Startschuss Matron M7

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JeanClaude
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Startschuss Matron M7

Beitrag von JeanClaude » 29.10.2018, 02:18

Gude,

Meine Frau ist auf einer Tagung, ich habe kaum Termine: endlich Zeit fürs 'Binge'-Konstruieren.

Ich habe in der Vergangenheut jede Gelegenheit genutzt, um die Datron M8 bis ins Detail zu studieren. War 'in' der Maschine, habe die Wartungsanleitungen gelesen, habe die Produzenten der Komponenten wo es nur ging belagert.

Ich war zwei Tage in der deutschen Nationalbibliothek, und habe die Literatur zum Mineralguss studiert. (in der DNB liegt eine Kopie jeder Dissertation. Wenn man ein Zitat findet, bekommt man die Arbeit noch am gleichen Tag: Druckbetankung der ganz anderen Art - da hält auch Google nicht mit).

Mit dem Wissen aus der Bib war ich bei den Quartzwerken in Frechen und bei den OBO-Werken für das Harz. 300kg hochwertiges SilizionOxid wollen nun in Form gebracht werden.

Die Sammlung von theoretischen Wissen soll nun in den Hintergrund treten, damit in der echten Welt reale Dinge entstehen.

Geplant ist der Aufbau einer M8-ähnlichen Fräse aus mehreren, einfachen und beherrschbaten (eine präzise Ebene) Formen. Die Teile werden dann ausgerichtet und mit Vergussmasse 'verklebt'. Die Grundelemente können im besten Fall sogar in mehr als einem Maschinentyp zum Einsatz kommen.

Am Wochenende konnte ich die Konstruktion des Portalbalkens voran-peitschen:
https://m.youtube.com/watch?v=yTOl3DVaXfg

Neben euren Anregungen, wäre ich über einen Kontakt dankbar, der die Aluminium-Platten (1200x300x20) bearbeiten kann. Am besten im Dunstkreis Köln, Westerwald, Frankurt. Der Fräser meines Vertrauens kommt nur bis 900mm.

Ciao
JeanClaude

django013
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von django013 » 29.10.2018, 05:12

Moin Jean-Claude,

da hast Du Dir ein feines Vorbild ausgesucht :)

In Dein Video habe ich nur kurz reingeschaut - und ich finde, Du solltest erstmal schauen, wie es die Profis machen.
In der CNC-Ecke beschreiben zwei Ihr großes BAZ in Mineralguss-Bauweise. Ist zwar ne Ständerfräse, aber ich denke, aus dem Fred lässt sich trotzdem ne Menge Wissen abgreifen. Die zwei machen Fräsenbau und Mineralguss beruflich!

Bei Deiner Konstruktion sind mir die vielen filigranen Details aufgefallen. Bin mir ziemlich sicher, dass Du Dir damit keinen Gefallen tust. Mineralguss ist alles andere als trivial.
Nur ein Beispiel: Du hast viele Gewindehülsen verbaut. Die haben einen glatten Schaft und im schlechtesten Fall ist der Sechskantkopf das einzige, dass Drehmoment aufnehmen kann. Das wäre mir zu wenig.
Wenn Du die Konstruktion der Jungs von der Ecke siehst - die haben Armierungsstahl zerstückelt und auf einen Träger verschweißt. In die Stahlstücke wurde dann das notwendige Gewinde geschnitten. Da ist dann schon wesentlich mehr Fleisch, was Kräfte aufnehmen kann. Armierungsstahl hat ja die Ausbuchtungen für den Beton und die Verschweißung am Träger hält sicher mehr aus, als ein Sechskantkopf im Mineralguss.
Für die Linearschienen haben die fette Stahlquader mit eingegossen. Die stehen etwas aus dem Guss heraus und werden für die Montage der Linearschienen überfräst.

Wenn Du den Mineralguss selbst durchführen willst, dann schau Dir mal an, wie der verarbeitet wird. Geht nicht so einfach wie Beton gießen. Die Mischung muss fast trocken sein, was eine Herausforderung für den Mischer ist. Die Form muss dann gerüttelt werden, damit sich die Steine an die richtigen Plätze bewegen können. Ist die Mischung zu flüssig, dann sinkt rapide die Festigkeit des Gemisches.

Lass Dir Zeit bei Deinem Vorhaben.

Gruß Reinhard

holger
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von holger » 29.10.2018, 05:33

JeanClaude hat geschrieben:
29.10.2018, 02:18
Neben euren Anregungen, wäre ich über einen Kontakt dankbar, der die Aluminium-Platten (1200x300x20) bearbeiten kann. Am besten im Dunstkreis Köln, Westerwald, Frankurt. Der Fräser meines Vertrauens kommt nur bis 900mm.
Hallo JeanClaude,
diese Maße wären kein Problem, aber mein Dunstkreis liegt doch deutlich südlicher. Aber dafür gibt es ja Speditionen.

