Hausgemachte 4 achsen cnc

Arten von selbstgebauten 4-Achs-CNC-Maschinen

Eine selbstgebaute 4-Achs-CNC-Maschine verfügt über alle Komponenten einer typischen 3-Achs-CNC und eine zusätzliche A-, B- oder C-Achse. Aufgrund ihrer Kosten, Komplexität und des Bedarfs an robuster Software werden 4-Achs-CNC-Maschinen in der Regel nur in gewerblichen Umgebungen eingesetzt. Kurz gesagt, 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen und -Fräser arbeiten horizontal, wie auch 3-Achs-Maschinen, haben aber auch die Möglichkeit, Objekte zu drehen.

• 4-Achs-A-CNC-Maschinen:

  Die A-Achse bezeichnet in der Regel eine rotierende Spindel. So steuert die A-Achse beispielsweise bei einem CNC-Plasmaschneider die Drehbewegung des Plasmaschneiders. Das bedeutet, dass der Schneider entlang des gekrümmten Profils eines Objekts bewegt werden kann, wobei die A-Achse für die Drehung verantwortlich ist.

• Zylindrische Werkstücke:

  Vier-Achs-CNC-Maschinen sind ideal für die Bearbeitung von zylindrischen Werkstücken. Die zusätzliche Rotationsachse ermöglicht es der Maschine, die gesamte Oberfläche des Werkstücks zu erreichen, einschließlich Bereiche, die mit einer Standard-Drei-Achs-CNC-Maschine schwer zugänglich sind. Dies macht die Vier-Achs-Bearbeitung unglaublich effizient für die Herstellung komplexer Teile aus Vollrunden.

• Mehr-Achs-Fräsermaschinen:

  Es ist erwähnenswert, dass A-, B- und C-Achsen als Rotations- oder zusätzliche Achsen bezeichnet werden können. Die Integration von Rotory A CNC-Kits in einen bestehenden 3D-Drucker, um eine R3D-Achse zu erstellen, ist möglicherweise nicht bei allen Druckermodellen möglich.

• Laserschneider und mehr:

  4-Achs-Maschinen werden auch beim Laserschneiden eingesetzt. So steuert die A-Achse beispielsweise bei einem CNC-Laserschneider den Winkel oder die Ausrichtung des Laserstrahls. Dies ermöglicht es der Maschine, Laserschneidvorgänge mit unterschiedlichen Winkeln durchzuführen, wie z. B. Schrägschnitte oder komplizierte Designs, die eine Änderung der Position des Laserstrahls erfordern.

Spezifikation und Wartung

Spezifikation

• Achse:

  Ein typischer 4-Achs-CNC-Fräser verfügt über vier Achsen: die Standard-X-, Y- und Z-Vertikalachsen plus eine vierte Rotationsachse, die normalerweise als A bezeichnet wird. Die Konfiguration kann je nach Modell unterschiedlich sein. Einige Maschinen verfügen möglicherweise über zusätzliche Rotations-Fraktale, wie z. B. B und C.

• Bewegung:

  Vier-Achs-CNC-Maschinen sind in der Lage, sich entlang von vier verschiedenen Pfaden oder Richtungen zu bewegen: X, Y, Z und A. Die Kreisbewegungen, die als Rotationsachsenbewegungen bezeichnet werden, unterscheiden 4-Achs-CNs von ihren 3-Achs-Pendants, die sich nur entlang linearer Pfade bewegen können.

• Geschwindigkeit:

  Dies ist die maximale Spindelgeschwindigkeit, die üblicherweise in Umdrehungen pro Minute (RPM) angegeben wird. Es ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Spindel drehen kann. Eine höhere Spindelgeschwindigkeit ist für ein effizientes Schneiden unerlässlich, insbesondere bei härteren Materialien. 4-Achs-CNC-Fräser haben in der Regel Spindelgeschwindigkeiten im Bereich von 24.000 bis 60.000 U/min. Einige können sogar noch schneller sein.

• Motorleistung:

  Die Motor-(Antriebs-)Leistung ist entscheidend. Sie bestimmt, wie viel Leistung die Maschine beim Schneiden verschiedener Arten von Material verbraucht. Die Motorleistung wird üblicherweise in Kilowatt (KW) angegeben. 4-Achs-CNC-Fräser haben in der Regel eine Motorleistung von etwa 3 KW bis 15 KW. Leistungsstärkere Motoren sind ideal für hervorragendere, härtere Materialien.

• Kompatible Materialien:

  4-Achs-CNC-Fräser können verschiedene Materialien schneiden und gravieren, darunter Holz, Acryl, PVC, Aluminium und andere Weichmetalle. Sie sind ideal für die Erstellung komplexer Designs auf diesen Materialien.

