CnC Fräse -Tipps. Wo Anfangen?

[Unnamed]

Hallo Liebe Community,

es war schon immer mein Traum etwas eigenes zu konstruieren und in die Realität umzusetzen . Hierfür ist natürlich eine CnC Portalfräse unumgänglich! Ich habe mir auch schon ein paar Gedanken dazu gemacht was ich verbaue nur bin ich mir nicht so 100%ig sicher und bestimmt hat hier auch der ein oder andere mehr Erfahrung. Ich würde gerne Hartschaumstoff, Plastik, Alu und im Idealfall Stahl fräsen können.

Da ich nicht 2 mal Kaufen will wollte ich die Fräse entsprechend stark ausführen.

Folgende Teile würde ich verwenden:

Linearführung:
https://www.vevor.de/linearfuehrung-c_1 ... 0559678448

Hier wollte ich auch noch eine zusätzliche Linearführung + Kugelumlaufspindel einkaufen, da ich nicht den Tisch sondern das Portal bewegen wollte.

Motor:
Nema32 mit 12Nm
Brauche ich hier 3 oder 4 Motoren, da ich das Portal und nicht den Tisch bewegen will?

https://www.ebay.de/itm/392913419345?ha ... 1820746626

Spindel 3kW mit Wasserkühlung:
https://www.vevor.de/spindelmotor-c_101 ... BYQAvD_BwE

Ich schätze den Preis der Fräse < 1500€. Ist das realistisch? Werden noch weitere Teile benötigt? Jetzt weiß ich nicht 100%ig wie ich das benötigte Drehmoment der Stepper berechne? Ist es überhaupt schlau Nema32 zu wählen oder einen schwächeren Motor zu nehmen und dann einfach Zahnräder zu verwenden? Was ist die maximale Geschwindigkeit von so Steppern? Was ist angemessen für eine CnC Fräse. Ich weiß auch nicht 100%ig wie ich den Tisch konstruieren muss damit eine entsprechende Steifheit garantiert ist.

Sollte man hier vorher eine Konstruktion in einem CAD Programm anfertigen? Welche Programme verwendet ihr? Verwendet ihr dafür FEM Programme? Ansys?

Ich bin für alle Vorschläge Tipps und Kritik dankbar!

Danke Euch!


Nachtrag:

Ich dachte, dass so ein CnC Tisch relativ einfach zu konstruieren ist, da ich meistens Tische aus ITEM-Profilen gesehen habe. Nach etwas stöbern im Forum habe ich gesehen, dass man aus der Konstruktion eine Kunst machen kann. Warum wird Sand oder Beton in die Maschine gefüllt? Vll. Sind normale H-Träger für den Tisch besser geeignet anstatt ITEM-Profile? Ist eine Bodenverankerung wirklich erforderlich?

Wie schätzt ihr die Kosten für eine brauchbare CnC Marke Eigenbau ein?

[KarlG]

Ich bin für alle Vorschläge Tipps und Kritik dankbar!

Wirklich? Dann mein Tip: Zurück auf los und lesen, lesen,lesen und dann noch lesen. Vernünftige Zielstellung formulieren.
Alternatativ kannst Du natürlich auch einfach eine Kiste nachbauen, die nachweislich gut funktioniert.

Was Du hier aufgeführt hast, führt jedenfalls nicht zu Ziel und mit 12Nm-Motoren kannst Du wunderbar die Kiste zerreißen bei der ersten Kollision, oder noch davor....

..nein: Eine Planung beginnt nicht damit, irgendwelches Material zusammenzusuchen, wenn man überhaupt keine Vorstellung von Dimensionierung und Kräften hat.

Gruss
Karl

[Unnamed]

Vernünftige Zielstellung formulieren.

Eine relativ günstige und vernünftige CnC Portalfräse [1500€] welche Stahl fräsen kann mit den Dimensionierungen: 300, 600,1000 mm

Eine Planung beginnt nicht damit, irgendwelches Material zusammenzusuchen, wenn man überhaupt keine Vorstellung von Dimensionierung und Kräften hat.

Vorschlag zu Literatur zum Thema?

[KarlG]

Eine relativ günstige und vernünftige CnC Portalfräse [1500€] welche Stahl fräsen kann mit den Dimensionierungen: 300, 600,1000 mm

Das ist schon ein sehr "sportliches" Vorhaben, wenn man nur vernünftig Alu fräsen will und Stahl ist illosorisch. Natürlich kann man auch in Stahl damit rumkratzen, aber als "fräsen" würde ich das nicht bezeichnen.

Vorschlag zu Literatur zum Thema?

Wüsste keine.

