Seite 2: Auslegung und Einsatz

Inhaltsverzeichnis

Einsatzszenarien

Bevor ich mit dem Nachbau beginne, wüsste ich gerne, welche Aufgaben das Gerät realistisch erledigen kann. Mal abgesehen von SMD-Bauteil-Bestückung oder Sortierung von Proben im Labor – könnte man damit zum Beispiel Teile aus dünnen Blechen bis ca. 5 mm (Aluminium, Titanium, Messing oder Kupfer) ausfräsen oder ist die Mechanik dafür zu schwach?

Der MaXYposi hat kürzlich bewiesen, dass er in der Lage ist, einen Fräser mit 3 mm Durchmesser abzubrechen und zieht sich selbst vom Tisch, wenn man versucht, den Schlitten mit der Hand festzuhalten; ganz schwach auf der Brust ist er also nicht. Am Ende kommt es aber dabei auf die Frästiefe pro Durchgang und die Vorschubgeschwindigkeit an. Der MaXYposi ist auf Geschwindigkeit und leichte Werkzeugköpfe optimiert, also eher nicht fürs Formfräsen in Metall mit einer amtlichen Spindel. Denn auch wenn Sie die Geschwindigkeit des Vorschubs beim Metallfräsen soweit reduzieren würden, dass der MaXYposi sauber arbeitet, ist der zentrale Vorteil (die hohe Verfahrgeschwindigkeit) wieder hin. Ohnehin lässt eine Unterkonstruktion aus Holz den Einsatz von Kühlschmiermitteln nicht zu – die benötigen Sie schon für viele Aluminiumlegierungen.

Wenn Sie oft Metall fräsen wollen, empfiehlt sich eine Konstruktion mit Trapezgewinde- oder besser Kugelumlaufspindeln statt Zahnriemen. Wir hatten in der Vergangenheit auch schon andere Fräsen zum Eigenbau im Heft, etwa:

• Portalfräse selbst gebaut, c't Hacks 01/13, S. 38
• CNC-Sperrholz-Fräse, c't Hacks 01/14, S. 118

Konturfräsen von Platinen

Ein für mich sehr wichtiges Kriterium wäre das Konturfräsen von PCBs. Gibt es da schon Erkenntnisse oder Erfahrungswerte, ob das kräftetechnisch überhaupt möglich ist, etwa bei Standard-FR4 mit 1,5 mm?

Das sollte problemlos möglich sein, zumindest, wenn man die Kontur in zwei Durchgängen fräst. Das tun wir ohnehin immer, auch auf größeren Fräsen, alles andere macht unnötig Lärm.

Spindelgewicht

Ich habe noch eine 2-kW-Hochfrequenzspindel. Ist die als Motor geeignet?

Das Gewicht des Werkzeugmotors sollte 1 kg nicht überschreiten. Geeignet sind zum Beispiel Fräsmotoren in Dremel- oder Proxxon-Größe (20 mm Hals). Optimal (aber leider sehr, sehr teuer) sind die hochpräzisen Kleinmotoren aus dem Dentallabor (Google-Stichworte KaVo Schnellfrequenzmotor, Technikmaschine, Handstück).

Genauigkeit

Wie genau könnte ich mit dem MaXYposi beispielsweise Platinen fräsen, was ist die minimale Leiterbahnbreite?

Die minimale Leiterbahnbreite beim Platinenfräsen liegt bei etwa 0,2 bis 0,3 Millimetern. Wir empfehlen den Einsatz von V-Graviersticheln aus Hartmetall mit 30° Spitzenwinkel und leichter Spitzen-Verrundung von 0,1 mm.

Geschwindigkeit

Im ersten Artikel zum MaXYposi schreiben Sie, dass das Gerät "bis zu 10 mal schneller" arbeitet als herkömmliche Fräsen. Mit welchen Geschwindigkeiten und vor allem Rampen bei Richtungsänderung wurden das ermittelt und was war die Referenz?

Die Referenz sind hier günstige, von Trapezgewindespindeln getriebene Fräsen, die typischerweise Geschwindigkeiten von etwa 1500 bis maximal 2000 mm/Sekunde erreichen.

Arbeitsfläche

Wie groß ist die maximale Arbeitsfläche des MaXYposi? Lässt die sich bei Bedarf erweitern?

Die Konstruktion ist im Prinzip beliebig nach Bedarf skalierbar, Sie müssen dann eben die Maße der Linearführungen Ihren Anforderungen anpassen. Für längere X-Verfahrwege empfehlen wir – wie im Artikel angesprochen – das stabilere WSX-10-Profil von Igus.

Werkstück einspannen

Wie würdet Ihr ein Werkstück fixieren, damit es sich beim Fräsen nicht bewegt? Wie habt Ihr Euch das für den MaXYposi gedacht?

Wir hatten in der Make-Ausgabe 1/16 auf Seite 102 einen eigenen Artikel zu Spannmitteln, den man inzwischen gratis online im Volltext im Browser lesen kann.

SMD-Bestückungsautomat

Wenn ich mir etwas wünschen dürfte, kann ich für einen SMD-Bestückungsautomaten das OpenPnP-Projekt empfehlen. Hierfür wäre es allerdings geschickt, wenn ein kompatibler Motioncontroller eingesetzt würde, empfohlen wird hier der Smoothie-Board. OpenPnP unterstützt des Bestücken von einfachen Streifen, bietet Kamera-Unterstützung und wird von einer aktiven Community entwickelt.

Das ist in Planung. Unsere neue GRBL-Steuerung mit ATmega644 versteht inzwischen schon eine 4. Achse und hat sehr viele zusätzliche IO-Ports. Details dazu stehen im MaXYposi-Artikel in der Make-Ausgabe 2/17.

MaXYposi als 3D-Drucker

Wenn man die Schiene der Achsen zusätzlich erhöht, könnte man dann den MaXYposi nicht auch theoretisch als 3D-Drucker nutzen?

Im Prinzip ja. Grundsätzlich ist die MaXYposi-Mechanik als Grundlage für einen 3D-Drucker geeignet, vor allem für einen mit sogenanntem Bowden-Extruder, bei dem der Vorschubmotor nicht im bewegten Kopf sitzt. Mit einer simplen Schienenerhöhung gewinnt man wenig Höhe, kann also keine sehr hohen Teile in 3D drucken. Wir denken bereits selbst über eine 3D-Drucker-Modifikation nach, die eine größere Bauhöhe erlauben würde. Die anderen Einsatzszenarien haben aber derzeit höhere Priorität, weil sie sich mit weniger zusätzlicher Hardware einfacher realisieren lassen.