Meine erste Eigenbau-CNC-Fräse

  • Hallo CNC-Freunde,


    ich möchte mich kurz vorstellen:

    Mein Name ist Maik und ich komme aus der Prignitz.


    Die ersten "Gehversuche" WOLLTE ich damals mit einer China 4-Achs-Fräse CNC-3040Z, aber die sehen ja eh alle gleich aus. Das Schrottding taugte aber maximal zum Kaffee aufwärmen, zumal der Verkäufer auch keine Ahnung von dem Teil hatte. Schlussendlich bekam ich 70% des Verkaufspreises wieder und verkaufte das Teil für weitere 50% weiter.


    Mit einer Stepcraft-2/840 ging es dann halbwegs richtig los. Die funktionierte wenigstens - wurde mit der Zeit aber immer "wackeliger" auf den Beinen. Ich fräste Aluminium und Holz - ständig brachen die Fräser weg, weil das Portal zu hoch und instabil war - selbst für Sperrhölzer.


    Das letzte, was mir die Fräse basteln sollte, waren Einzelteile für meine eigene, selbstgebaute Fräse.

    Preislich ging ich einen Kompromiss aus gut und günstig ein. Da ich schon einmal enorme Probleme mit der Steuerung hatte, entschied ich mich hier für High-End-Komponenten. Allerdings waren mit Einzel-Endstufen auch zu teuer. Bei der Firma "Haase" fand ich ein preislich unschlagbares Set, bestehend aus:


    - 3 x Sanyo Denki Nema23-Steppern 4,2A

    - 1 x Leadshine MX3660 (3 x 6A) Kompakttreiber.


    Vordergründig entschied ich mich für diese Endstufe, weil sie bereits einen eingebauten Parallelport hat - mit USB bin ich für den Rest meines Lebens durch, alles andere wäre zu kostspielig.


    Bei der Mechanik griff ich auf China-Sets zurück, vorrangig von Aliexpress. Da ich bereits im Vornherein wusste, dass das Portal mindestens 70kg wiegen wird, ich mir aber teure MGN-Schienen nicht leisten kann, nahm ich die günstigeren SBR-16-Schienen. Das Set, welches ich fand, beinhaltete 4 Schienen 1250mm lang, 2 x 750mm und - leider - 2 x 350mm. Die waren natürlich zu nix zu gebrauchen ;). Mit im Preis ingebriffen waren auch 4 x Kugelumlaufspindeln nebst sämtlichem Zubehör.

    Kosten sollte der Spaß 365€ - runtergehandelt auf 305€. Passt.



    Die Spindel - klar, 2,2KW wassergekühlt. Auch hier konnte ich den Verläufer um 20% herunterhandeln. Da die Spindellager anfänglich einen etwas ungesunden rauhen Lauf hatte, bekam ich noch einmal 15% erlassen. Passt. Mittlerweile ist von dem rauhen Laufen glücklicherweise nix mehr zu hören.


    Stecker, induktive Näherungsschalter, Not-Aus, Energiekette - alles sponsored by Aliexpress. PReislich halt unschlagbar, und letztenendes kommt eh fast alles aus China ;). So konnte wenigstens kein deutscher Zwischenhändler auch noch die Hände kräftig aufhalten.



    Nun aber zur Maschine:


    Die gesamte Maschine zeichnete ich im CAD. Da ich mit "Draftsight" nur 2,5D zeichnen kann, war es etwas aufwändiger, am Schluss musste aber nur das Ergebnis stimmen - und das tat es:









    Wenn die Bilder zu groß sind, schreibt es mir Bitte.


    Mit der Stepcraft fräste ich alles, was möglich war: Front- und Rückplatte mit Standfuß (10mm) , Seitenwangen (2 x 2mm aufgedoppelt), Kreuzplatte und Z-Achse (40mm, nur planen und Bohrfräsen), Motormounts, etc.pp.



    Für den Unterbaurahmen verwendete ich hier Aluminium I-Nut-Profile 160x40mm. Die längste Seite misst 1415mm. Die Breite belief sich auf ca. 615mm (muss ich nachschauen).

    Der Portalbalken war dann richtig wuchtig - 160x80mm, 785mm lang. Ein wenig ungewöhnlich mag für den Einen oder Anderen der Aufbau der Y-Achse sein. Ich verwendete hier doppelte Linearführungen und 2 x Kugelumlaufspindeln. Grund war, dass ich im Internet bereits sehr viel über ein "Klemmen" oder zumindest einen einseitigen Verzug der Y-Achse bei Hobbymaschinen gelesen hatte, welche die KUS mittig unterflur installiert hatten. Auch wenn ich dank des Zahnriemens Geschwindigkeitseinbußen hinnehmen muss, so war mir die Genauigkeit dann doch um Einiges wichtiger als das Erreichen der maximalen Fahrgeschwindigkeit.


    So sitzt die KUS nun mittig zwischen 2 Linearführungen und fühlt sich dort pudelwohl ;).

  • Erst einmal zur Steuerung:


    Für den CNC-Rechner habe ich ein eigenes, Rack-geeignetes Gehäuse gefräst. Das Slim-DVD-Laufwerk musste ich damals neu kaufen, da das alte keine eigene Verschlussklappe hatte, und das Gebastel war mir dann doch ein wenig zu aufwändig - zumindest für die 20€, die das LW gekostet hat ^^.




    Installiert schaut das Teil dann so aus...

    De Frequenzumrichter ist so gut wie möglich vom Rest abgeschottet. Sein Netzfilter sitzt auch an einer Außenwand.

    Der Hauptschalter hat einen eigenen Schutzkontakt - aber vollständig kapseln - der Schrank ist abschließbar, kommt kein anderer außer mir dran ;).

    Daneben dann die Netzteile, eine selbst gefertigte Relaiskarte für Wasserkühlung, Absaugung und Minimalmengenschmierung, ganz außen der Steppertreiber MX3660.



    Der 9HE-große Serverschrank mit Glastür. Für nicht mal 60€ ein echtes Schnäppchen. Zusätzlich habe ich noch 4 Ultra-Silent-Lüfter eingebaut, damit sich die Wärme nicht aufstauen kann. Die Lüfter laufen erst an, wenn die Spindel ihren Betrieb aufnimmt.



    Der kleine aktive Wasserkühler - auch hier flüsterleise Lüfter. Die Fräse ist schon laut genug - da braucht es nicht auch noch laut surrende Lüfter ;). Der Kühler steht auf dem Ausgleichsbehälter. Das System arbeitet einwandfrei. Der Kompressor daneben ist ein wenig unterdimensioniert - funktioniert aber für das Nötigste. Die MMS arbeitet - der Kompressor läuft aber, je nach nötigem Kühlmitteldurchsatz, alles zwischen "sehr lange" und "ständig".



    LG - Maik