[TomM]

Guten Morgen ?

wirklich gute und viele Infos habe ich damals für meine Konstruktion aus diesem Forum
bekommen und sehr viel Grundlagenwissen von hier (eigentlich unerlässliche Seiten, aus meiner Sicht):

https://ems-moederl.de/ws105.html (da stehen zum Beispiel auch die Infos warum Sand in den
Hohlprofilen usw.)

Karl hat Recht, bei Deinem derzeitigen Ansatz (12 Nm Motoren, Unterstützte Wellenführung statt vernünftige
Linearführungen, 3 KW Spindel, Zieldefinition Stahl fräsen und Deinem Budget) wäre es schade um das Geld,
wenn Du damit beginnen würdest - also von daher absolut richtig daß Du Deine Fragen hier vor Beginn Deines
Projektes gestellt hast.

Lies Dich durchs zuerst durchs komplette Forum, schau Dir die Videos von Sebastian End Michael Heyder (M5), um nur mal ein
paar auf Youtube zu benennen , an und vor allem auch die vielen vielen Infos von EMS - Möderl und formuliere dann
für Dich Dein Ziel neu.

Für Deine Konstruktion kannst Du auch sehr viele Infos bei den Fräsen von Sorotec / EMS Möderl, Karls "Karla" und anderen
"abkucken".

Die Planung in einem vernünftigen CAD ist definitiv zu empfehlen. Du kannst für Deine Fräse die benötigten Teile konstruieren,
virtuell betrachten, Bewegungen simulieren um Kollisionen zu vermeiden usw.

Weit verbreitet ist Fusion 360, hier gibt es in zahlreichen Foren, und auch auf Youtube, eine ganze Menge Unterstützung.
Außerdem kannst Du das CAD später, wenn Deine Fräse einmal läuft, auch zur Konstruktion und Fertigung (CAM) Deiner Projekte
nutzen, die Einarbeitung in das Programm ist also auch für die Zukunft von Vorteil.

Hast Du Dir auch schon Gedanken darüber gemacht wie/wo Du die Teile, die Du für Deine Fräse benötigst, fertigen möchtest ?
Du wirst nicht drum herum kommen Die eine Möglichkeit zu suchen Bauteile zu fräsen/lassen.

VG
Thomas

[Olli-CNC]

Moin,
genau, schau dir erstmal Konstruktionen an die funktionieren, davon holst du dir raus was du für DEIN Projekt brauchst, also Dimensionierung des Aufbaus bei Verfahrweg xxx, welche Materialien, Motoren, Steuerung, Verfahrgeschwindigkeit, Werkzeugaufnahme, evtl. später Werkzeugwechsler usw. usw.
Ohne CAD würde ich das nicht machen wollen, ich habe sehr viele Stunden in meine Konstruktion gesteckt welche auch so einige Besonderheiten erfüllen musste, zB sehr massiv, aber musste trotzdem runter in den Keller usw.
Ich habe dafür Fusion 360 genommen. Hatte keinen Plan davon und habe während des konstruieren das Programm gelernt, später kam dann der CAM Bereich dazu.

Also, wie meine Vorschreiber schon schrieben, lesen, lesen, lesen und noch mehr lesen. Videos schauen und sich vertraut mit der Materie machen.

Um Stahl zu bearbeiten brauchst Masse und Stabilität. Dazu kommt, dass die ganzen Schnellläufer Chinaspindeln zu schnell laufen um ordentlich Stahl zu bearbeiten, oder du brauchst extra Werkzeuge dafür die diese hohen Drehzahlen abkönnen. Bei niedrigen Drehzahlen gehen diese Spindeln in Sachen Drehmoment ganz schön in die Knie. Ich habe eine 4,3KW Spindel BT30 womit ich schon Stahl bearbeitet habe, Spaß hat das Ganze nicht gemacht, da bin ich von meinem Job her zu sehr verwöhnt.


Gruß
Olli

[Unnamed]

genau, schau dir erstmal Konstruktionen an die funktionieren, davon holst du dir raus was du für DEIN Projekt brauchst, also Dimensionierung des Aufbaus bei Verfahrweg xxx, welche Materialien, Motoren, Steuerung, Verfahrgeschwindigkeit, Werkzeugaufnahme, evtl. später Werkzeugwechsler usw. usw.

Wow hat deine Fräse Werkzeugwechsler?

Also, wie meine Vorschreiber schon schrieben, lesen, lesen, lesen und noch mehr lesen. Videos schauen und sich vertraut mit der Materie machen.

