CNC-Fräse für Aluprofilfräsen für Funktionsmodellbau - welche?

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hmmueller
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CNC-Fräse für Aluprofilfräsen für Funktionsmodellbau - welche?

Beitrag von hmmueller » 01.06.2023, 14:00

Hallo allerseits -

Ich komm hier in meinem ersten Posting mit einem kilometerlangen Text - würde mich sehr freuen, wenn jemand das durchliest ("durchfräst" ;-) ) und kommentiert.

Ich brauche eine Fräse, mit der ich Alu-Teile für spezielle mechanische Funktionsmodelle herstellen kann. Bis jetzt mache ich die Bauteile von Hand, aber das ist mir zu viel Arbeit, und doch (ein wenig) zu ungenau. Hier ist so ein Bauteil (für manuelle Fertigung; für Fräsen würde ich es etwas umkonstruieren - insbesondere keine 90°-Innenwinkel):

Bild

und hier ein ganzes solches Funktionsmodell:

Bild

Die Bauteile werden aus wenigen verschiedenen Aluprofilen hergestellt:
- 15x15x1- und 15x15x2-Winkelprofile
- 10x2, 20x2- und 50x2-Flachprofil
- 50x5-Flachprofil (Räder mit 21 und 50 mm Durchmesser)

Die Bauteile haben "ein wenig komplizierte" Formen (das obige ist schon eins der komplizierten). Neben der Bauteilform sind M3-Gewindelöcher (2,5mm Kern), 3mm- und 4mm-Löcher nötig, selten auch 3mm-Schlitze (sieht man oben). Die Anforderungen an die Maßhaltigkeit sind mäßig - die ganze Konstruktion ist (und bleibt) auf manuelle Fertigung ausgelegt, sodass eine Genauigkeit von 0,3, teils 0,5mm und sogar 1mm praktisch überall reicht. Fräsen möchte ich durchgängig mit 3mm- oder 1/8"-Fräsern.

Bearbeitungsgröße auf der Fräse:
- X-Achse: Die Länge der Bauteile ist im 10cm-Bereich, selten 15cm. Allerdings möchte ich aus einer Profilstange auf einmal z.B. 2...3 Bauteile fräsen, sodass ich eine Bearbeitungslänge von 30cm schon gern hätte.
- Y-Achse: In der Breite reichen mir 15cm oder so, um mehrere Profile nebeneinander zu bearbeite. Wenn es mehr ist, dann auch gut; 40 cm machen noch Sinn, mehr nicht.
- Z-Achse: Als Z-Verfahrbarkeit reichen momentan 10 mm oder so; ich würde aber lieber um die 50 mm haben, für "zukünftige Anforderungen" - mehr aber nicht.

Ich stelle mir vor, dass ein Bauteil aus 1mm dickem Alu-Profil je Profilseite in einem Arbeitsgang gefräst wird (Umspannen dazwischen von Hand); bei 2mm wären 2...3 Durchläufe ok, aber auch hier nur ein Durchgang natürlich sehr nett. Eine Zustellung von 0,1mm mit 20 Fräsdurchgängen ist mir hingegen viel zu langsam.

Die Winkelprofile stelle ich mir vor manuell umzuspannen, wenn die eine Seite des Profils fertig bearbeitet ist. Ein Teil der Bauteile würde "stehen bleiben", um sie weiterhin zu verbinden und damit das Profil auf Grund- und Opferplatte aufzuspannen; die Trennung der Bauteile kommt dann als letzter Schritt.

Ich würde auch gerne die diversen Bohrungen mit der Maschine ausführen - Arbeitsunterbrechung für Werkzeugwechsel (Fräser gegen 2,5er- und 3er-Bohrer, ggf. 4er-Bohrer) wäre ok. Gibt's da Bohrer dafür, die man in die Frässpindel einspannt? (und GCode für die Drehzahl ... oder würde ich die von Hand runterregeln?); aber kein Gewindeschneiden, das mache ich an den fertigen Bauteilen von Hand.

Spezielles Thema Schmierung:
Was ich ziemlich offensichtlich brauche (oder?), ist eine Schmierung/Kühlung - ich würde ungern mit der Hand WD-40 draufsprühen oder Spiritus oder eine Wasser-Schmierlösung: Das sollte mitlaufen.
Leider läuft die Schmier-Sache meinem Arbeitsprozess in einem Punkt zuwider: Für die manuelle Fertigung drucke ich auf abziehbare Klebeetiketten Bohr+Säge+Schleif-Pläne, die auf das Alu geklebt werden. Ich bin mir ziemlich sicher, dass diese Etiketten unter der Schmierung sich ablösen - daher müsste das Fräsen der letzte Arbeitsdurchgang sein, bis auf einige triviale Trennschnitte, um die Teile endgültig von den sicher nötigen "Festhaltefortsätzen" des jeweiligen Alu-Profils zu lösen. Das müsste ich aber hinkriegen.