• Steuerungssystem:

  4-Achs-CNC-Fräser sind mit einem Steuerungssystem ausgestattet, das es den Bedienern ermöglicht, die Bewegungen der Maschine zu programmieren und zu steuern. Dazu gehört die verwendete Software, wie z. B. G-Code oder proprietäre Software, und die Art des Controllers, wie z. B. DSP-, PC- oder NEST-Steuerung.

Wartung

Regelmäßige Wartung eines selbstgebauten 4-Achs-CNC-Fräsers verlängert seine Lebensdauer und stellt sicher, dass er einwandfrei funktioniert. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Wartungshinweise für 4-Achs-CNC-Maschinen zu beachten:

• Schmierung:

  Als Erstes sollten Sie die Teile überprüfen, die geschmiert werden müssen, und die, die nicht geschmiert werden müssen. Anschließend sollten Sie sich an die Herstellerrichtlinien zu den Teilen des Fräsers halten, die geschmiert werden müssen, und zum empfohlenen Schmiermittel. Achten Sie beim Schmieren beweglicher Teile darauf, dass kein Öl oder Fett auf die Komponenten gelangt, die durch die Reibung erzeugt werden.

• Reinigung:

  Es ist wichtig, eine Staubabsaugung oder einen CNC-Staubsauger zu verwenden, um den Staub vom Werkstück abzusaugen. Die Entfernung der Ablagerungen verhindert das Verstopfen der Maschine, was häufig die Leistung beeinträchtigt. Achten Sie darauf, dass Sie Schmiermittelreste von den Rückständen entfernen, da sie leicht Feuer fangen können und eine Sicherheitsgefahr darstellen.

• Luftstrom überprüfen:

  Die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Luftstroms ist entscheidend, um die Kühlung der Fräserkomponenten zu ermöglichen. Laut einer NASA-Studie aus dem Jahr 2012 über die Bedeutung der Luftkühlung in Maschinen gehören zu diesen Komponenten der Spindelmotor und das Netzteil. Staub und Ablagerungen blockieren den Luftstrom. Daher ist die regelmäßige Reinigung des Fräsers ein effizienter Weg, um einen ordnungsgemäßen Luftstrom aufrechtzuerhalten.

Szenarien

• Industrielle Fertigung und Prototypenbau: 4-Achs-CNC-Maschinen sind wichtige Arbeitstiere für anspruchsvolle Industrien wie Luftfahrt, Automobil und Schiffbau. Ihre beeindruckende Fähigkeit, hochpräzise Schneid- und Fräsarbeiten an allen vier Seiten eines Werkstücks auszuführen, macht sie zur ersten Wahl für komplexe Komponenten. Das Hinzufügen eines Drehtisches zu der 4-Achs-CNC-Maschine erweitert den Aufgabenbereich, den sie bewältigen kann, und eröffnet so noch mehr Möglichkeiten für ihren Einsatz in industriellen Umgebungen. 4-Achs-CNC-Maschinen eignen sich auch für die Herstellung von Prototypen, da sie Standardmaterialien in zukunftsweisende Produkte verwandeln können.
• Holzbearbeitung und Möbeldesign: Mit ihrer Präzision und Flexibilität sind 4-Achs-CNC-Maschinen unschätzbare Werkzeuge für alle, die sich mit Holzbearbeitung und Möbeldesign beschäftigen. Diese Maschinen können mühelos kunstvoll geschnitzte Säulen sowie luxuriöse Holztüren und andere Haushaltsgegenstände herstellen. Ein herausragendes Merkmal von 4-Achs-CNC-Maschinen ist ihre Fähigkeit, digitale Dateien zu interpretieren, so dass die Bediener benutzerdefinierte Designs schnell und präzise ausführen können und ein hohes Maß an Personalisierung bieten.
• Schmuck und personalisierte Geschenke: Die Präzision der 4-Achs-CNC-Maschine und ihre Fähigkeit, mit empfindlichen Materialien wie Gold, Silber und Kupfer zu arbeiten, ermöglichen die kreative Bearbeitung von maßgefertigten Schmuckstücken, darunter Armbänder, Halsketten, Ringe und Anhänger, sowie deren Popularisierung und Handwerkskunst. Die 4-Achs-CNC-Maschine kann auch Namen, Logos und personalisierte Botschaften auf Pokalen, Trophäen oder Geschenken gravieren, was sie zu einer idealen Wahl für die Anpassung und Personalisierung von Kleinserien- oder Großserienproduktionen macht.
• Architekturmodelle und Skulpturen: CNC-Maschinen mit vier Achsen sind hilfreich für verschiedene Kunst- und Designberufe, da sie mühelos komplizierte Formen und Muster in Materialien wie Styropor, Acryl und Kunststoff modellieren können. Daher sind sie bei Handwerkern und Designern beliebt.

