Wieso Portalwangen nicht verstärken

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CNCler
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Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von CNCler » 29.01.2019, 14:08

Hallo zusammen,
anbei eine kleine FEM Simulation, angeknüpft an meine Frage, wieso so viele ihre 15mm Alu-Portalwangen gegen 20mm Stahlwangen tauschen, statt sie zu verstreben. Gibt es ein Argument, das ich übersehe?
Macht beides etwa eine Versteifung um Faktor 6.
Simulation Portalwange.PNG
Simulation Portalwange verstärkt.PNG
Gruß,
CNCler

holger
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von holger » 29.01.2019, 15:09

Wenn beides gleich steif ist, macht die 20er Stahlwange weniger Arbeit und ist billiger. Auf das höhere Gewicht kommt es entgegen vieler Meinungen nicht an, das stört bei Beschleunigungen fast nicht und es hilft, Ruhe in die Fräse zu bekommen.

django013
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von django013 » 29.01.2019, 15:10

Moin moin,

ein FEM ist nur ein Werkzeug.

Das Ergebnis einer FEM hängt von der Qualität der Eingangsdaten ab, bzw. anders formuliert:
wenn die Eingangsdaten schon keinen Praxisbezug haben, wie soll dann ein brauchbares Ergebnis rauskommen?

Ist genau wie bei einer Rohrzange. Mann kann die verwenden um eine festgefressene Mutter zu zerstören, oder um einen Nagel in die Wand zu schlagen. Ob beide Einsatzmöglichkeiten sinnvoll sind, steht auf einem anderen Blatt.

Also eine Seitenwange üblicher Hobby-Portalfräsen sieht so oder so aus.
Wenn Du dann noch den Ansatz des Portalbalkens richtig modellierst und die Freiheitsgrade der Linearwagen berücksichtigst, dann kommt vielleicht auch ein brauchbares Ergebnis raus ;)

Gruß Reinhard

CNCler
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von CNCler » 29.01.2019, 15:22

Hallo Reinhard,
danke für deinen Beitrag.
Du hast insofern Recht, dass meine FEM nicht die tatsächliche Verformung vom Fräser darstellt. (Aufgrund der bemängelten Abhängigkeiten und Kräfte)
Jedoch liegen bei beiden Simulationen die exakt gleichen Voraussetzungen vor, weshalb sie als Vergleich zwischen Platte ohne- bzw. mit Verstrebung absolut aussagekräftig ist.

Gruß

CNCler
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von CNCler » 29.01.2019, 15:27

holger hat geschrieben:
29.01.2019, 15:09
Wenn beides gleich steif ist, macht die 20er Stahlwange weniger Arbeit und ist billiger. Auf das höhere Gewicht kommt es entgegen vieler Meinungen nicht an, das stört bei Beschleunigungen fast nicht und es hilft, Ruhe in die Fräse zu bekommen.
Beim Bau einer neuen Fräse geb ich dir Recht. Aber bei der nachträglichen Versteifung?

holger
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von holger » 29.01.2019, 15:36

Technisch und von der Materialausnutzung ist die Versteifung über den Steg schon die bessere Lösung. Aber bevor ich an einer fertigen Fräse per Hand die Löcher bohre und die Versteifung anschraube, würde ich vermutlich trotzdem zur Stahlwange tendieren.

Bernd
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von Bernd » 29.01.2019, 16:12

Hallo

das mit der Versteifung ist schon ein gute Lösung um an einer fertigen Maschine etwas zu verbesser.
Bevor man die ganze Achse auseinander baut, denke ich, sind ein paar Löcher in der Wange das kleiner Übel. ( ausrichten )
Aber bevor ich an einer fertigen Fräse per Hand die Löcher bohre und die Versteifung anschraube, würde ich vermutlich trotzdem zur Stahlwange tendieren.
so gehen die Meinungen auseinander ;)

aber Du solltest Dir noch einmal Gedanken über die Kräfte machen.
-wo und wie ist die Einleitung
-und wo kommt dann die Verstärkung hin.
zu bedenken ist auch das die meisten Fräsenbauer im Hobbybereich auch nur Portalfräsen benutzen
und dementsprechend ist eine einfache Platte wirtschaftlicher .

Zitat :
nur weil alle es so machen, muss das nicht immer richtig sein :veral


Gruß Bernd

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Christian Knüll
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von Christian Knüll » 29.01.2019, 17:04

Hallo,

Wangen anschrauben ist von der Steifigkeit und Dynamik her praktisch immer besser als einfach eine dickere Platte dranzuklatschen.
Dickere Platte macht dafür deutlich weniger Arbeit.

Der Dynamikverlust durch höheres Gewicht fällt vielen nicht auf da meist nur auf Maximalvorschub hin optimiert wird ohne dabei die Beschleunigung wirklich auszureizen. Da ginge bei vielen deutlich mehr, wird dann aber als ruckartig empfunden und erst gar nicht bis zum Maximum durchgetestet.
Wer wirklich auf maximale Beschleunigung hin optimiert bemerkt zusätzliches Gewicht dagegen sehr schnell - bringt nur abgesehen von kantigen 3D Fräsereien selten nennenswerte Vorteile.

Christian

holger
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von holger » 29.01.2019, 18:25

Mal angenommen, das Portal ist schwer und wiegt 100kg. Und ich will eine Beschleunigung von 2000 mm/s² haben. Dann brauche ich zum Beschleunigen eine Kraft von F=m*a = 1000N*2m/s² = 2000N.
Umrechnung auf Drehmoment: M = F * Steigung / 2Pi = 2000N *0,005m / 2Pi = 1,6Nm.

Das ist zwar mehr, als mein Gefühl meinte, aber doch noch im Rahmen.

Stud54
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von Stud54 » 29.01.2019, 18:38

Und damit liegst du vollkommen richtig. Ich frag mich auch immer, was die Nema42 Freaks so treiben. Da treibt ein 8Nm Stepper ein 60kg Portal an....

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