DIY CNC Fräse "Alu Profile befüllen, abdichten und Aufbau der Z-Achse"

foliastar · Dez 15, 2014

Hallo zusammen,

Nachdem ich hier viel hilfreiches gelesen habe, bleiben nun doch ein paar Fragen offen ;-))

Ich möchte auf diesem Wege kurz mal einige Ideen zum befüllen und abdichten von Alu Profilen und zum Aufbau der Z-Achse sammeln..........wo sind die Vorteile und oder Nachteile ?????

Die Planung ist eine DIY Fräse mit den Maßen 900x600xZ? aus 80x80 Aluprofil mit 5 Querstreben in 80x40.
X-Achse Portalwangen in 20mm Alu auf THK mit 2x 60'er Wagen je Seite
Y-Achse in Sandwich mit 15mm Alu und 160x40 Profil und 2x THK mit je 2x 60'er Wagen
Z-Achse ist noch nicht fixiert aber auch 2 THK mit je 2x 60'er Wagen oder je ein 90'er Wagen
XY auf 15mm KUS Steigung 20mm
Z ???? KUS oder TR16 je nach Verfügbarkeit, Tendenz KUS
Vorerst da vorhanden 400W China Spindel ER11, später wohl 1,5KW
Elektronik habe ich noch liegen...vom MF70 Projekt......3A 270Ncm Nema23 mit Letmathe Steuerung.

Angelehnt an die vielen super Threads hier, insbesondere von KarlG.............Danke !!!

Da ich in den kommenden Tagen mit dem Grundgestell anfangen möchte,aber noch nicht so recht weiß was ich zum befüllen nehmen soll und wie abdichten ?
Ich habe hier noch 1 Kg Epoxy Harz und Härter liegen....das sollte ja zum abdichten reichen,oder was nehmt Ihr?
Befüllen mit Vogelsand, Spielsand.......und weiteren Dingen?
Ist die grösse relevant wegen dem möglichem Aufschwingen oder Vibrationen?

Wie macht Ihr den Aufbau Z-Achse?
Welche Durchfahrsthöhe habt Ihr?
2 kleine Wagen oder 1 grösserer auf den THK?
Schrittmotor auf der Z-Achse, fährt mit hoch und runter oder fest auf der Y-Achse?

Sicher gibt es hierzu viele Möglichkeiten und vermutlich hat jeder so seine Theorie dazu, aber wieso habt Ihr so entschieden und würdet Ihr es wieder so machen?

Vielen Dank für Eure Antworten.

KarlG · Dez 15, 2014

Hmmm - kommt mir ein bisserl so vor, wie: ein wenig hiervon, ein wenig davon - 3 mal umgerührt und wird schon irgendwie...

..ich würde vorschlagen, am Anfang anzufangen. Was ist vorhanden und was soll das Ding mal leisten? Welche Bearbeitungsmöglichkeiten (Maschinen) sind vorhanden bzw. "erreichbar"?

Dann ein Minimum an Planung und Statik und DANN anfangen zu bauen. Da gibt es einige Punkte, die (für mich) nicht plausibel sind. 80er Längsträger reichen sicher für eine Käsefräse, aber auch da gibt es große Unterschiede - auch in der konstruktiven Umsetzung und Materialwahl.

Was sind 60er Wagen? Von den Abmaßen (falls die Länge gemeint ist) sind das max 20er - eher nur 15er...!?
Gibt es die schon, oder sollen die gekauft werden?

Mit einer 20er Steigung würde ich persönlich nicht planen. Wenn die schon da sind und ultrapräzise (also SEHR hochwertig) könnte man eine Untersetzung dafür bauen - ansonsten eher verkaufen und max 10er (eher nur 5er Steigung) kaufen. Denn ein Rennpferd wird das DIng sicher nicht....

Gruss
Karl

foliastar · Dez 15, 2014

Hy,

Im Grunde bin ich mehr der Kopf Planer.......dauert zwar und wird öfter geändert, bin am Ende aber meist zufrieden ;-)
Sollte sicher auch Alu bearbeiten können....aber eher Holz,GFK und CFK im Wasserbad, Kunststoffe in annehmbaren Geschwindigkeiten, wobei mir 500-800mm/min fast reichen ;-))

Profile sind von Aluprofile24 und wird vermutlich die "Leichte" Variante sein auch wenns nicht dabei steht.
Die Maße der Wagen waren die breiten Angaben, die Höhe ist 15 .

