Die dritte CNC - Fräse im Eigenbau
Alpine VFZ 3 - 500
Das war dann auch schon wieder das Ende meiner Alu-CNC-Fräse.
Nur knappe 2 Jahre durfte sie mir dienen, bis erneut gestiegene Anforderungen abermals einen Neubau erzwangen.
Baubericht
Zunächst erfolgte natürlich die Zerlegung der Alu-Fräse in ihre Einzelteile.
Die "wertvollen" Komponenten wie Motoren, Encoder, die Steuerung, Linearführungen und Kugelumlaufspindeln wurden säuberlich ausgebaut, generalgereinigt und stehen für den Neuaufbau wieder zur Verfügung.
Übriggeblieben sind eigentlich nur noch viele Schrauben und einige Aluminiumprofile die zunächst einmal auf Halde gelegt werden.
Der Aufbau beginnt ...
Die Anforderungen an die neue Maschine waren zunächst einmal viel MASSE, größere Verfahrwege, stabilere Z-Achse und da man ja auch "mit dem Auge" fräst, auch noch eine hübschere Optik.
Im Unterschied zur vorherigen Fräse wird die Alpine VFZ 3 aus Gründen der Steifigkeit als Portalfräse mit stehendem Portal ausgelegt.
Die Verfahrwege betragen X 500 x Y 300 x Z 200 mm.
Grob skizziert sieht es dann folgendermaßen aus:
Um die gewünschte Masse und Stabilität zu erreichen wurde die gesamte Maschine aus Guss, Stahl und Mineralguss konzipiert. Um einen schwingungsarmen und stabilen Unterbau zu erreichen, habe ich mich für einen Aufbau aus 20cm Schalsteinen entschieden, die mit Beton ausgegossen werden.
Da der gesamte Aufbau, d.h. Fräse + Unterbau auf ein Gewicht von ca. 1 Tonne kommen wird, war es aber zunächst notwendig, den gedämmten Estrichboden unter den Schalsteinen zu entfernen, da dieser dieses hohe Gewicht nicht schadlos tragen kann.
Somit steht der Unterbau nun zur Gänze auf der Fundamentplatte des Hauses auf.
Fertig .... rund 290 kg Schalsteine die mit ca. 450 kg Beton ausgegossen wurden !
Basis für die Fräse selbst ist eine Kontrollplatte aus Guss, Güteklasse DIN 876-0, mit geschabter Oberfläche und einem Gewicht von rund 130kg. Diese Platte ist direkt Träger für die Linearführungen der Y-Achse.
Das Portal und die Y und Z - Achse wurden aus Stahlprofilen UNP 100 angefertigt.
Die Teile sind teilweise geschweißt und teilweise geschraubt.
Die Aufnahmen für die Linearführungen, das Fest- und Loslager der Kugelgewindespindel sowie die Referenzflächen für die Montage wurden winklig plangefräst (Danke Mike !!).
Die Stahlprofile wurden hinten noch mit einigen Ankern versehen, um eine gute Verbindung zwischen Stahl und Mineralguss zu erhalten.
Das Mineralguss-Material ....
Ich habe mich beim Mineralguss für ein fertiges Produkt aus dem Bereich der Bauchemie entschieden. Hier ist Harz, Härter und das Mineralgestein bereits in der richtigen Menge und auch in der optimalen Sieblinie erhältlich.
Durch den Harz-Anteil von rund 10% an der gesamten Mischung ist das Material eher als "bröselig" zu bezeichnen und man kann nicht wirklich von einem "Gießen" sprechen. Eher ist das Befüllen der Form ein "Stopfen"
Hier ein Test-Stück welches einer Belastungsprobe unterzogen wurde. Das rund 1cm dicke Scheibchen konnte nur mir roher Gewalt im Schraubstock zerbrochen werden.
Für den Mineralguss wurde die Fräse mit Holz verkastet.
Und der Mineralguss schön fest gestopft und verdichtet...
Das "Entformen" hat sich allerdings als teilweise recht schwierig erwiesen, da durch das mechanische Stopfen das aufgebrachte Trennmittel abgekratzt wurde und der Mineralguss damit eine supergute Verbindung mit dem Holz eingegangen ist.
Hier waren dann mehrere Stunden mit dem Stemmeisen notwendig ....
Technische Daten:
Verfahrwege:
X=500,Y=300, Z=200mm
Geschwindigkeiten:
derzeit max. 40mm/sek
ich will aber über eine optimale Motoreinstellung noch auf 70mm/sek kommen
Maschinengewicht:
ca. 1200 kg brutto
Aufbau:
Grundplatte aus einer 130 kg Guss-Kontroll/Messplatte 1000 x 600 mm
Linearführungen THK20 für X und INA25 für Y und Z
Kugelgewindespindeln Isel 16x5,
Portal aus Stahl UNP100 Profilen mit rund 100 kg Mineralguss verstärkt
Frässpindel:
ELTE TMPE3 Hochfrequenzspindel, 1 KW, 3000 bis 24000 Upm
mit Spannzangenaufnahme ER25 und Frequenzumrichter Siemens 1,5 KW
4 voreingestellte Geschwindigkeiten über Vorwahlschalter am Paneel mit 6000,12000,18000,24000 Upm
Steuerung:
Servosteuerung Geckodrive 340 mit 3x Dunkermotor 100W/40V
Peripherie über Lewetz Step3N Schrittmotorkarte (Relais und Referenzschalter)
Alle Maschinenendlagen über kategorischen Motor-Stop überwacht
Softwaresteuerung Lewetz PCNC
Noch fertigzustellen:
- Kühlmittelbehälter mit Pumpe und MMKS-System
- Spänebehälter für das Vielspan-Rollo der Y-Achse vorne
- ein paar Abdeckungen
- Fertigstellung der Einstellungen und Prüfprotokoll erstellen