Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

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koerbert
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Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von koerbert » 07.12.2019, 23:07

Liebes Forum,

ich bin dabei, eine Fräse zu planen, die ich (zusammen mit Schülern, ist ein längerfristiges Schulprojekt) aus 21mm-Multiplexplatten bauen möchte (bis auf den z-Tisch, den wollen wir aus Alu fertigen lassen). Die Fräse soll Holz und Kunststoff mit einer Maßhaltigkeit von ca. 0,1mm bearbeiten können und (langsam) auch Alu fräsen können. Hier ist unser Design:
screenshot.769.jpg
screenshot.771.jpg
screenshot.772.jpg
Verfahrwege sind: 570mm in x-Richtung, 950mm in y-Richtung und 150mm in z-Richtung. Breite des Portals ist 240mm, der Portalbalken ist 140mm breit.

Da ich noch nie eine Fräse gebaut habe, bitte ich euch um Rat bei den Entscheidungen, die jetzt anstehen:

- Macht das Design einen ausgewogenen Eindruck, oder gibt es eine offensichtliche Schwachstelle oder Überdimensionierung?
- Ich habe zwar mittlerweile viel im Forum gelesen (tolle community hier!), mir ist aber noch nicht klar, ob bei meinen Anforderungen Qualität bei den Spindeln und Linearführungen der begrenzende Faktor ist. Brauche ich überhaupt echte Linearführungen, oder reichen unterstützte Wellen aus? Falls Linearführungen, werde ich mit Billig-Chinaware (wie z.B. bei rc-letmathe oder Noulei ) glücklich, oder muss ich z.B. in höherwertige HIWIN-Produkte investieren? Brauche ich eine höhere Vorspannung als Z0? Analoge Frage auch für die Kugelgewindespindeln. Ich hab da einfach kein Gefühl dafür und wäre sehr dankbar für eine Einschätzung :) Ich möchte halt zwei Extreme vermeiden: 1) overkill-Qualität zu verbauen, 2) dass die Mechanik die Hauptursache für Ungenauigkeiten ist.
- fast alle Projekte in diesem Forum scheinen China-Frässpindeln zu verwenden. Kann ich, wenn ich auf eine hohe Fräsgeschwindigkeit (bzw. Zerspanleistung) verzichten kann und mir nur Genauigkeit wichtig ist, auch alternativ eine Kress 1050FME-P verwenden?
- mit welcher Strategie (grob) würdet ihr die Maschine zusammenbauen bzw. ausrichten?

Vielen herzlichen Dank, falls sich jemand die Mühe macht, mir zu antworten!

django013
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von django013 » 08.12.2019, 08:17

- Macht das Design einen ausgewogenen Eindruck, oder gibt es eine offensichtliche Schwachstelle oder Überdimensionierung?
Es gibt Schwachstellen, die sofort ins Auge springen - Überdimensionierung kann ich keine erkennen :am

Gönn Dir selbst ein Aha-Erlebnis und bastel die Konstruktion mal aus Papier. - So wie gezeichnet.
Dann drück mal in unterschiedliche Richtungen und schau, was sich wie wohin bewegt.

Gruß Reinhard

Stud54
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von Stud54 » 08.12.2019, 08:42

django013 hat geschrieben:
08.12.2019, 08:17
- Macht das Design einen ausgewogenen Eindruck, oder gibt es eine offensichtliche Schwachstelle oder Überdimensionierung?
Es gibt Schwachstellen, die sofort ins Auge springen - Überdimensionierung kann ich keine erkennen :am

Gönn Dir selbst ein Aha-Erlebnis und bastel die Konstruktion mal aus Papier. - So wie gezeichnet.
Dann drück mal in unterschiedliche Richtungen und schau, was sich wie wohin bewegt.

Gruß Reinhard
Absolut....dein Rahmen unten wird sich in jeder Ecke zu einem Parallelogramm verdrücken lassen. Da fehlt ne Platte unten. Ja, das geht auch mit Unterzug.

Deine Portalseiten sind ebenso zu schwach, dein Portal kein Torsionskasten.

Wenn du das alles beachtest kannst du gerrost auf Profilschienenführungen verzichten und einfache, unterstützte Rundführungen nutzen.

koerbert
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von koerbert » 08.12.2019, 11:11

Danke für euren input...war mir fast klar, dass ich vieles völlig verzerrt sehe :)
Absolut....dein Rahmen unten wird sich in jeder Ecke zu einem Parallelogramm verdrücken lassen. Da fehlt ne Platte unten. Ja, das geht auch mit Unterzug.
Die Grundplatte ist natürlich fest mit dem Rahmen verschraubt - dadurch müsste er doch im oberen Bereich fest sein. Unten kann man ihn natürlich schon verdrücken, aber da wirken doch keine Scherkräfte, oder?
Deine Portalseiten sind ebenso zu schwach, dein Portal kein Torsionskasten.
Torsionskasten heisst, dass ich in den Portalbalken (der hat im Querschnitt die Maße 140x200mm) noch Verstrebungen einbaue?
Wenn Du sagst, die Portalseiten sind zu schwach, meinst Du, dass sie für seitliche Kräfte (also solche in x-Richtung) nicht steif genug ist, weil das Portal sich parallelogrammartig verformt?
Wenn du das alles beachtest kannst du gerrost auf Profilschienenführungen verzichten und einfache, unterstützte Rundführungen nutzen.
Interessant, das klingt für mich so: Je steifer ich die Fräse baue, desto weniger anspruchsvoll muss die Mechanik sein. Ich hätte genau das Gegenteil angenommen: je steifer die Fräse, desto steifer auch die Mechanik, damit diese dann nicht zur Schwachstelle wird...