Die Linearführungen und KUS sind schon da, gabs in der Firma aus einer Hochgeschwindigkeits SMD Maschine, also schon recht präzise ;-)
Was spricht denn gegen direkt Antrieb?
Drehmomentverhalten?

Ein Rennpferd muß es nicht werden, nur ist die erste DIY halt nicht steif genug für Alu.....oder nur sehr sehr langsam ;-)

Maschinen gibts eine MicroMill Fräse ZYT-150 wie zb. die Sieg X1 mit MK-2 Aufnahme
Meine DIY Fräse, ist ein altes Bild vor einigen Änderungen
Messplatte DIN876/0 400x250 , diverse Messuhren und Messwinkel Grad0
Bei Bedarf eine kleine Drehmaschine

KarlG · Dez 15, 2014

foliastar hat gesagt.:

Ja - ich auch. Eher noch mit Handzeichnung und Millimeterpapier. Aber ein kleines Konzept sollte schon dasein und das ist aktuell nicht zu erkennen, weil einfach nix zusammenpasst. Du bauste eine Rennmaschine mit 20er Steigung, willst damit aber nur 0,8m/Min fahren; vermutlich sehr filigrane Führungen und ein gigantisch überdimesioniertes Portal.

Ich würde sagen: Nochmal zurück auf los...

Das sagt absolut nix aus - dazu gibt es einfach zu viele verschiedene Varianten. Führungen werden grundsätzlich nach den Abmaßen der Schienen bezeichent. Also 15er haben 15x15 Schienen (zumindest ungefähr) - wenn Deine Wagen nur 15 hoch sind, sind das wahrscheinlich Miniaturführungen und dann kannst Du schonmal die restliche Dimensionierung in die Tonne haun...

Gruss
Karl

foliastar · Dez 15, 2014

Hy,

Mich wundert das die Führungen "Miniaturführungen" sein sollen, immerhin bewegen wir damit Y-Traversen von gut 35Kg und mehr mit mehr als 1 Meter die Sekunde und einer Bestückgenauigkeit von ca. 0,02mm bei Bauteilen von 0,4x0,2mm.

Sicherlich die grossen Führungen sind 25x25mm und KUS von 25 oder 30mm aber die Traverse wiegt auch gut 90Kg ;-))

Gut das mit den KUS kann ich ja noch ändern und diese tauschen....wie gesagt die KUS und Führungen sind da und das zum Nulltarif.....das war nicht geplant oder extra beschafft!

GRuß Sascha

KarlG · Dez 16, 2014

foliastar hat gesagt.:

Wieso "sollen"? Nimm doch einfach mal die Typenbezeichnung und suche bei THK die techn. Daten. Die Bezeichnung könntest Du hier auch mal hinschreiben, damit die Raterei aufhört. "Normalführungen" werden nach der Schienengröße bezeichnet und Miniaturführungen idr. nach Wagenhöhe incl. Schiene. Miniatur sagt auch nix darüber aus, dass die nix tragen - eine 15er etwa 300-600kg. Das ist nicht das Problem. Die brauchen aber eine extrem saubere Flucht, sonst sind da in nullkommanix ein paar Hundert Kilo an Zug- oder Druckkräften drauf und eine 20er Wange mit M3 (oder max M4) Schrauben zu befestigen, stelle ich mir auch sehr "spannend" vor....

Gruss
Karl

foliastar · Dez 16, 2014

Hy...

ja suche das mal alles raus.
Vermute...gerade hier gemessen am aehnlichen Typ Gesamthöhe Wagen und Schiene sind 25mm.......Schiene ist 12 hich und 15 breit......Wagen 60x20.

Poste später mal die Daten und Detailbilder und eine grobe Zeichnung des Rahmen

Danke soweit.

foliastar · Dez 16, 2014

So haben nun mal gemessen und geschaut !