JeanClaude
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von JeanClaude » 29.10.2018, 18:07

Hallo Reinhard,

Vielen Dank für die Antwort. Ich verfolge diese Projekte intensiv. Der Aufbau der Anker war ein Tipp von einem Formenbauer aus dem Mineralguss. Ich nehme das gerne auf und gieße mal einen Anker in ein Teststück. Kann mir nicht wirklich vorstellen, dass man den auch nur ansatzweise bewegen kann - schon gar nicht mit dem 'Drehmoment' einer M6-Schraube; scheue aber den Versuch nicht. Dann lernen wir alle noch was.

Mineralguss macht ja deshalb Spaß, weil man mit Abformlehren Präzision replizieren kann, ohne jedes Teil Fräsen, Schleifen und Bohren zu müssen.

@Holger: Wie erreiche ich dich am besten. Kann leider moch keine PNs schicken.

KarlG
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von KarlG » 29.10.2018, 18:30

JeanClaude hat geschrieben:
29.10.2018, 18:07
@Holger: Wie erreiche ich dich am besten. Kann leider moch keine PNs schicken.
Erledigt.

Die M8 hat übrigens ein geschweißes Portal aus Stahl-Vierkant, das mit MG gefüllt ist.

Gruss
Karl

django013
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von django013 » 30.10.2018, 05:18

Der Aufbau der Anker war ein Tipp von einem Formenbauer aus dem Mineralguss.
Hm, vielleicht bin ich nur zu übervorsichtig.
Mir erschien die Ansicht aus dem CAD sehr filigran.
... und beim Einfüllen der Masse in die Form bekommst Du ja Kräfte in alle möglichen Richtungen, nur nicht in die vorausberechnete.
Die M8 hat übrigens ein geschweißes Portal aus Stahl-Vierkant, das mit MG gefüllt ist.
Yepp, so arbeiten die Jungs aus der Ecke ja auch. Verlorene Form ist garnicht so verkehrt ;)

Gruß Reinhard

KarlG
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von KarlG » 30.10.2018, 09:44

django013 hat geschrieben:
30.10.2018, 05:18
Die M8 hat übrigens ein geschweißes Portal aus Stahl-Vierkant, das mit MG gefüllt ist.
Yepp, so arbeiten die Jungs aus der Ecke ja auch. Verlorene Form ist garnicht so verkehrt ;)
Darum geht es bei Datron wohl weniger; eher um e-modul und Durchbiegung....

Gruss
Karl

JeanClaude
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von JeanClaude » 30.10.2018, 16:06

Danke fürs Freischalten. PN kommt sofort.

Habe gerade ein kurzes Video aufgenommen, das den Aufbau der Z-Achse zeigt. Da der Youtuber AvE angeboten hat Teile auf seiner von Patreon-Geld erworbenen Haas zu fertigen, ist dies in englisch.


youtu.be/jgql_SQlKD4

Die Portalwangen und das Gestell werden als Schweißkonstruktion ausgeführt. Die Details bespreche in nächste Woche mit meinem Laserschneider/Schlosser. Als Arbeitsplatte hoffe ich in den nächsten Wochen eine Richtplatte in den richtigen Maßen in der Bucht zu schießen.

Hier ein paar Detailbilder von der M8, für diejenigen, die den Aufbau nicht kennen. Ich lerne gerne von gut funktionierenden, bestehenden Lösungen. Der Ausschnitt aus der Wartungsanleitung ist noch mit dem alten Portalaufbau.
mmexport1540551040047.jpg
mmexport1540551011618.jpg
mmexport1540551002663.jpg
mmexport1540550997769.jpg
9.JPG

RobertD
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von RobertD » 30.10.2018, 16:59

Ich habe das mit AvE verfolgt und auch die Haas gesehen. Fehlt nur jemand, der damit umgehen kann...
Davon würde ich vorerst Abstand nehmen, bis da vernünftige Teile von der Karre kommen. Irgendwelchen Murks braucht man nicht importieren, den bekommst auch bei uns. :D
Gruß,
Robert

Gufnu
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Re: Startschuss Matron M7

Beitrag von Gufnu » 01.11.2018, 16:08

Hallo Jean-Claude,


Das Projekt hört sich sehr interessant an und ich bin gespannt was rauskommt, auch wenn mir Datron teilweise ein wenig suspekt ist.

Jedenfalls möchte ich dich gerne auf etwas hinweisen.
Ich hab nochmal ne ganze Weile überlegt bevor ich hier unnötig etwas kritisiere und nen Roman schreibe, aber wie ich es auch drehe oder wende:
Du hast einen recht verbreiteten Fehler in der Z-Achs/Kreuzplatten Konstruktion der dich jede Menge Steifigkeit kosten wird!

