erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

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Arne V.
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erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von Arne V. » 10.11.2019, 23:05

Hallo liebe Mitglieder,

ich plane im Moment meine erste CNC Fräse und bräuchte etwas Hilfe bei der Frage wie ich alles am besten auf den Mikrometer genau ausgerichtet bekomme (Ich weiß auf den Mikrometer genau ist bei einem Budget Projekt mit China Führungen etc. unrealistisch aber ich möchte dennoch versuchen so präzise wie möglich zu sein)

Was ich mir mal so gedacht habe:

Budget 2000 - 2500 Euro
Fräse soll drei Achsen haben und eine nutzbare fläche von 400 x 400 x 250 (YXZ)
Fräse soll sehr verwindungssteif sein Alu sollte kein Problem sein, abundzu mal Stahl wäre auch schön.
Auf allen Achsen sollen HGR20 Linerschienen aus China zum einsatz kommen.
Außerdem 1605 Spindeln mit Nema 24 Motoren mit 3 Nm
Der Körper der Fräse ist aus C50/55 Beton, das ist der härteste Beton den das Betonwerk neben an liefert; kostet da halt auch nur 180 Euro pro Kubikmeter, ich bräuchte allerdings nur 0,288 Kubikmeter
Der Beton hat eine mittlere Dichte von 2,4t/Kubik, wären dann so knapp 700 kg
Außerdem verbaue ich auch noch ein paar Stahlstreben in dem Beton.
Maße: 950mm breit / 800mm tief / 920mm hoch

Die Verschalung außen in die der Beton gegossen wird ist aus lackiertem MDF, allerdings bekomme ich die ja nie 100 Prozent flach, perfekt ausgerichtet und gerade. Jetzt wäre meine Idee gewesen mir aus Stahlprofilen eine Konstruktion wie unten im Bild zu bauen und die dann von jemandem auf der Seite wo nacher die Lineaschienén draufkommen Planfräsen zu lassen und dann mit einzugießen. Das würde ich, wenn das preislich nicht zu teuer ist sowas zu machen, für die X und Y Achse machen. Nur wie richte ich dann in der verschalung die X zur Y Achse richtig aus? also so dass die im 90° Winkel zueinander stehen etc? Wenn mir da jemand weiterhelfen könnte wäre ich sehr dankbar :)

Irgendwie waren die Screenshots von der Fräse in Fusion360 zu groß deshalb hab ich die Bilder mal in Google Drive freigegeben :)

https://drive.google.com/file/d/1mPPD0L ... sp=sharing

https://drive.google.com/file/d/1-Enahj ... sp=sharing

KarlG
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von KarlG » 10.11.2019, 23:13

Moin,
Arne V. hat geschrieben:
10.11.2019, 23:05
Jetzt wäre meine Idee gewesen mir aus Stahlprofilen eine Konstruktion wie unten im Bild zu bauen und die dann von jemandem auf der Seite wo nacher die Lineaschienén draufkommen Planfräsen zu lassen und dann mit einzugießen.
andersrum: erst eingießem und dann planfräsen. Die gemalte "Konstruktion" ist eher schädlich. als nützlich.

Gruss
Karl

Arne V.
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von Arne V. » 11.11.2019, 06:10

Also meinst du alles grob auf den Millimeter ausrichten und dann die ganze Fräse bei jemand anderem in eine noch größere Fräse spannen?

Weißt du zufällig wie teuer sowas in etwa ist? :)

kollabierer
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von kollabierer » 11.11.2019, 06:32

Wie Karl schon sagt, die Funktionsflächen später herstellen.
Auch zu bedenken ist das "Arbeiten" des Beton. Je nach Sorte gibt es welche, die 28 Tage brauchen, bis sie sich nicht mehr ändern.

Und noch zwei Punkte: Härte ist nicht notwendig, sonst wären Maschinengestelle aus Glas, was Du suchst ist (Biege-)Festigkeit, also E-Modul.
Schau Dir den Beton, den Du gerade in Erwägung ziehst, nochmal hinsichtlich der Eigenschaft an. Ich hab nen speziellen von Dykerhoff genommen, da schafft man wohl etwas über 80.000N/mm² (ähnlich Alu, Stahl etwa 210.000N/mm², "normaler" Beton aber nur etwas über 20.000N/mm², ).

Bei Maschinengestellen aus UHPC ist Bewährung nicht zielführend. Die dient nur der Sicherheit bei Teilen wie Treppen, verhindert aber keine Mikrobrüche welche schon zur Verformung des Gestells führen. Das Gestell muss aus der Konstruktion heraus schon steif genug sein. Einzig Einlegeteile aus Stahl zur Befestigung, als Führungen etc. sind sinnvoll.


[EDIT]
ja, so in etwa meint Karl das.
Kosten sind hier sehr schwer zu nennen, wenn Du ein offizielles Angebot bei jemandem einholst kann das teuer werden, besser ist es, jemanden zu kennen oder zumindest "unter der Hand" versuchen, das gemacht zu bekommen
[/EDIT]
Gruß, Micha

Arne V.
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von Arne V. » 11.11.2019, 07:07

Okay schonmal vielen Dank für die Antworten!