Stud54
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von Stud54 » 08.12.2019, 11:39

Im Prinzip ist dein Entwurf nicht schlecht und relativ einfach zu verbessern.

Punkt 1:
Bodenplatte drunter, die darf auch aus 2 Platten bestehen, eine rechts und links, längs angesetzt. Damit machst du viel gut und hast trotzdem noch Platz für die Verbindung Unterzug zu Kugelgewindemutter.

Punkt 2:
Portalseiten unbedingt steifer machen. Das kannst du mit Aufdopplungen erreichen oder eben durch einen Kasten oder angedeuteten Kasten, hier zählt nur Material und Randfaserabstand.

Punkt 3:
Linearführungen auf Multiplex ist immer schwierig. Hier müsstest du zwingend eine Unterfütterung aus min. 5mm Al5083 oder ähnlich vorsehen, um einfach die Last zu verteilen.
Das könntest du aber auch mit unterstützten Rundführungen erreichen.
Aber Vorsicht, diese haben einen Freiheitsgrad weniger und benötigen einfach, z.B. steife Portalwangen plus steifes Portal.
Dein Portalbalken sieht gut aus, auch wenn man das Innere nicht sieht. Da sollten eben noch ein paar Versteifungen drin sein, komplett hohl wäre nicht meine erste Wahl.


Gruß

koerbert
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von koerbert » 08.12.2019, 21:54

Danke vielmals für die Tipps, Sven!
Dann überarbeite ich das Design jetzt mal.
Hast Du oder jemand im Forum Erfahrungen, wo man Rundführungen in sinnvoller Qualität (heißt für mich als Laien erstmal, dass sie kein Spiel haben) herbekommt? Hat jemand speziell Erfahrungen mit den Linearkomponenten gemacht, die www.rc-letmathe.de anbietet?
Ich habe den Thread über die Beschaffung von Linearmechanik (von KarlG) gelesen, aber da geht es fast nur um Linearführungen und Kriterien, die (vermutlich) für meine Anwendung overkill sind. Mir fehlt leider jegliches Gefühl bzw. Erfahrung diesbezüglich...

Danke nochmals für die Hilfe!!
Gruß, Timo

kollabierer
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von kollabierer » 09.12.2019, 06:32

Bezüglich Rundführungen hab ich mit smalltec.de ganz gute Erfahrungen gemacht.
Gruß, Micha

Stud54
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von Stud54 » 09.12.2019, 09:21

Oder du nimmst die Dinger von CNC Discount. Sind alle nicht hochwertug, aber für deine Zwecke absolut ausreichend.
Dann noch günstige KGS in 16x10 oder 20x10, je nach Geldbeutel, die Los und Festlager dazu und du bist durch.

Ich nehme an, du möchtest damit fast nur Holz und Kunststoffe verarbeiten...?


koerbert
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Re: Planung einer Fräse aus Multiplexplatten

Beitrag von koerbert » 09.12.2019, 16:44

Bezüglich Rundführungen hab ich mit smalltec.de ganz gute Erfahrungen gemacht.
..die sind außerhalb meines Budgets, daher natürlich lieber:
Oder du nimmst die Dinger von CNC Discount. Sind alle nicht hochwertug, aber für deine Zwecke absolut ausreichend.
Das wäre natürlich schön! Ok, da habe ich nur mehrfach gelesen, das der Kundenservice bei CNC discount überhaupt nicht gut sei, daher habe ich eine (sogar noch preiswertere) Option gefunden (rc-letmathe.de).
Und gerade sehe ich noch Deinen Link auf ebay, Willhelm (Danke dafür...). Das ist ja schon fast geschenkt!!
Aber ist das dann kompletter Ramsch? Oder ist es eh schon egal, wenn man No-Name-Chinaware kauft? Woran würde ich denn KGS und Rundführungen erkennen, die nichts taugen und mir die Maschine "kaputtmachen"?
Ich nehme an, du möchtest damit fast nur Holz und Kunststoffe verarbeiten...?
Ja, das stimmt schon. Aber ich würde wirklich gerne die Möglichkeit haben, auch Aluminium zu verarbeiten, keine Massen und auch nicht schnell. Ist das mit einer steiferen Fräse (wie oben vorgeschlagen) trotz billiger Mechanik realistisch, oder woran würde das konkret scheitern?

Und ich frage nochmal nach: Wenn ich für einen ebenfalls leistbaren Preis (siehe unten) auch Profilführungen verwenden könnte (etvl. mit Unterfütterung zur Montage auf Multiplex), bringt das einen wesentlichen Vorteil und erlaubt mir eben dann z.B. auch Alu-Bearbeitung?

Danke für euer Verständnis für meine Anfänger-Fragen :)
Gruß
Timo

Ps: Bevor ich hier nachgefragt habe, hab ich mir mal ein Angebot von noulei (Anregung auch aus dem Forum von KarlGs Post) machen lassen:
screenshot.773.jpg

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