Eigentlich war es als "schnelles" Projekt gedacht, gedauert hats jetzt aber doch gut 2 Monate.
Vor zwei Monaten beim Aufräumen und Ausmsten meiner Werkstatt kamen mir ein paar Teile unter die mich auf die Idee brachten eine CNC-Portalfräse zu bauen. Beschäftigt hatte ich mich mit dem Thema schon länger, hab dann auch mal versucht die Kosten für eine präzise Fräse zu ermitteln, aber die Summe die dabei raus kam war mir eigentlich zu hoch. Nachdem ich einige elementare Teile in meinem "Sammlealleslager" gefunden habe, kam irgendwie die Herausforderung auf, bloß aus den Dingen die ich daheim habe eine Fräse zu bauen. Ich hab dann einfach mal sämtliche Teile die sich dafür verwenden lassen könnten zusammengetragen und einfach mal versucht sie so zusammen zu setzen, dass eben eine Fräse daraus wird.
Im Nachhinein gesehen besteht die Fräse eigentlich zu ca. 85% aus Teilen die eigentlich für Regale verwendet werden. Die Grundplatte ist eine Siebdruckplatte die mal als Regalboden gedient hatte. Die Portalseitenteile sind zwei Wandkonsolen für ein Regal. Die Platte der X-Achse ist eine Kompaktplatte die auch mal Teil eines Regals war. Teile der Y-Achse und fast komplett die Z-Achse bestehen aus eine Aluminiumregalsystem von Alfer-Aluminium die ebenfalls mal übrig blieben. Die Führungen der Z-Achse sind genaugenommen Scharniere des Alfer-Systems. Die Führungsschienen der X- und Y-Achse sind die "viel gehassten" Schubladenführungen. Aber was solls, so schlecht sind die gar nicht. Zu den ganzen Teilen kommen noch ein Haufen Schrauben, Beilagen und Muttern (am besten Stop-Muttern für die Vibrationen), ein paar Lochbleche und Winkel die mir vom Hausbauen über geblieben sind und die es in jedem Baumarkt für ein paar Cent gibt, 3 ordinäre Nirogewindestangen, Langmuttern, 3 Verschiedene Aluprofile die von anderen Projekten übrig geblieben sind, 7 Kugellager, 5 Lagerböcke, 3 Schrittmotoren, eine Steuerung von Ebay aus China und ein alter Rechner mit Linux und EMC², fertig! Achja, betrieben wird das Ganze im Moment noch mit meinem Labornetzteil. Mal sehen, ob ich dafür nicht ein altes PC-Netzteil verwenden kann. Als Frässpindel kommt einfach mein Dremel eingeschraubt und fertig.
Eigentlich wollte ich die Teile "schnell mal" zusammen schrauben, denn schließlich hab ich ja ohnehin eh so gut wie alles daheim. Ein paar Stunden hinsetzten und fertig ist das Ganze. ...so schnell gings dann doch nicht. Hat unterm Strich jetzt doch fast 2 Monate gedauert das sie so läuft wie jetzt. Beim zusammenbau haben sich dann einfach immer wieder Probleme gezeigt für die ich mir wieder neue Lösungen einfallen lassen musste und Schlussendlich sollte die Fräse ja nur aus Teilen gebaut werden die ich daheim hatte. ...zumindest von der mechanischen Seite her.
Mittlerweile hab ich auch erste Fräsergebnisse mit denen ich eigentlich ganz zufrieden bin. Eines muss aber klar gesagt sein, die Fräse ist nicht geeignet um Stahl zu bearbeiten. Alu muss ich erst versuchen. Holz, Platinen, GFK, Carbon, Kunststoff etc. lassen sich aber problemlos bearbeiten.
Eine Herausforderung war ein wenig die richtigen Einstellungen Softwaremäßig zu finden. EMC selbst ist zwar auf Deutsch, der Configwizard aber auf englisch und hier mal herauszufinden was mit den eizelnen Parametern gemeint ist hat dann doch einige Versuche gebraucht. Mittlerweile kenn ich aber fast alle.
Im Zuge meiner Recherchen sind mir einige Freeware Fräsprogramme unter gekommen, Aber nur bei EMC und MACH3 konnte ich die Pin´s des Druckerports so konfigurieren wie ich sie für meine Steuerung brauche. Bei sämtlichen anderen Fräsprogrammen konnte ich nur vorgegebene Steuerungskartentypen eingeben. ...oder ich war einfach zu unfähig dazu! ;-)
Auf jeden Fall ist das Gebiet des CNC-Fräsens sehr interessant, aber auch sehr vielfältig und umfangreich. Zu Beginn hätte ich wirklich nicht damit gerechnet, dass doch so viele Faktoren und Einstellungen für einen reibungslosen und präzisen Betrieb notwendig sind. Auch wenn meine Fräse kein Präzisionsgerät ist, auch nicht die Schnellste, die Leiseste, die Stabilste und Genaueste, so ist sie zumindest ein gutes Lernobjekt für mich, mich mit der Materie auseinander zu setzen und um zu lernen und meine Erfahrungen die ich daraus gewinne in eine besser neue Fräse einfließen lassen zu können. ...ein paar Teile für Modelbau oder das eine oder andere Roboterprojekt lassen sich auch mit der fertigen.
An dieser Stelle vielleicht noch ein paar technische Daten:
die Verfahrenswege sind:
X-Achse: ca. 45cm
Y-Achse: ca. 36cm
Z-Achse: ca. 25cm
max. Durchfahrtshöhe ca. 5,5cm
3 Schrittmotoren 0,7-1,4A max. 1Nm Haltemoment (vollkommen ausreichend)
200Schritte/U, 1,8°/Schritt
zur Zeit 4-Achs Steuerung 12-36V, 1, 1/2, 1/8, 1/16 Microschritteinstellungen, für 4,6, oder 8 Leiter Schrittmotoren, 3A max, uni- oder bipolare Schrittmotoren
Update vom 21.05.12
Nach einigen Testfräsungen, vielen verglühten Fräsern, viel Zeit und Durchhaltevermögen hab ichs doch geschafft mich mit meiner Fräse soweit anzufreunden um das Eine oder Andere Teil zu fertigen. Für mein Tricopter - Windmaker Projekt sind z.B. die Chassisteile und die Servohalterung dafür gefertigt worden.
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| Testobjekt für Epoxy-Fräsen |
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| Beim fräsen der Windmaker Teile |
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| Steuerungsträgerebene aus 1mm Epoxyplatten |
Ich hab viele verschiedenste Fräse probiert und auch zerstört. Als sehr enttäuschend haben sich die original Dremel Fräser erwiesen. Beim Fräsen sind sie nach kürzesten Wegen heiss geworden, Fräser und Material sind verglüht. Exakt die selben Fräser von Proxxon haben problemlos funktioniert und sich auch als sehr langlebing herausgestellt. Zudem sind sie auch preislich interessanter.
Hier ein Video vom fräsen der Steuerungsträgerebene:
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