Es sind drei Typen
THK SHS15
THK SSR15
THK SHS15V

Befestigung ist mit M4 vorgesehen....mehr gibt das Loch nicht her.

Wagen sind meist 56x34x20 und bei den SHS15V 54x52x18
Die Schienen sind alle 15x13.

ISt das nun ok, oder nicht ;-)))
Der Aufbau ist vom Prinzip sehr ähnlich Deiner Hart-Käsefräse....

KarlG · Dez 16, 2014

foliastar hat gesagt.:

Viel besser als mit Miniaturführungen, aber lange nicht optimal für das Vorhaben. Immerhin haben sie alle 4 Kugelreihen und die Belastbarkeit ist deutlich höher. Die SHS sind ganz normale 15er; die SSR THK-Sonderkonstruktionen. Belastbarkeit ähnlich - müsste man sich mal die Wagen genau anschaun, welche man optimal wohin packt.

Wenn das Projekt mit der Verwendbarkeit dieser Führungen steht oder fällt, würde ich über 2 Varianten nachdenken.

(1) Ultrapräziser Aufbau mit Genauigkeiten von wenigen Hunderstel mm - dann kannst Du (mit den entsprechnden Stützweiten) eine Maschine draus bauen, die auch sehr gut für Alubearbeitung taugt. Das hängt an den präzisen Bearbeitungsmöglichkeiten und Messmitteln.

(2) Die Maschine nicht so steif bauen, damit die normalen Toleranzen im Zehntelbereich von der Mechanik (per Nachgeben) abgefangen werden und Dir nicht die Führungswagen zerwürgen.

Die SHS / SSR 15 haben ein C0 (je nach Wagentyp) zw. ~16,5 und 32kN (die SHS im Durchschnitt mehr), aber nur eine sehr geringe Belastbarkeit gegen Verdrehung in allen 3 Achsen (die SHS besser). D.h.: 2 Wagen pro Schiene sind Pflicht (auch auf Z) und ich würde bevorzugt die SHS verbauen.

Damit stehst Du mit leichten 80er Längsträgern schon ganz gut da (müsste man mal die Durchbiegung rechnen) - evtl. sogar auf 90x45 senkrecht ausweichen, wie bei der P1. Portalwangen würde ich aus dem Bauch auf 15 dimensionieren und nicht verstärken - dafür ~200 breit, oder mehr. Beim Portalträger dann ein 120x40 oder 160x40 - entweder mit dünner Auflage, oder den Träger selbst planfräsen....

Gruss
Karl

Achja - hast Du schonmal drüber nachgedacht, die bestehende Fräse umzubauen? Die Grundsubstanz sieht auf dem Bild ja nicht schlecht aus; nur das Portal ist eine Katastrophe...

foliastar · Dez 16, 2014

HY,
Die Führungen müssen bleiben, die Kus.....sollten wenn möglich.

Danke für die Info....wollte auch überall 2 Wagen nehmen, könnte auf X sogar 2 Führungen also 2 Wagen oben und 2 unten nehmen ....wäre aber oversized.
Habe aber auch noch ein paar Wagen übrig......wäre also möglich.

Die Wangen waren mit 340x160x20 gedacht, da durch den Diagonalschnitt ja etwas wegfällt.
Das Portal in 160x60x15 plus Profil 160x60x40 so als Verstärkung.

Die Z-Achse der anderen soll auch ggf. noch geändert werden, habe ja noch Führungen liegen......war aus der Not gebohren, wobei die Portalwangen zu schmal sind...

Bleibt noch die Frage ob die KUS gehen...oder eher eine Totgeburt hierfür sind ?
Achso...und zur Basisfrage nochmal, füllen und abdichten Spielsand oder doch nur Watte ;-) und Epoxy????
Das könnte ich ja schon mal machen,dauert ja auch ;-) da ich die Maße nicht ändern wollte und das Profil bereits gekommen ist.

KarlG · Dez 16, 2014

foliastar hat gesagt.:

Wie geschruben: 2 Wagen pro Schiene - also 4 pro Achse. Ordentliche Stützweiten einplanen!

