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Fräsmaschine selber bauen - so geht's

Sie sind ein leidenschaftlicher Bastler und es gibt kaum etwas, das Sie sich zu bauen nicht zutrauen? Zudem kennen Sie sich genau mit dem Innenleben einer Fräsmaschine und dazu auch noch am Computer aus? Wenn nicht, haben Sie wahrscheinlich schlechte Karten, wenn Sie darüber nachdenken, eine Fräsmaschine selber zu bauen. Das ist nämlich ein recht aufwendiger Prozess. Was Sie grundlegend darüber wissen sollten, noch bevor Sie mit dem Bau beginnen, erfahren Sie hier.

Fräsmaschinen kann man selber bauen.
Fräsmaschinen kann man selber bauen.

Was Sie benötigen:

  • Schrittmotoren und Endschalter
  • Schrittmotortreiberelektronik
  • Schrittmotorsteuerprogramm
  • CAD-Programm
  • PC

Funtionsweise einer Fräsmaschine

  • Als Fräsen gilt generell das Arbeiten an Metallen, Kunststoffen und Holz.Durch das rotierende Schneidewerkzeug ensteht eine Schnittbewegung,die das fest eingespannte zu bearbeitende Stück bearbeitet. Vorschubbewegungen sorgen dabei dafür, dass das Werkstück in eine beliebige Form gebracht werden kann. Entweder passiert das durch das Verschieben des Tisches oder die Bewegung des Fräsers selbst um das Werkstück. Eine Hauptunterscheidung der Fräsarbeit macht dabei die zwischen konventionellem Fräsen und CNC-Fräsen aus.
  • Das konventionellen Fräsen ist ein handgesteuertes bzw. mechanisches Fräsen, bei dem Kurbeln für die Vorschübe verantwortlich sind. Auf den Kurbeln befinden sich Skalen mit Nonien, welche ablesen lassen, wie viel Masse bereits verfahren wurde. Soll das Werkzeug gewechselt werden, so muss der Wechsel beim manuellen Fräsen per Hand vollzogen werden.
  • Anders als beim manuellen Fräsen können Fräsmaschinen beim CNC-Fräsen mit bis zu fünf Achsen programmiert werden, sodass alle Achsen schließlich versetzt oder gleichzeitig Vorschübe erfahren. Glasmessleisten geben dabei Auskunft über verfahrene Masse. Ein Wechselmagazin hält die Werkzeuzge zusammen, sodass ein automatischer Wechsel möglich ist. Zudem können Sie einen CNC Fräser in jeden Winkel zum zu bearbeitenden Stück stellen, sodass sich so sogar 3D-Konturen fräsen lassen.

Wie Sie eine Fräse selber bauen

Sie sollten wissen, dass das Selberbauen einer CNC-Fräsmschine sogar für einen Profi schwierig ist und zudem einiges an Geld kostet. Sinnvoller als ein vollständiger Eigenbau sollte es daher sein, eine manuelle Fräsmaschine auf CNC aufzurüsten.

  1. Im ersten Schritt zum Selberbauen einer CNC Fräsmaschine auf Basis einer manuellen Fräse müssen Sie sich nun mit den Schrittmotoren beschäftigen. Grundsätzlich sollten Motoren mit 1 Nm ausreichen, falls Sie die Fräsmaschine später nur hobbymäßig nutzen wollen. Diese Motoren gilt es schließlich, in den Halbschrittbetrieb einzusetzen.
  2. Weil Sie die Motoren nach dem Einsetzen mit den Spindeln verbinden müssen, brauchen Sie eine Art Kupplung, so zum Beispiel eine Klauenkupplung. Achten Sie dabei besonders darauf, dass Lager existieren, welche die Spidelachsialkräfte abschwächen können, damit sodass die keinen Einfluss auf den Fräsermotor nehmen. Letztlich gibt es recht kostengünstige Schrittmotoren im Fachhandel, kaufen Sie einen von ihnen, sollten Sie aber beachten, dass ihr Nennstrom bei 1 bis 2A liegen muss.
  3. Nun ist eine Treiberelektronik nötig, welcheComputersignale später dekodiert und so Strom durch die verschiedenen Spulen des Motors schicken kann. Die Elektronik können Sie kaufen, wollen Sie sie selber bauen, so brauchen Sie Leiterplatten, Bauteilsätze und eine Bauanleitung, überlegen Sie sich davor aber gut, ob sich dieser Aufwand auch lohnt. Abhängig vom konkreten Treiberschaltkreis brauchen Sie möglicherweise zusätzlich ein gebläse, das den Kühlkörper unterstützt. Das zu verwendende Steuerprogramm hängt von der Belegung der Kabel hin zu Ihrem Computer ab.
  4. Für die Steuerung der CNC-Fräsmaschine über ein Computerprogramm haben Sie nun die Auswahl von mehreren Programmen, wobei von kostenfreien Downloads bis zu sündteuren Softwares alles dabei sein dürfte. Letztlich können Sie die zu fräsende Kontur dabei am Ende immer als HPGL- oder DIN-File einlesen. Weil HPGL-Files in der Erstellung deutlich einfacher sind, werden sie oft bevorzugt, Sie sollten jedoch wissen, dass dabei meistens nicht alle der Achsen zur selben Zeit benutzt werden können. Bei DIN-Files verhält es sich genau andersherum.
  5. Fast alle Programme fürs CNC-Fräsen kann man auf einem handelsüblichen PC installieren. Trotzdem ist es nicht gerade von Nachteil, wenn sich auf Ihrem Computer bereits ein Game-Port befindet, weil Sie die Fräsmaschine so über einen Joystick auch manuell fahren lässt. Mit eienr CAD-Software zeichnen Sie nun eine Kontur und drucken diese schließlich in ein File. Beachten Sie bei Ihrer Zeichnung aber immer den Fräsmaschinendurchmesser oder korrigieren Sie die Zeichnung im Nachhinein mit einer zusätzlichen Software.

Letztlich kann nun losgefräst werden! Und wenn Ihnen der Umbauprozess von manuelelr Fräsmaschine zu CNC-Fräse ganz und gar nicht schwierig vorgekommen ist, ja dann können Sie sich vielleicht tatsächlich überlegen, einen Fräser von Grund auf selber zu bauen. Aber auch nur dann...

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