freuen würde, wenn Conventional vs. Climb nicht die Abmessungen des Teils drastisch ändern. Andere Kräfte werden immer andere Abmessungen hervorrufen, aber 250µm in einer Kontur in 1.5mm Glasfaser mit einem 0.6er Fräser ist mir einfach zu viel. Wenn da irgendwann eine Abweichung von 10-20µm steht, bin ich froh. Gleiches gilt fürs Fräsen in Alu und auch Plastik. Gerade Plastiken benötigen hohe Geschwindigkeiten und auch da versagt die Chinafräse, weil die unter ihrer Eigendynamik schon rumeiert. Hier dürstet es mich nach Verbesserung.

Bzgl. Steigungsfehler der KUS: ich halte mich mal an dieses PDF: https://tech.thk.com/de/products/pdf/de_a15_011.pdf
Mir geht es nicht nur um eine geringe mittlere Wegabweichung, die man in der Tat rauskalibrieren kann, sondern auch darum, dass eine Kontur, die an einer Ecke der Arbeitsfläche gefräst wird, an der gegenüberliegenden Ecke mit erträglichen Abweichungen reproduzierbar ist. Mit anderen Worten: C7 vs C5 ist nicht nur ein Steigungsfehler von X µm auf Y mm sondern da ist auch ein verschiedener Steigungsfehler am Start der Spindel gegenüber dem Ende der Spindel. Und der ist bei C5 z.B. geringer - also ist der Steigungsfehler besser rauszukalibrieren, da er überall gleicher ist.
C3 sieht wohl so aus, als könnte man die Variation mit dem Ebay-Messschieber nicht mehr sinnvoll messen können. Aber wenn das nicht ins Budget passt, auch ok. Vermutlich ist es sinnvoller erst mal mit C7 Standardware zu basteln, dann zu gucken, ob man überhaupt Probleme hat anstatt vorzeitig zu optimieren.

Geradheit des Rahmens: der Aufwand des Abfräsen schmeckt mir im Moment gar nicht (da ich nicht mobil bin und auch die persönlichen Beziehungen nicht habe. Die Blicke irgendwo mit solch einem Projekt als Amateur aufzukreuzen will ich mir auch nicht antun.)
Ich frage mich, ob man mit einer ebenen Stahlplatte als Arbeitsunterlage schon weiterkommt:
https://www.marks-gmbh.de/Genormte-Stah ... iffen.html
Angenommen, man kann die Linearschienen des Rahmens und des Portals auf einem Messtisch ausrichten.. dann hat man im Prinzip gerade Achsen.. Dann könnte man so eine geschliffene Platte nehmen und deren Durchbiegung usw eventuell mit Schrauben/Unterstützung/Druck/Zug geradebiegen (gemessen über Messuhr an der Motoraufhängung). Dann hämmert man ein paar Gewinde in die Platte und spannt Alu-Nutenschienen auf und fräst die mit der eigenen Maschine plan.
Ist da irgendwo ein dummer Denkfehler?
Leider finde ich bei den Stahlplatten keine Ebenheit... aber sowas muss es ja geben

Stud54
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Registriert: 15.02.2018, 16:19

Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von Stud54 » 03.10.2018, 11:56

Natürlich ist ein Ruchttisch/Meßtisch die optimale Basis.
Gerade bei #eBayKleinanzeigen gefunden. Wie findest du das?

https://www.ebay-kleinanzeigen.de/s-anz ... pp_android

Was aber nichts dran ändert, dass Portalwangen und Portal auch hergestellt werden wollen.

FerdinandFräs
Beiträge: 201
Registriert: 27.07.2017, 18:42

Re: Selbstbau zum Erfahrung sammeln.

Beitrag von FerdinandFräs » 03.10.2018, 13:21

DerAlbi hat geschrieben:
03.10.2018, 11:45
Ich hatte mich im Obrigen Post auch gefragt, was so schlimm ist... Man sieht z.B. oft auf der Portalachse 2 parallele Schienen, die die Z-Achse halten.
2 Schienen pro Achse sind "Standard" und statisch bestimmt, 4 Schienen pro Achse sind 2 zu viel. Schau mal in die Montageanleitungen der Hersteller, da wird nirgends empfohlen mehr als 2 zu verwenden. Selbes Spiel bei Industriefräsen. Falls Du Zeit hast und dich ein wenig einlesen willst gibts hier ein kostenloses Buch über Werkzeugmaschinen. Das meiste ist trockene Theorie aber auf keinem der Photos oder Skizzen hat eine Maschine mehr als 2 Führungen pro Achse.
DerAlbi hat geschrieben:
03.10.2018, 11:45
C7 vs C5 ist nicht nur ein Steigungsfehler von X µm auf Y mm sondern da ist auch ein verschiedener Steigungsfehler am Start der Spindel gegenüber dem Ende der Spindel. Und der ist bei C5 z.B. geringer - also ist der Steigungsfehler besser rauszukalibrieren, da er überall gleicher ist.
C3 sieht wohl so aus, als könnte man die Variation mit dem Ebay-Messschieber nicht mehr sinnvoll messen können. Aber wenn das nicht ins Budget passt, auch ok. Vermutlich ist es sinnvoller erst mal mit C7 Standardware zu basteln, dann zu gucken, ob man überhaupt Probleme hat anstatt vorzeitig zu optimieren.
Ich meine auf Heinis Blog gelesen zu haben, dass er die Erfahrung gemacht hat dass der Steigungsfehler normalerweise über die ganze Länge gleich sind (könnte aber auch woanders gewesen sein). Mit dem Messschieber wirst Du da aber nicht glücklich was Nachmessen angeht, egal ob C5 oder C7

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