Im Dubbel sind die Formeln für die Fräskräfte. Es ist die gleiche Formel wie hier:

https://www.precifast.de/spannkraft-sch ... berechnen/

Um Stahl zu bearbeiten brauchst Masse und Stabilität. Dazu kommt, dass die ganzen Schnellläufer Chinaspindeln zu schnell laufen um ordentlich Stahl zu bearbeiten, oder du brauchst extra Werkzeuge dafür die diese hohen Drehzahlen abkönnen. Bei niedrigen Drehzahlen gehen diese Spindeln in Sachen Drehmoment ganz schön in die Knie. Ich habe eine 4,3KW Spindel BT30 womit ich schon Stahl bearbeitet habe, Spaß hat das Ganze nicht gemacht, da bin ich von meinem Job her zu sehr verwöhnt.

Die BT30 allein kostet schon 1000€...

Warum benutzt man Sand für die Resonanzdämpfung und nicht einfach einen Schwingungsdämpfer als Bauteil oder so Gummi Schwingungsdämpfer?

Die meisten sagen hier lesen, lesen, lesen. Nun bin ich Maschinenbaustudent im Master. Die Sache ist, dass man aus allen Bereichen eine Theorie machen kann und am Ende ein eigenes Institut hat. Ein Institut für Getriebetechnik, ein Institut für Maschinendynamik, ein Institut für Mechanik, ein Institut für Materialkunde, ein Institut für Robotik.... Jeder ist am Ende ein Experte in seinem Fachbereich und eine CnC Fräse wird dann von jedem Institut in Teilarbeit konstruiert.

Wenn ich jetzt anfange eine Fräse zu konstruieren und versuche jeden Fachbereich einigermaßen abzubilden, so wie ich es im Studium gelernt habe, dann bin ich vll. in 5 Jahren mit der Konstruktion fertig und habe sowieso nicht die optimale CnC Fräse. Warum? Weil jedes einzelne Institut seine Programme zur Berechnung hat und ich dann größtenteils mit Stift und Papier unterwegs bin. Die Festigkeitsberechnung eines Balken mit einem H-Profil ist schon Arbeit genug! Schwerpunkt berechnen, Flächenträgheitsmomente berechnen, Schubmittelpunkt, Schubflüsse, kritische Knicklasen.. usw... Es ist eine menge Arbeit und ich würde niemals die Expertise wie jedes einzelne Institut liefern können. Im Übrigen wäre keine Maschine bezahlbar wenn man Sie wirklich 100%ig auslegen würde. Dann würde man auch die Klemmkraft jeder Schraube berechnen....

Oh Ja! Schrauben.. Hat jemand von euch mal die Stabilität der Schrauben für eure CnC berechnet? Das ist genug für einen Monat wenn man mit Papier und Stift unterwegs ist. Oder die Traglasten der Schweißnähte....

Fazit: Wie viel lesen ist genug? Es wird immer Ecken und Kanten geben!

[TomM]

Du hast gefragt - wir haben Dir aus unseren Erfahrungen heraus geantwortet.
Was Du nun draus machst ist natürlich Deine Sache, und vor allem wie Du es angehst.

[Olli-CNC]

genau, schau dir erstmal Konstruktionen an die funktionieren, davon holst du dir raus was du für DEIN Projekt brauchst, also Dimensionierung des Aufbaus bei Verfahrweg xxx, welche Materialien, Motoren, Steuerung, Verfahrgeschwindigkeit, Werkzeugaufnahme, evtl. später Werkzeugwechsler usw. usw.

Wow hat deine Fräse Werkzeugwechsler?

Ja, kannst du in meinem Baubericht sehen

Also, wie meine Vorschreiber schon schrieben, lesen, lesen, lesen und noch mehr lesen. Videos schauen und sich vertraut mit der Materie machen.

Im Dubbel sind die Formeln für die Fräskräfte. Es ist die gleiche Formel wie hier:

https://www.precifast.de/spannkraft-sch ... berechnen/

Ist erstmal uninteressant solange dein Konzept für eine Maschine nicht steht

Um Stahl zu bearbeiten brauchst Masse und Stabilität. Dazu kommt, dass die ganzen Schnellläufer Chinaspindeln zu schnell laufen um ordentlich Stahl zu bearbeiten, oder du brauchst extra Werkzeuge dafür die diese hohen Drehzahlen abkönnen. Bei niedrigen Drehzahlen gehen diese Spindeln in Sachen Drehmoment ganz schön in die Knie. Ich habe eine 4,3KW Spindel BT30 womit ich schon Stahl bearbeitet habe, Spaß hat das Ganze nicht gemacht, da bin ich von meinem Job her zu sehr verwöhnt.

Die BT30 allein kostet schon 1000€...

Du willst gerne Stahl zerspanen können, ich habe nur geschrieben was du brauchst um es zu können. Nicht nur an dem Stahl rumkratzen sondern wirklich zerspanen.