Dann versuche ich mal jemanden zu finden der das machen möchte :D
Gäbe es denn keine Alternative außer die Fräse fräsen zu lassen? :/

Der Beton an sich hat ein gutes E-Modul von 3700. C50/55 Beton meint das die Druckfestigkeit 50 bzw. 55N pro mm2 ist je nach dem ob am Zylinder (ersterer Wert) oder an Würfel (zweiter Wert) die Druckfestigkeit geprüft wird. Kommt zwar nicht an deinen ran mit 80 aber ich glaube nicht das der viel zu schwach ist, da die Konstruktion ja allgemein überall etwas dicker ist :)
Aber och gucke dennoch mal in den anderen Betonwerken in der Umgebung nach ob die vielleicht einen mit 80 da haben :)

Stud54
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von Stud54 » 11.11.2019, 07:21

Du fertigst 2 Teile....Unterbau und Portal.

Der Unterbau wird zuerst überfräst. Darauf kommt dann das Portal, wird verschraubt und verstiftet, dann gemeinsam mit dem Unterbau auf einer passenden Maschine überfräst.

Allerdings brauchst du mit deinen 2500 Euro garnicht anfangen. Rechne eher mit 5-7k.

KarlG
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von KarlG » 11.11.2019, 07:53

Arne V. hat geschrieben:
11.11.2019, 07:07
Der Beton an sich hat ein gutes E-Modul von 3700.
Wohl eher 37000 (oder 37 GPa). Alu hat 70000 und Stahl 210000. Das ist Faktor ~2 resp. Faktor 5,7.
C50/55 Beton meint das die Druckfestigkeit 50 bzw. 55N pro mm2 ist je nach dem ob am Zylinder (ersterer Wert) oder an Würfel (zweiter Wert) die Druckfestigkeit geprüft wird.

Das ist hier irrelevant.
Aber och gucke dennoch mal in den anderen Betonwerken in der Umgebung nach ob die vielleicht einen mit 80 da haben
Bei Normalbeton eher nicht. C100/115 hört bei ungefähr 45000 auf. Da fängt UHPC an.

Johnny
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von Johnny » 11.11.2019, 12:44

Lass das mit dem C50/55 und nimm echten UHPC mit Druckfestigkeiten weit über dem von C50/55. Den Beton würde ich dann auch selbst mischen. Vorteil des UHPC ist auch die Fließfähigkeit und der damit geringere Aufwand der späteren Verdichtung. Hast du schonmal Beton gegossen? Es ist nicht sonderlich einfach mit C50/55 eine gute Verdichtung ohne Lunker und ohne Entmischung hinzubekommen. Der UHPC hat auch noch Vorteile im Punkt "Dichtheit". Er bindet dichter ab und es entstehen weniger Luftporen die ein Eindringen von Kühlwasser begünstigen. Wenn du dennoch des Maschinenbett aus C50/55 machen willst, dann lass es nach dem gießen und ausschalen ein Jahr liegen um die gröbsten Längenänderungen rauszubekommen. Der "schwache" Beton ist nämlich anfälliger auf solche Längenänderung, was der UHPC um ein vielfaches weniger ist. Gerade mit entsprechender Temperung eines UHPC kann man die späteren Längenänderung quasi vernachlässigen.
Deine Stahlkonstruktion würde ich weglassen. Sie bringt gerade unter den Lagerböcken der KUS zu dünne Betonstärken was evtl später zu Rissen führen kann. Solche Stahlblöcke kann man eingießen aber dann mit Ankern an der Unterseite die sich ebenfalls mit dem Beton verbinden.
Solltest du keinen finden, der dir die Flächen für deine Linearschienen und Lagerböcke überfräsen kann, kannst du drauf auch eine Fläche mittels Montagelineal abformen. Was man dazu am besten nimmt weiß ich leider nicht. Wahrscheinlich irgendein Epoxidharz.

Ich schätze dein Budget auch als etwas gering ein.

Ansonsten sieht die grobe Konstruktion gut aus.
Ich würde die Maschine aber zu min. 90% fertig planen. Der Teufel steckt im Detail, das merke ich bei meiner Planung immer. Wenn ich mit einer solchen Zeichnung wie mit deiner (ist nicht böse gemeint) loslegen würde, würde ich wohl oft Sachen neu machen müssen weil man einfach so weit im Vorraus im Kopf nicht planen kann.

Arne V.
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Re: erste CNC Fräse aus Beton // wie bekomme ich alles flach und gerade?

Beitrag von Arne V. » 11.11.2019, 19:10

Vielen Dank für die Antwort damit kann ich was Anfangen!
Also kein Betonwerk in der Nähe liefert mir diesen UHOC Beton hab heute mal etwas rumtelefoniert :) aber ich werde dafür schon noch eine Bezugsquelle finden.
Leider kostet dieser Beton im Baumarkt 25 Euro für 25kg was mir etwas zu teuer ist.
Da ich Student bin werde ich das Projekt sowieso nur zwischendurch mal weitermachen können.

Sehr gute Idee mit dem Ausrichten - wie würde das denn genau funktionieren? Also genau die Stahlprofile 60mm x 20mm x 800mm bekommen alle 3cm einen Anker und alle weiteren drei Zentimeter ist die Verschraubung mit der Linearschiene. Die Profile könnte ich ja planfräsen lassen sodass die schonmal gerade sind aber wie genau richte ich die dann aus?

Weil: selbst wenn ich jemanden finde der mir das fräsen würde. Wie bekomme ich einen 700kg Betonblock transportiert? :D habe leider keinen Deckenkran o.ä. In der Garage.
Anfangen und bestellen werde ich erst wenn alles durchgeplant ist :)


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