Nunja - die DInger waren ja dafür, mit hoher Geschwindigkeit (und Dynamik) recht kleine Massen zu bewegen. Was Du jetzt vorhast, wäre quasi ein PKW, der im Stadtverkehr nur im 4. Gang bewegt wird. Wird also auch irgendwie gehen, aber nicht gut.
Optimale Spindelsteigung für so eine Fräse ist um 4-5mm. 10er wären dann ein Kompromiss für überlange Achsen >>1m bzw. wenn man 10m/Min oder schneller fahren will - also bspw. für eine Schaumfräse.
Wie schon geschruben: Wenn sie sehr präzise sind, würde ich über eine Untersetzung (Zahnriemen) nachdenken, ansonsten würde ich sie nicht verbauen.

Sand. Bei den dicken Profilen einfach Deckel drauf, die kleinen kannst mit Heißkleber verschließen...

Edith meint: Achja - Du hast ja eine Fräse. Zieh Dir die DXF-Dateien vom Profilhersteller (oder die von item) und fräse einfach den Profilkern aus 8mm Sperrholz. Reinstecken, Heißkleber, fertig...

foliastar · Dez 16, 2014

Hy,

2 Wagen is klar....meinte 2 Führungen je X-Seite.......also 4 Schienen insgesamt auf X.......

Was bedeutet das in mm/sec oder min denn? Ist 500mm/min machbar oder eher mehr oder weniger?
Auto im 4.Gang heisst ohne viel Beschleunigung.....aber Kraft?

Spielsand habe ich auch noch einiges hier, Profil ganz füllen,oder reicht halb wegen dem Gewicht?

Danke für den Hinweis, werde ich machen.

KarlG · Dez 16, 2014

foliastar hat gesagt.:

Nee - die kriegts nie parallel; eher Nachteilig...

Eine 5er spielt so von 0-5m/Min - im Extremfall bis etwa 10 (je nach Spindellänge und Antrieb); eine 10er bis 10 oder etwas drüber; 20er hat dann ihren optimalen Bereich von 10-20; da kommst Du nie hin. Mit Direktantrieb und den 2,7Nm-Motoren hast Du vielleicht noch ca. 35kg "Schub" beim Langsamfahren, ausserdem eine deutlich schlechtere Schrittauflösung und vermutlich mehr Umkehrspiel. Das ist eine massive Fehldimensionierung.
Man sollte auch mal überdenken, dass die Spindel selbst (zumindest eine günstige aus China) nur einen Teil der Kosten des Antriebsstranges ausmacht, Kupplung, Motorhalterung, Fest- und Loslager und Mutternkäfig brauchst sowieso.

Keine Kraft und nur sehr schlechte Beschleunigung. Das heißt flache Rampen fahren und Du CV benutzen willst, werden die Ecken rund. Dann also im Start- / Stop Betrieb (exact stop) und hier wieder das Beschleunigungsproblem. Eine Krücke....

Hab ich doch mehrfach erzählt, wie ich das sehe....

foliastar · Dez 16, 2014

Das klingt alles garnicht so gut im moment ;-)

Ok, also wie gehabt 2 Wagen je Führung....das mit parallel habe ich mir fast gedacht.

Das mit dem Speed ist dann nicht so schön......
Festlager und Loslager der Spindel habe ich noch, wobei die 10mm Lager haben und ich die ggf. auch für die anderen Spindel nutzen könnte !
Dann muß ich mal schauen wo ich alternative 1605 günstig bekomme?
Gibts denn 1610 oder sind das dann eher 2010?

Das was ich gelesen habe war Sand und Blei als Mischung.....oder habe ich etwas "übersehen" ?

Dann werde ich die Spindeln wohl oder übel bei Ebay reinsetzen....mal schauen obs dafür überhaupt Interessenten gibt, wenn so unpraktisch ;-(

Anbei mal ein Link der Spindeln sind Kuroda GG15-20 A..............
Kuroda

Schön wäre wenn ich für Y eine SSR15 oder SSR15 nehmen könnte, dann bräuchte ich die 130cm Schiene nicht auf ca.60cm kürzen ;-)) aber da die SHS ja scheinbar eindeutig die besseren sind !

