Käse Fräse
Wir wollten zu Weihnachten originelle Schwippbögen bauen. Um die filigranen Formen aus dem Sperrholz nicht per Hand ausschneiden zu müssen, wollten wir dies mit einer CNC-Fräse durchführen. Je länger wir auf der Idee herumdachten, desto klarer wurde, dass wir mindestens 3 volle Achsen haben wollten. In der c’t make/Hacks gab es doch mal einen Bauvorschlag… – Richtig, in der Ausgabe 1/2014 wurde eine vereinfachte Form einer bereits vorgestellten Fräse erläutert. Die Artikel zur Steuerung und zum mechanischen Aufbau sind wie gewohnt noch bei heise.de als PDF download bestellbar.
Da es nur Bauvorschläge und keine vollumfängliche Anleitung ist, bleibt viel Raum zum Anpassen und ausprobieren. Jeder kann die Fräse nach seinen Anforderungen optimieren. Die fertige Fräse versteht üblichen g-Code und kann mit jedem PC per USB-Schnittstelle betrieben werden.
Es geht los:
Nachdem die ersten Bauteile bestellt und eingetroffen sind, konnten wir loslegen. Für die Grundplatte und sonstige Aufbauten verwendeten wir noch vorhandene Raketenbau-Multiplexplatten (erkennbar an den dunklen Sägekanten).
Natürlich musste dieser Aufbau noch einge Male zerlegt und abgewandelt neu zusammengesetzt werden.
Da es sehr sehr kompliziert ist, eine Z-Achse mit Spindel zu bauen, haben wir ein fertiges bewährtes Modell ersteigert und in unser Konzept integriert.
Fräse Z-Achse
Bei der Frässpindel handelt es sich derzeit um eine handelsübliche handliche Einhandfräse.
Mit einem Halter für den 43mm-Eurohals (hier breits montiert) können Fräsen mit 43mm Eurohals spielend befestigt werden.
Um die gesamte CNC-Fräse nicht auf dem Fußboden aufstellen zu müssen haben wir noch einen Tisch gebaut, der neben Schubladen für Werkzeuge auch noch den Rechner zur Steuerung aufnehmen kann.
Wie durch Zufall, passt ein 19″ Gehäuse ziemlich genau in die Aussparung für den Rechner:
Der Workflow sieht wie folgt aus:
- Erstellung der Form mit einem Vektorprogramm
- Umwandung der Form in eine 2d Kontur oder ein 3d Modell mit einem CAM-Programm
- Erzeugung des g-Codes mit der zum Projekt passenden Frässtrategie (Cutout, Spiral, Block, Parallel, etc.)
- Prüfen des g-Codes
- Einrichten der Fräse: Werkzeug, Nullpunkte ausrichten…
- Senden des g-Codes an die Fräse
Für einfache CAM-Aufgaben hat sich das open-source Projekt BlenderCAM bewährt. Komplexe Aufgaben (sogar 5-Achs-Steuerung) könnte mit Autodesk Fusion 360 erledigt werden. Allerdings ist hier die Einarbeitung etwas umfangreicher.
Die ersten Fräsversuche waren eher ernüchternd. Die Proportionen der Achsen passten nicht zueinander, der g-Code war zu optimistisch ausgelegt.
Ein Probeblock zur groben Bestimmung der Achsenfaktoren half weiter:
Da man hier mit den üblichen Oberfräs-Fräsern wenig anfangen kann, besorgten wir uns dünne Schaftfräser von 1,5 mm – 3,175 mm Durchmesser.
Damit können viel filigranere Formen erstellt werden.
Wenn man die Parameter für Vortrieb Zustellung und Frästiefe drastisch verringert kann man auch in Schiefer fräsen.
Bis jetzt haben wir sonst auch noch Plexiglas und Aluminium graviert.
Es gibt noch einige ToDos:
- Verstärkung der Spindelhalterung an der Z-Achse
- Bauen eines Werkzeuglängensensors
- Vakuumtisch bauen
- Absaugung integrieren
- Gehäuse für das Jog-Pad bauen
Achja, bis jetzt haben wir noch nicht einen einzigen Schwippbgen gebaut…
Wow, auf die Idee einen Schwibbogen selbst zu bauen, muss man erst mal kommen. Hätte nie gedacht, dass man die Fräsen kann. Mein Opa hat mal erzählt, dass im Vogtland ganz viele Familien sitzen, die die von Hand schnitzen. Deine Variante klingt zeitgemäßer.