CNC Portalfräse als Holzkonstruktion

Mit Spannung habe ich den letzten Artikel im Holzwerken 74 verfolgt. Ich selbst verstehe mich als Hobby CNC Fräser und freue mich auf die folgenden Artikel. Zuallererst möchte ich dem Vorwort zustimmen. Im Hobbyhandwerk spielt nicht die Wirtschaftlichkeit, sondern die „Faszination zur Sache“ eine Rolle. Dies können 500 Jahre alte Schreibkästen oder eben auch eine CNC Steuerung sein. Dass sich ein handwerklicher Beruf innerhalb von Jahrzehnten (heute in Jahren) verändert, ist vermutlich wirklich nicht zu ändern. Ist das CNC Fräsen nun als Holzwerken zu verstehen? Aus meiner Sicht JA - die Möglichkeiten erweitern sich - speziell als Techniker. Getriebe, Zahnräder, Beschriftungen, unübliche Bohrdurchmesser …. vieles wird plötzlich möglich. Mich persönlich fasziniert die Mischung von frischem Holzgeruch, dem motorischen Drehmoment und gepaart mit einem Schuss Programmcode. Ich möchte aber meine CNC Fräse vorstellen. Ich habe diese selbst geplant, gefertigt, programmiert und montiert. Die Konstruktion ist aus Multiplex-Plattenmaterial. Die Linearführungen (16mm) und die Kugelumlaufspindel (10mm Steigung) habe ich aus China. Die Motore sind Nema23 Schrittmotore ohne Feedback (3Nm Haltemoment) mit einfachen Schrittmotoren-Driver. Die Steuerung habe ich mit einem Arduino Mega selbst gebaut. Im Netz gibt es einiges als OpenSource (z.B. GRBL). Als Frässpindel habe ich eine KRESS mit 1000W. Der maximale Fräsbereich hat sich mit etwa 650mm x 550mm entwickelt (war anders geplant). Die Holzkonstruktion aus Multiplex entspricht natürlich nicht der Stabilität und Leichtigkeit einer ALU-Konstruktion. Die Holzkonstruktion ist vor allem schwerer. Die Beschleunigung muss deshalb etwas darunter leiden. Die Genauigkeit ist im Bereich 3/10mm für Konturschnitte in Plattenmaterial gemessen. Bei Gravuren ist die Genauigkeit von 1/10 aber durchaus realistisch. Die Konstruktion erfordert in systemrelevanten Bereichen höchste Genauigkeit. Eine Tischbohrmaschine ist für rechtwinklige Bohrungen von essentieller Bedeutung. Auch rechtwinklige Schnitte werden benötigt. Das wichtigste ist aber Geduld. Die Frässpindel wird über eine 43mm Aufnahme befestigt. Eine Absaugung ist fertiggestellt, wird aber aus Sicherheitsgründen ungern benützt. Die Erfahrung von Schneidwerkzeug, Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit, Zustelltiefe und der Holzart (auch der Faserrichtung, Harzgehalt etc…) muss erprobt werden. Sehr schnell kann es zu Hitze- und Glutentwicklung kommen. Vor allem wenn die Fräser verbraucht sind. Die Absaugung würde die Glut absaugen und in den Staubbeutel befördern – Höchste Vorsicht ist zu empfehlen! Die Opferplatte wurde geplant, damit eine eingeebte Grundfläche zur Verfügung steht. Dies ist speziell beim Gravieren besonders wichtig. Weiters wurden 80mm-Raster Gewinde vorbereitet, damit die Werkmaterialien mit Klemmen befestigt werden können. Die Fräse selbst steht auf einer Holzkonstruktion. Diese möchte ich in den nächsten Monaten noch mit Schubladen und einer ausziebaren Lade für das Notebook ausbauen. Den Schalt- und Steuerschrank habe ich letzten Monat noch erweitert. Allgemein habe ich die Fräse nun seit etwa ein Jahr in Betrieb. Die Portalfräse hat sich schrittweise mit Erfolgen und Misserfolgen einfach entwickelt. Auch die Programmierkenntnisse vom Arduino Mega haben sich erweitert. Als CAD Programm nutze ich Fusion360 mit einer „Universal G-Code Plattform“. Folgendes möchte ich noch verbessern: +Absaugung muss besser einsehbar und abnehmbar sein. +Tischkonstruktion muss noch besser ausgebaut werden. +Die Schrittmotore möchte ich mit Servo- oder Schrittmotore mit Geber ausstatten. +Staubabdeckungen für Spindel und Führungen Bezügl. der Kosten muss ich dem Autor recht geben. Die Kosten können ins Unermessliche laufen. Eine Fräse aus ALU in meiner Größe inkl. Antriebe, und "Kleinzeug", wird über EUR 3.500 gehandelt (eher noch mehr). Ein Selbstbau lohnt sich insofern durchaus. Außerdem macht die Planung und Konstruktion genauso süchtig, wie das Fräßen an sich. Bezüglich dem Fräßen gibt es dann kaum noch Grenzen - Spielzeuge, Gästekarten, Gutscheine aus Holz, Modelle etc... Stefan Rzepka Antriebstechniker

Benötigte Zeit

200 Stunden

Verwendetes Werkzeug

  • Tischkreissäge, Oberfräse, Tischbohrmaschine,
  • Winkel und Messwerkzeuge, Präzisionswerkzeuge
  • Schleifwerkzeuge
  • Schaltschrankbau - Oszilloskop, Multimeter, Lötkolben,
  • Programmierwerkzeuge – Kabel, Notebook etc..

Verwendete Materialien

  • Mulitplex 19mm – etwa 150,00 EUR
  • Linearführung mit Kugelumlaufspindel – etwa EUR 350,00
  • Motore mit Driver – etwa EUR 200,00
  • Elektrische Komponenten (Schaltschrank, Kabel, Energieketten etc…) – etwa EUR 500,00
  • Frässpindel – etwa EUR 200,00
  • Fräser und Werkzeuge – Etwa EUR 200,00

Wissen. Planen. Machen. Das ist das Motto der Zeitschrift HolzWerken, dem Magazin für den Holzwerker.
ab 65,00 
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Kommentare

27.08.2018

Beachtlich! Du scheust keine Kosten für dein Hobby. Viel Spaß

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