So wählen Sie selbstgebaute 4-Achs-CNC-Maschinen aus

Bei der Auswahl einer 4-Achs-CNC-Maschine ist es am wichtigsten, den Verwendungszweck festzulegen. Es ist ein guter Anfangspunkt zu wissen, an welcher Art von Projekten man arbeiten möchte. Bearbeitet der Benutzer Schaumstoff, Aluminium, Holz oder Metall? Arbeitet man an Gravuren, Fräsarbeiten oder einer anderen Art von Arbeit? Die Antworten auf diese Fragen helfen bei der Festlegung der Materialien und der Konstruktion der Maschine.

Berücksichtigen Sie auch die maximale Werkstückgröße und das Gewicht, das das Gerät bewältigen kann. Achten Sie auf die physikalischen Abmessungen und die Gewichtskapazität der CNC-Maschine. Ändert sich die Werkstückgröße, wenn sich die Projekte des Benutzers ändern oder erweitern? Die Fertigung der Maschine sollte auch über ein Sicherheitssystem verfügen, um sie anzuhalten, wenn der Benutzer sie nicht verwenden möchte. Dies ist sehr wichtig, wenn der Maschinist ein großes Werkstück hat, das das System bewältigen kann.

Bewerten Sie die Genauigkeits- und Präzisionsanforderungen der Projekte. Wenn die Projekte hochpräzise Arbeiten erfordern, wählen Sie eine Maschine mit hochauflösenden Schritt- oder Servomotoren und einem robusten Steuerungssystem. Wählen Sie eine selbstgebaute CNC-Maschine, die einfach einzurichten und zu bedienen ist. Eine benutzerfreundliche Maschine trägt zur allgemeinen Effizienz der Fertigungshalle bei.

Berücksichtigen Sie den verfügbaren Platz für die CNC-Maschine. Hat die Werkstatt des Benutzers genügend Platz für eine große CNC-Maschine, oder sollte man ein Desktop- oder Tischmodell in Betracht ziehen?

Vergessen Sie nicht, die Budget- und Wartungskosten zu berücksichtigen. Legen Sie das Budget für die CNC-Maschine fest, einschließlich der Kauf- und Einrichtungskosten. Denken Sie auch an die langfristigen Kosten für Wartung, Upgrades und Ersatzteile. Berücksichtigen Sie optionale Funktionen und Zubehör, wie z. B. automatische Werkzeugwechsler, Vakuumspanner und Staubabsaugungssysteme, die die Gesamtkosten erhöhen, aber die Leistung und Effizienz der Maschine verbessern können.

Schließlich sollten Sie eine CNC-Maschine mit einer großen Kundencommunity und einem Support-Netzwerk in Betracht ziehen, da diese Tutorials, Foren und Tipps zur Fehlerbehebung bereitstellen.

F&A

F1: Was sind die Hauptkomponenten einer selbstgebauten CNC-Maschine?

A1: Die Hauptkomponenten einer selbstgebauten CNC-Maschine sind der Rahmen, das Achssystem, die Spindel, der Werkzeughalter, der Arbeitstisch, die Schneidwerkzeuge, die Motoren und Antriebe sowie das Steuerungssystem.

F2: Was sind die 4 Achsen einer CNC-Maschine?

A2: Die 4 Achsen einer CNC-Maschine werden in der Regel als die 3 Achsen plus eine zusätzliche Achse bezeichnet. Die X-Achse verläuft von links nach rechts, die Y-Achse von vorne nach hinten und die Z-Achse nach oben und unten. Die vierte Achse ist in der Regel eine Rotationsachse, wie z. B. A, die sich um horizontale Objekte dreht, oder C, die sich um die Z-Mittelachse dreht.

F3: Wie schnell kann ein selbstgebauter CNC-Fräser arbeiten?

A3: Die Vorschubgeschwindigkeit eines CNC-Fräsers gibt an, wie schnell er sich beim Schneiden bewegt. Im Allgemeinen liegt sie bei etwa 3.000 mm/min für Fräser und 1.500 mm/min für CNC-Fräsmaschinen. Je schneller die Bearbeitung erfolgt, desto größer ist das Risiko von Fehlern und Schäden.

F4: Kann man seine eigene CNC-Software erstellen?

A4: Es ist möglich, seine eigene CNC-Software zu schreiben, aber für die meisten Menschen ist dies nicht praktikabel. Es ist besser, bestehende Software zu verwenden, die weit verbreitet ist und anderen Maschinenbauern bekannt ist.