Selbstbau CNC Fräsmaschine

[Malteser]

Hi Leute. Ich bin neu hier, und auch blutiger Anfänger im gesamten CNC bereich. Ich habe lediglich etwas Erfahrung an manuellen Zerspanungsmaschinen.

Ich habe vor mir eine CNC Fräse selbst zu bauen.
Geplant ist eine Grundkonstruktion aus geschweißtem Stahlrohr, gefüllt mit Sand zur Dämpfung.

Ich dachte an eine Variante der Portalfräse, bei der die Führungen weit (ca. 500mm) über dem Arbeitsbett verlaufen. Das hätte den Vorteil dass ich es wesentlich leichter wäre die Führungen vom Arbeitsbereich abzuschirmen.
Ich denke momentan an ein bewegtes Portal (Brücke in diesem Fall?), da man so die kleinste Maschinengröße trotz großem Arbeitsumfang hat.

Grob dachte ich an 1000×600×400 mm Verfahrwege.
Die Stahlkonstruktion wird unter den Führungen (25-35mm Linearführungen, bei den Marken bin ich noch sehr unsicher) natürlich aufgedoppelt und abgefräst, im idealfall kann ich mir alle nötigen winkel bereits präzise als Anschläge in die Brücke Fräsen lassen, das würde das ausrichten später vereinfachen.
Als Achsantriebe hatte ich mir JMC integrierte closed loop schrittmotoren überlegt, von denen habe ich bisher nichts schlechtes gehört. Die gepaart mit 2010 Kugelumlaufspindeln sollten genug vorschubkraft bringen um Stahl zu fräsen, eventuell auch Hochvorschubfräsen.
Kühlschmiermittel würde ich gerne einsetzen können, daher auch die Sorge um die abgeschirmten führungen.

Das funktioniert, in meinem kopf zumindest, alles ziemlich gut, berechnungen bezüglich steifigkeit würde ich später, wenn ich konkretere Pläne habe, mit dem Maschinenbaustudent meines Vertrauens durchgehen.

Meine Fragen an euch sind jetzt:
1. Wie sollte das Portal angetrieben werden? Bei so einem Hochportal (passt der Begriff?) Ist eine zentrale KUS ziemlich im weg, oder nicht? Wären zwei KUS mit zwei Schrittmotoren eine Option? Sind Zahnriemen realistisch oder eher weiter Fehlerquellen? (Wenn möglich würde ich die gerne umgehen, ohne spezifischen Grund warum)
2. Hört sich das generell nach einem sinnvollen Projekt an? Oder springen den Veteranen unter euch bereits einige Punkte ins Auge die dieses Projekt zum Scheitern verurteilen? Wenn ja, bitte gebt mir Hinweise, ich bin sehr Kritikfähig.
3. Ist das hier absolut Fehl am Platz? Ich habe das Forum bisher mittelgründlich durchsucht, eine ernstzunehmende selbstbaufräse habe ich bisher nicht wahrgenommen.

Schonmal vielen Dank fürs lesen, und grüße von mir

[KarlG]

Moin!

Aua! 400mm Z !? Müssen die tatsächlich sein, oder hast Du einfach mal nur den Daumen gehoben? Das wird auf jeden Fall eine Herausforderung. Grundsätzlich ist gegen die Herangehensweise/Aufgabenstellung erstmal nix einzuwenden, wenn sie dann konstruktiv auch entsprechend untersetzt ist.

Gruss
Karl

Achja: Bei 600mm Breite könnte man noch mit einer zentralen Spindel auskommen, wenn die Stützweiten entsprechend "großzügig" gewählt werden. Ob das sinnvoll bzw. überhaupt umsetzbar ist, kann man dann erst an der Konstruktion entscheiden - grundsätzlich ist natürlich auch ein Portal denkbar, was unten nicht geschlossen ist und dann geht das schlicht nicht.

[Malteser]

So, jetzt bin ich mal dazu gekommen ein erstes CAD von meinen Kopfplänen zu erstellen.

In Blau ist das Maschinenbett, die Arbeitsfläche. ich dachte an ein Hochportal, um Führungen und KUS möglichst außerhalb des "Dreckschmeißbereichs" zu halten. Die vier Seiten der Konstruktion habe ich mit Verstrebungen für maximale Steifigkeit versehen, Zugriff in den Arbeitsbereich zum Werkstück bestücken und entfernen habe ich dann nur noch von oben. Damit kann ich hier leben weil es ja nur ca. 400mm sind über die ich greifen muss.

Die 400mm Z sind nicht unbedingt ein muss, allerdings habe ich momentan noch nicht viele konkrete Projekte und kann daher nur schwer abschätzen was ich wirklich alles brauche und würde mir daher lieber mehr Flexibilität lassen. Alles unter 400 mm kommt mir schon sehr einschränkend vor.

Gibt es bezahlbare Spindeln mit Werkzeugwechsler für den Hobbyisten? Die meisten die mir so unterkommen sind direkt mit ER futter..

[Olli-CNC]

Hallo Malteser,
interessanter Aufbau. Das du das ganze überfräsen willst ist schon mal gut, aber du solltest es auch spannungsarm glühen lassen nach der ganzen Schweißerei, sonst können später durch die Vibrationen der Maschine Spannungsrisse entstehen (so habe ich das mit meinem Portal gemacht).
Für die Hauptspindel gibts mehrere Möglichkeiten, aber auch ein wenig abhängig davon was für Material du später hauptsächlich bearbeiten willst.
Wenn du hauptsächlich Stahl bearbeiten willst, dann brauchst du keine HF-Spindel, da reichen ja eigentlich 8-9k U/min aber halt mit viel Drehmoment.
Dafür wäre dann sowas hier Klick mich in Verbindung mit einem kräftigen Servo eine Möglichkeit, damit wäre auch Gewindeschneiden ohne Ausgleichsfutter möglich. Wenn doch HF-Spindel, dann wäre eine JGL Spindel eine gute Wahl. Ich selbst habe eine JGL-110 4.2kw 24000rpm BT30 mit Wasserkühlung und Sperrluft und kann auch relativ gut damit Stahl fräsen, was bei mir aber nicht oft vor kommt, ich fräse hauptsächlich Alu und Kunststoff.

Ich bin gespannt wie es bei dir weiter geht.

Viele Grüße
Olli

[Malteser]

Auch Spannungsarm glühen ist natürlich geplant. Mein Vorteil ist dass ich aktuell in der Metallverarbeitung arbeite und einige Kontakte habe. Leute mit großen Glühofen, Fräser etc. Vom selbstbau haben die Fräser leider weniger Ahnung

Eine Lagerpatrone mit Motor wäre natürlich eine Möglichkeit... kann das Ding Automatischen Werkzeugwechsel? Steht leider nicht dran.
Gewindeschneiden ist für mich kein muss, die alternative ist Gewindefräsen. Und dabei muss ich mir im Zweifelsfall keine Sorgen um ein gebrochenes Werkzeug in der Bohrung machen.
Material: ja, Stahl. Wahrscheinlich auch Alu und gelegentlich mal ein Lautsprecherchassis aus MDF, das ist aber dann kein Problem.
Drehzahl....... gute Frage. Große Planfräser sind schön, können im Zweifelsfall aber auch durch kleinere Fräser ersetzt werden. Also tendiere ich eher dazu auch in den Drehzahlbereich <25k/min zu gehen. Einen 2mm Fräser mit 10k Umdrehungen wird nicht glücklich.

naja, noch bin ich weit davon entfernt irgendetwas zu kaufen.