KarlG · Dez 16, 2014

foliastar hat gesagt.:

16er (Durchmesser) gibt es als 4,5,10,16,20 (Standardwerte) und dann noch die Sondermaße. Für so eine Fräse brauchst Du keine 10er Steigung - 5er passt besser.

Bei den Bleikosten fällst tot um.

Sand reicht für das Ding.

Geschliffene C5=gut; 1,5 Umlenkungen=nicht gut; mäßige Tragzahlen= auch nicht gut. Das sind ganz prima Spindeln für Positionieranwendungen, wo relativ kleine Massen mit hoher Geschwindigkeit und Dynamik bewegt werden sollen und keine nennenswerten Bearbeitungskräfte auftreten. Nix für eine Fräse...

Dann musst Du mal die genauen Wagenbezeichnungen rausrücken.....

foliastar · Dez 16, 2014

Auf den Wagen steht nur besagtes drauf:

4x SHS15
4x SSR15
2x SHS15V
4x SR15

Mehr leider nicht ;-((

Also gut, Spindeln werden gegen 1605 getauscht ;-)
Aktuell mal nen Shop raus suchen.......gibt ja doch unterschiede!

Dann noch Z-Achse planen.....ob Schrittmotor mitfährt oder auf Y montiert ist.....

Danke

KarlG · Dez 16, 2014

foliastar hat gesagt.:

Na - dann bleibt Dir doch gar nix übrig, als die SSR zu verbauen. Bleiben ja nur 2 SHS15V übrig.

Ja - erst Achse planen und dann entscheiden...

foliastar · Dez 16, 2014

Hy,

Dann hoffe ich mal das der Unterschied nicht so gross ist zwischen SSR und SHS.....
Vielleicht kann ich ja noch zwei SHS irgendwo bekommen, dann könnte ich die SSR auf Z bauen...ist evtl vorteilhafter?

X und Y stehen soweit schon fest.....Z halt nur bedingt ;-)

Dann werde ich mal schauen das ich zwischen den Tagen anfangen kann, Das Portal wird wohl das erste sein....weil ich dafür schon eine 1606 gefunden habe die passt von der Länge.
X gibts nur in China und dauert dann noch.....oder länger kaufen und abdrehen lassen!

Danke Dir vielmals für die viele Unterstützung....werde sicher noch ab und an fragen haben ;-)
Aber auch hier mal einen Status abgeben.....später mal, mit Bildern.

KarlG · Dez 17, 2014

foliastar hat gesagt.:

Doch. Die haben zwar ähnliche C0, aber die SSR sind eher für senkrechte Belastungen (also druck von oben auf den Wagen mit liegender Schiene) - so einen Anwendungsfall hast Du an einer Fräse eher selten...
...in den übrigen Disziplinen sind die SSR deutlich schlechter. Das heißt nicht, dass die SSR schlecht wären - nur eben für den Anwendungsfall weniger gut geeignet.

Wenn ich mich entscheiden müsste, würde ich die SSR wahrscheinlich auf die lange Achse packen. Da werden sie mit dem unteren Portalverbinder gegeneinader gespannt und kriegen so kaum Zugbelastungen. Am Portal und auf Z kannst Du das ja nicht beeinflussen, ausser Du gehst ungewöhnliche Wege in der Planung...

foliastar · Dez 19, 2014

So, da Karl völlig recht hatte mit der Z-Achse der alten Fräse" war echt....Mies" ;-) habe ich mich mal dran gemacht und eine neue gebaut 8h Nachtschit im Gartenhaus !

Dabei hat die Micro Mill ganze arbeit geleistet...auch als manuelle Fräse ein Traum......vielleicht die auch mal auf CNC umbauen?!?

Ist recht massiv und schwer, wohl etwas sehr....da jetzt die Portalwangen zu schmal sind bei fahrten über 500mm/min.
Aber so kann ich evtl. ja bedingt in Alu gravieren...und beim Bau der neuen unterstützen.

DIY CNC Fräse "Alu Profile befüllen, abdichten und Aufbau der Z-Achse"

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