Spezielles Thema Räder:
Die 5mm starken Räder fertige ich (auch weiterhin) grob mit Aussägen und Rundschleifen vor. Dann brauchen sie aber eine 2mm breite und tiefe Nut. Ich habe keine Drehbank, schon gar nicht für 50mm-Durchmesser-Aluteile; und nur dafür will ich auch keine. Ich hab mir gedacht, dass ich mit einer 4-Achsen-Maschine diese Nut reinbringe - langsames Drehen der schon runden Räder auf der 4. Achse, 2mm-Fräser fräst die Nut gemütlich rein.

Zu Software und Steuerung: Ich werde über eigene Programme direkt G-Code erzeugen (bin Programmierer - das krieg ich hin, auch wenn's nicht mein Hobby ist). Meine Vorstellung der Steuerung ist, dass ich nur einen Arduino mit GRBL, einem SD-Card-Shield (auf der SD-Karte ist die GCode-Datei) und "sonstwas" (irgendeinem CNC-Shield?) in der Werkstatt an der Fräse hängen habe, der das dann abfährt. Laptop will ich dort keinen betreiben.

Was ich mir angeschaut habe:

- 3018er, 3020er-China-Maschinen => Spindel zu schwach.

- 3040er China-Maschinen => die Genauigkeit dürfte reichen. Aber: die mit Lieferung aus Deutschland haben alle 800W-Spindeln - könnte an der Untergrenze sein, wenn ich halbwegs zügig fertigen will. Und sie haben alle möglichen bekannten Probleme, begonnen damit, dass man sie de facto zerlegen muss und die Elektrik herrichten (von Wackelkontakt über Verkabelungsfehler bis zu kaputter Isolierung), bis hin zu diversen Mechanikfehlern (verschieden lange Führungen, viel zu großes Spiel, ungenauer Zusammenbau, lockere Schrauben usw.usf.).

- Deutsche Maschinen: Sorotec 6045 ist mir eigentlich schon viel zu groß. Eine Stepcraft D420 schaut von der Größe her richtig aus, Minimalmengenschmierung ist im Angebot, 4. Achse nicht (soweit ich sehe).

- Selbstbau?? - ich kann schon Mechanikbauen (siehe diese Modelle); hab aber keine Erfahrung mit Fräsenbau und -konstruktion (wobei mir das nicht so unendlich schwierig scheint), und würde ungern zu viel Zeit damit verbringen. Insbesondere das Entscheiden (welche Führung nehme ich? wie stark sollen die Stepper sein? ...und 100 Dinge mehr) und das Sourcing von Bauteilen trau ich mir alleine nicht zu ... mit Unterstützung von Wissenden aber schon. Maschinentechnisch bin ich nur hobbymäßig ausgerüstet, das beschränkt sicher enorm. Die 4. Achse kann ich mir nicht vorstellen, selber zu bauen - aber vielleicht gibt es sowas fertig? Vorteil von Selbstbau ist halt, dass ich mir genau das bauen kann, was ich brauche.

Grüße & vielen Dank für jegliche Rückmeldung!
Harald

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carbonkid
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Re: CNC-Fräse für Aluprofilfräsen für Funktionsmodellbau - welche?

Beitrag von carbonkid » 01.06.2023, 23:22

Sorotec Maschinen gibt es doch auch kleiner. Die Chinakracher kannste getrost weglassen wenn du Alu wirklich fräsen und nicht kratzen willst.
Wenn du kein neues hobby anfangen willst dann kauf dir eine Fräse/Bausatz. ;-)
Letztlich entscheidet dein Budget was es wird.
Gruß Daniel

DiY Fräse : CSMIO-IP-M / JMC-iHSS57 / simCNC-CS-Lab / intel NUC6i3
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hmmueller
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Re: CNC-Fräse für Aluprofilfräsen für Funktionsmodellbau - welche?

Beitrag von hmmueller » 03.06.2023, 17:07

Thx - ich taste mich grad vor. Sorotec 4530; oder doch 0403 usw. schaue ich mir mal an. Und denke über Anforderungen noch etwas nach.

H.M.

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