Warum benutzt man Sand für die Resonanzdämpfung und nicht einfach einen Schwingungsdämpfer als Bauteil oder so Gummi Schwingungsdämpfer?

Weil jedes Bauteil seine eigenen Resonanzen hat. Du kannst nicht einfach die Maschine auf Schwingungsdämpfer stellen und das Problem ist gelöst.
Damit entkoppelst du nur die Schwingungen zum Boden. Masse ist nur durch eins zu ersetzen, durch noch mehr Masse.
Was meinst du warum die meisten Maschinenbauteile, gerade für CNC-Maschinen, im gewerblichen Bereich (Maschinenbau) aus Grauguss sind?

Die meisten sagen hier lesen, lesen, lesen. Nun bin ich Maschinenbaustudent im Master.

Das ist schön für dich, trotzdem bist du hier und hast Fragen über die Grundlagen

Wenn ich jetzt anfange eine Fräse zu konstruieren und versuche jeden Fachbereich einigermaßen abzubilden, so wie ich es im Studium gelernt habe, dann bin ich vll. in 5 Jahren mit der Konstruktion fertig und habe sowieso nicht die optimale CnC Fräse. Warum? Weil jedes einzelne Institut seine Programme zur Berechnung hat und ich dann größtenteils mit Stift und Papier unterwegs bin. Die Festigkeitsberechnung eines Balken mit einem H-Profil ist schon Arbeit genug! Schwerpunkt berechnen, Flächenträgheitsmomente berechnen, Schubmittelpunkt, Schubflüsse, kritische Knicklasen.. usw... Es ist eine menge Arbeit und ich würde niemals die Expertise wie jedes einzelne Institut liefern können. Im Übrigen wäre keine Maschine bezahlbar wenn man Sie wirklich 100%ig auslegen würde. Dann würde man auch die Klemmkraft jeder Schraube berechnen....

Du willst eine Maschine bauen für <1500€ und da musst du einfach Kompromisse eingehen, so bauen das du später relativ einfach Verbesserungen vornehmen kannst. Dafür musst du nicht jeden Bereich studiert haben, das ist vollkommener Blödsinn. Learning by Doing und auch nur das was du wirklich brauchst.

Just my 2 Cent

[Der58er]

Wenn ich das richtig gelesen habe, möchtest du lange Werkstücke (> 500mm) aus Stahl mit einer Portalfräse bearbeiten? Vergiss es.

Ich hatte eine Maho MH 600T in meiner Werkstatt und nun möchte ich für meine Basteleien zuhause auch wieder einen Fräse haben, mit der ich auch mal mit einem Messerkopf ein paar Millimeter abnehmen kann.
Was hier schon fertig angeboten wird beginnt bei 8T Euro.

Auch ich habe mal daran gedacht, mir eine CNC Fräsmaschine selber zu bauen. Eine kleine Maho für zuhause.
Wenn man sich die Konstruktion dieser Maschine anschaut, war das schon recht clever was die Herren da gebaut haben.
Die Spindel direkt an der Y – Achse, X – Achse verbunden mit der Z- Achse und diese direkt an der Säule angeflanscht.
Dadurch benötigt man eigentlich nur eine rechteckige Standsäule und einen Winkeltisch.

Um Stahl zerspanen zu können, müssen die Führungen aber auch entsprechend genau und verschleißarm sein. Die hier eingesetzten Linearführungen AR/HR beginnen mit der die Genauigkeitsklasse P und Kosten auch entsprechend.

Aber auch für die Zerspanung von Stahl ist es Sinnvoll eine Spindel einzubauen, mit SK oder MK Werkzeugaufnahme. Startpreis ab 2T Euro.
https://www.haascnc.com/de/productivity ... rease.html

Wenn man sich mal so ein wenig mit dem Thema Konstruktion von Maschinen in der Zerspanung auseinandersetzt, wird man schnell feststellen dass das nicht mit Leichtbau und Billigteilen geht.

Wenn du Maschinenbaustudent im Master bist, hast du doch bestimmt mal eine Konstruktion als Hausaufgabe bekommen. Da hast du doch bestimmt auch nicht gleich angefangen alles durchzurechnen.
Am Anfang steht der Entwurf und Festlegung aller Parameter die gewünscht sind.
Erst dann geht man ins Detail, konstruiert und berechnet.

Wenn deine Frästeile nicht zu groß sind die du bearbeiten möchtest, würde ich mich mal nach einer Gebrauchtmaschine umschauen und die evtl. mit einer CNC Steuerung aufrüsten. Ist bestimmt günstiger.