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Fräse

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Eigenbau CNC-Fräse

Fräse105

Technische Daten:

Demo-Video der Maschine (17MB)

Fräsbereich:    X=950mm Y=600mm Z=50mm
Fräsgeschwindigkeit:    max. 70mm/sec. (4,2m/min.)
Motore:    Steper 1/8 Schritt 1600Step/Umdrehung
Führung:    Kugellager (je 6 Stk pro Führung)
Kraftübertragung:    Zahnriemen und Zahnscheiben
Steuerung:     Laptop, parallele Schnittstelle PCNC
Fraser:    Proxxon 20 000 U/min.

Das Grundgerüst der Fräse ist ein Rahmen aus 20mm dicken Aluminium- Platten. Diese stammen von einem Umsetzer aus einer unserer Maschinen. Da diese Teile durch neuere ersetzt wurden, habe ich sie kostenlos erhalten. Die Alu-Teile waren alle eloxiert und benötigten nur wenig Nacharbeit. Obere und untere Abdeckung bestehen aus 6mm dicken Kunstharz-Gewebe-Platten.

 

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Die Führung, eine 16mm Starwelle, ist an mehreren Stellen angeschliffen und mit einem Abstandhalter befestigt. Ein Durchbiegen der Welle ist somit nicht möglich. Der Schlitten wird mit 6 Kugellagern geführt. Der Anpressdruck der Lager kann mit einer Schraube eingestellt werden. Diese Führung ist eine Eigenkonstruktion, sie ist sehr leichtgängig, absolut spielfrei und relativ unempfindlich gegen Verschmutzung.

 

Antrieb für den Fräser ist ein Proxxon 220V Motor mit 20 000 U/min. Das untere Lager ist verstärkt, muss aber von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden.

 

 Die Frästeile werden auf einer Seite mit Schnell- spannern befestigt und auf der anderen Seite mit kleinen Nägeln fixiert

 

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. Eine 6mm dicke Korkplatte dient als Unterlage. Sie muss nach einiger Zeit ausgetauscht werden, da der Fräser ja durch die Holzplatte bis auf die Unterlage schneidet.

 

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Von der Zeichnung zur fertigen Baugruppe

Was für Arbeitsschritte und Programme sind dafür notwendig ? Hier führen viele Wege zum Ziel. Wie es bei mir funktioniert wird hier beschrieben.

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Grundlage ist eine Zeichnung des gewünschten Objektes. Hier habe ich mit AutoCAD gezeichnet. Es ist aber auch jedes andere Programm, das die Daten im DXF-Format abspeichern kann, geeignet.

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Jetzt werden daraus die Einzelteile gezeichnet und mit Verzapfungen zur besseren Montage versehen. Die Frästeile werden nach Material sortiert und nach der geeigneten Faserrichtung des Holzes ausgerichtet. Hier die Teile aus 3mm Pappel Sperrholz. Die Cockpit Rückwand und das Armaturenbrett ist auch gleich mit dabei.

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Die feineren Teile werden aus einer GFK-Platte gefräst und separat gezeichnet. Beide Files werden nun als DWG oder DXF abgespeichert.

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Mit dem Freeware-Programm BOcnc werden die Files nun für die Fräse vorbereitet. Würde der Fräser der Zeichenlinie folgen, wären alle Teile um den Fräserdurchmesser zu klein. Darum müssen alle Fräsbahnen um den halben Durchmesser des Fräsers versetzt werden. Hier muss auch nach Innen- oder Aussenkontur unterschieden werden. Der Startpunkt und Fräsrichtung werden hier auch festgelegt.

Damit die Teile nach dem Fräsen noch mit der Platte verbunden sind und nicht herausfallen, werden kleine Stege in die Fräsbahn eingefügt. Ecken die zum Verzapfen verwendet werden müssen auch markiert werden, sie werden frei gefräst und man erspart sich so viel Nacharbeit. Das festlegen der Reihenfolge und das Speichern im HP-GL-Format beendet diese Arbeit.

Ein älterer Laptop (Windows95) steuert über die Druckerschnittstelle die Schrittmotore. Das Programm "PCNC" läuft in Echtzeit unter DOS, da braucht man nicht das neuerste Betriebssystem. Nach dem Abnullen der Z-Achse wird das Fräsfile eingelesen.

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Noch die Fräsparameter eingeben und Start drücken................

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....... die Maschine macht ihre Arbeit.

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Die Einzelteile können nun herausgetrennt werden.

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Durch die Genauigkeit mit der die Maschine arbeitet, passen die Teile perfekt.

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Tips und Tricks:

Holz:

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Noch ein bisschen bemalen und der Pilot kann Platz nehmen.

Wegen der Lagerhaltung verwende ich nur wenige Holzarten. Flugzeugsperrholz, Birken-Multiplex Sperrholz, Pappel Sperrholz und Balsaholz. Für einige Teile auch CFK und GFK-Platten. Flugzeugsperrholz hat in etwa die gleiche Festigkeit wie Birkensperrholz ist aber kochwasserfest verleimt und uneingeschränkt witterungsbeständig. Birken Sperrholz und Pappel Sperrholz ist bis auf Ausnahmen nicht wasserfest verleimt. Pappel Sperrholz wird in mindestens 7 Qualitäten eingestuft. Beginnt bei Qualität A welche gebleicht sein kann und astfreie Deckfurniere hat. Bei AB ist eine Furnierfärbung und kleinste Äste bis 7mm möglich. B darf schon wenige fest verleimte Äste haben. Die weiteren Qualitäten sind dann BB, C, CC. Im Baumarkt ist fast nie eine bessere Qualität wie B oder BB zu bekommen. Pappel ist für Modellbau und nahezu alle Bastelarbeiten bestens geeignet da es sich leicht bearbeiten lässt. Werkzeuge haben eine hohe Standzeit .

 

Fräser:

Sehr gute Erfahrungen habe ich mit Hartmetall Fräsern gemacht. Ich verwende rechtsschneidende, rechtsspiralige mit Fischschwanz Anschliff. Damit ich nicht immer eine neue Radiuskorrektur machen muss, verwende ich nur 2 Stärken. 1mm für Platten bis 3mm dicke und 1,6mm für den Rest.

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Drehzahl und Fräsgeschwindigkeit

Bei diesen kleinen Durchmessern kann der Fräsmotor eigentlich immer mit maximaler Drehzahl laufen (20 000 U/min.) Ich habe bis jetzt noch keinen Fall gehabt wo ich reduzieren musste. Je nach Material fahre ich mit einem Vorschub von 4mm/sec. bis 15mm/sec. Die Fräse ist zwar recht massiv gebaut, bei höherer Geschwindigkeit leidet aber etwas die Genauigkeit.

Absaugung

Will mann nicht im Staub ersticken braucht man eine Absaugung. Bei mir macht das ein regelbarer Bodenstaubsauger mit Dauerfilter. Die Saugleistung ist wegen des Lärms und der Stromkosten auf Minimum gestellt. Er soll ja nur den Flugstaub absaugen, für die Entfernung aller Späne reicht die Leistung sowieso nicht.

Wichtig ist es einen Zwischen- behälter einzubauen, sonst muss der Sauger alle 10 Minuten Entleert werden.

Absaugung
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