Wundert mich das es noch niemand erwähnt hat, aber die "konventionelle" Konfiguration bei fast allen Werkzeugmaschinen mit "ausfahrbarer" Z-Achse hat die Schienen an der Z-Platte und die Wagen an der Kreuzplatte.
Das hat sehr gute, wirklich bestechende Gründe, ich denke davon sollte man nur abweichen wenn es gar keine andere Möglichkeit gibt.
Und selbst dann nicht! ;)

Denn Erstens:
Du hast mit den Wagen an der Achse immer einen maximalen Überhang und somit immer einen sehr ungünstigen Hebel.
Bei der entgegengesetzten Konstruktion tritt diese Situation nur bei voll ausgefahrener Achse auf und das Konstrukt wird steifer je höher die Achse steht.

Und Zweitens:
Deine Kreuzplatte ist bei dieser Konstruktion auf Biegung etc. beansprucht und muss erhebliche Kräfte übertragen.
Bei der anderen Konstruktionsart kann man die Wagen der Y- und Z-Achse, mit leichtem Versatz, Rücken an Rücken verschrauben. Das nimmt die Kreuzplatte quasi völlig aus der Gleichung und ergibt eine ideal steife Einheit mit Kraftfluss von einem direkt in den nächsten Wagen.
Die Kreuzplatte muss somit nur noch Kräfte von/auf die Kugelmutter übertragen und kann dementsprechend leichter ausgelegt werden.
Besser/steifer geht es nicht!
(Außer z.B. THK CSR "Kreuzwagen", aber selbst da dürfte der Vorteil absolut minimal sein).

"Bonus1":
Man hat so auch noch die Schienen auf der Z-Platte, was die statische Dicke erhöht. Je nach Verhältnis 'Dicke Z-Platte:Führungsgröße' bekommt man so eine gewisse "gratis Versteifung"
"Bonus2":
So kann man leichter eine fahrende Gewindespindel realisieren. So wird sie auf Zug statt auf Druck belastet. Ob der Effekt bei solch kurzer Spindel allerdings relevant ist müsste man erstmal rechnen. Aber prinzipiell sehr vorteilhaft.

Jedenfalls ist die Konstruktion mit Wagen an der Achse in jeder Hinsicht ungünstiger und es dürfte unmöglich sein so die selbe Steifigkeit zu erreichen. Selbst mit enormen Materialstärken und dementsprechend höherem Gewicht. Die andere Machart ist einfach inhärent steifer und, nun ja, mechanisch besser.

Da du sicher vorhast eine möglichst leistungsfähige Maschine zu bauen, solltest du das meiner Meinung nach _unbedingt_ ändern!

Tipp am Rande:
Ich nehme als Orientierungshilfe und "Benchmark" gerne die Z-Achs/Kreuzplatten Konstruktion der Müller&Zietz FS3MG. Die Maschine hat mehrere Iterationen durch, kann so einiges (auch z.B. Messerkopf in Stahl) und hat eine recht simpel konstruierte Z-Achse/Kreuzplatte. Bilder findet man in den Preislisten und dem Werbeprospekt, bekommt man auf einer der zwei Internetseiten.
Falls du es nicht findest sag bescheid, dann kann ich dir gerne das PDF Emailen.


Eine Frage/Tipp hätte ich noch, wie auch schon jemand anmerkte.
Wieso planst du nicht auch den Portalbalken als gefüllte Blech-/Schweißkonstruktion bzw. verlorene Form?
Selbst dünnes Blech würde aufgrund des hohen E-Moduls die Steifigkeit ganz erheblich erhöhen und da ein Großteil der Kräfte über die Hülle aufgenommen wird, kann man sich aufwändige Experimente sowie einen schweren und teuren Rütteltisch sparen. Bei solch einer Konstruktion sollten sich sehr gute Ergebnisse auch mit dem "gießbaren" Epuself oder anderen, nicht furztrockenen Mischungen erreichen lassen.

Ein gutes Beispiel wie es "daneben" gehen kann, selbst bei sehr guter Vorbereitung, ist die Fräse vom User "Observer" in der CNC Ecke. Nichtsdestotrotz eine richtig tolle Maschine, ich bin davon absolut begeistert!
Aber von der Steifigkeit war er doch ziemlich enttäuscht und konnte es erst gar nicht glauben. Die lag sehr weit entfernt von den erwarteten Werten, er hat schlicht das mögliche E-Modul lange nicht erreicht, weil nur unzureichend gerüttelt wurde.
Denn das ist wesentlich kniffeliger als man annehmen würde, Frequenz und Amplitude müssen wohl sehr genau passen!
Man braucht unbedingt die Dichteste Kugelpackung oder wie das nochmal heißt, sonst baut man quasi statt Mineralguss eine epoxy Fräse.
Wenn das nicht perfekt läuft büßt man sehr viel EModul ein und bekommt etwas ziemlich weiches, siehe Emodul Epoxydharz!


Sorry für die Länge, ich hoffe man versteht's.
Ach, hast du vielleicht ein CAD Bild der ganzen Maschine?
Würde mich sehr interessieren!

Gruß,
Ellard

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