Zelfbouw CNC schuimsnijder met 3D geprinte onderdelen

Discussie in 'CNC' gestart door PapaHotel, 11 dec 2016.

  1. PapaHotel

    PapaHotel

    Lid geworden:
    25 jul 2008
    Berichten:
    667
    Locatie:
    Den Haag
    Na jaren treuzelen heb ik eindelijk een handzame schuimsnijder ontworpen en in elkaar gezet.

    Uitgangspunten bij het ontwerpen waren:
    - Zo goed mogelijke snijkwaliteit
    - Een licht en compact apparaat
    - Makkelijk op te bergen (niet kwetsbaar)
    - Onderdelen zoveel mogelijk uit mijn kleine 3d-printer (max. 8x8x8 cm)
    - Goedkoop

    Na vele ontwerp iteraties en leerzame maar onbruikbare printjes is dit er uitgekomen.

    Als horizontale geleider gebruik ik DIN-rails (voor elektrische installaties) in combinatie met kleine lagertjes met v-groef. De lagertjes zijn van beroerde kwaliteit maar het werkt verbazingwekkend goed.

    Het wagentje komt uit mijn 3D printer. Eerst was ik bang dat de printjes van PLA zouden vervormen door de warmte van de motoren maar uiteindelijk heb ik alles zo kunnen afstellen dat de motoren nooit meer dan 2 graden warmer worden. Ik moet ze natuurlijk nog steeds uit de zon houden.

    Voor de horizontale as heb ik Nema17's gebruikt. Deze zijn met kant&klare stalen hoekstukken gemonteerd. De m6 draadeind is met een flexibele koppeling aan de motor gekoppeld. De wagens hebben een bereik van 60 cm.
    De verticale assen kunnen 30 cm op en neer. Torentjes zijn afneembaar voor de opslag. Montage gebeurt d.m.v. een handige schuifkoppeling: insteken en klaar. De draad wordt meegenomen door twee vleugelmoeren met een sneetje er in. Simpeler kan niet en het werkt goed. De stappenmotor is Nema14. Klein, licht en krachtig genoeg. Ik zou er zelfs een nog kleinere motor in willen zetten maar deze waren goedkoop te krijgen.

    De behuizing is gemaakt van 9mm MDF. Het is lekker stijf en stabiel geworden. Voor de opslag kunnen de torentjes los in de behuizing gelegd worden. Na het sluiten van de deksel worden het twee compacte doosjes van 8x10x85 cm zonder kwetsbare onderdelen die er uitsteken. Op de foto is ook de beugel te zien in opberg stand.

    Voor de besturing gebruik ik een Arduino bordje met RAMPS add-on kaartje die vaak voor de 3d-printers gebruikt wordt. Ik heb er zelf de firmware voor gemaakt op basis van de Merlin firmware voor 3d-printers. Na enig tweaken werkt het nu feilloos. Ik heb ook wat software voor de PC moeten ontwikkelen om de GCode uit Profili te sturen maar ook voor handmatige bediening en kalibratie werkzaamheden.

    Ik gebruik nu een laboratorium voeding maar ik hoop het straks ook via de RAMPS kaartje te kunnen regelen. Dan heb ik genoeg aan een laptop voeding voor de aansturing en de draad.

    Ik heb ook een "design" snijboog van glasvezel staafjes en geprinte onderdelen ontworpen. Het is licht, aan alle kanten instelbaar en geeft een hele mooie constante spanning. Daarnaast is het ook volledig in elkaar te klappen voor de opslag zonder dat de draad kan kreukelen.

    Eerste testjes leverden direct bruikbare kernen. Ik ben nu bezig met wat testjes om de optimale warmte/snelheid combinaties met de bijbehorende kerfdiktes te bepalen. Daarna wordt het tijd om wat leuks te snijden.
     
    Laatst bewerkt: 11 dec 2016
    Bankzitter en pvdoord vinden dit leuk.
  2. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    5.496
    Locatie:
    Utrecht
    Waarvoor heb je eigenlijk die 2 verticale geleiders staan?
    Zoals ik het nu zie gaat alleen die vleugelmoer omhoog ...
    En heb je geen last van hysterese bij omkering van richting (omhoog/omlaag en vice versa)?
    Dan zal die vleugelmoer toch een beetje meedraaien voordat hij door de snijdraad wordt geblokkerd verder door te draaien?
     
  3. PapaHotel

    PapaHotel

    Lid geworden:
    25 jul 2008
    Berichten:
    667
    Locatie:
    Den Haag
    De geleiders zijn alleen ter ondersteuning van de draadeind. Ze houden het lagertje aan de bovenkant op zijn plek.

    Ik was ook bang voor hysterese maar het blijkt enorm mee te vallen. Er zit een diep snede in en de draad is strak gespannen. Vleugelmoer draait daardoor hoogstens 2 a 3 graden mee. Hysterese zal dus minder zijn dan 0.01 mm. Ik zal er eens een filmpje van maken.

    Een van de draadeinden heeft wel een kleine slag er in. Ik heb het voorlopig zo gelaten, ik zie er niets van.
     
    DirkSchipper vindt dit leuk.
  4. PapaHotel

    PapaHotel

    Lid geworden:
    25 jul 2008
    Berichten:
    667
    Locatie:
    Den Haag
    Stuklijst met de onderdelen die niet van de lokale bouwmarkt komen:
    1. Nema17 (x2) stappenmotor voor de horizontale as
      http://www.ebay.com/itm/191879894159
    2. Nema14 (x2) stappenmotor voor de vertikale as
      http://www.ebay.com/itm/182119982288?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT
    3. Ramps set voor de besturing
      https://hobbyking.com/nl_nl/3d-printer-control-board-kit-2560-r3-master-control-plus-ramps-1-4-plus4988-drive-with-cooling-fin.html
    4. DRV8825 stepper driver set (ik was niet zo blij met de drivers die met RAMPS mee kwamen)
      http://www.banggood.com/5Pcs-3D-Pri...B-p-968935.html?rmmds=detail-left-hotproducts
    5. V-Groove ball bearing (x8) voor de horizontale geleider
      http://www.ebay.com/itm/291814266540?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT
    6. DIN-rail (2m) als de horizontale geleider (zelf kiezen of een paar extra bestellen, ze zijn niet allemaal even recht)
      https://www.vekto.nl/nl/35mm-din-rail-1-meter-geperforeerd.html?gclid=Cj0KEQiAvNrBBRDe3IOwzLn6_O4BEiQAmbK-Dnt0_mvnTV7K_45_K3c19VNYUXMx-NUa7v9iRVn64M8aAlt68P8HAQ
    7. Nema17 bracket (x2) voor de motor montage
      http://www.ebay.com/itm/For-42mm-NE...cket-New-EC-/331843089135?hash=item4d4363b2ef
    8. Flexible coupler 5-6mm (x2) voor het koppelen van de horizontale as
      http://www.banggood.com/5mm-x-6mm-Aluminum-Flexible-Shaft-Coupling-OD19mm-x-L25mm-CNC-Stepper-Motor-Coupler-Connector-p-993559.html
    9. Ball bearing 12x6x4 (x4) voor de vertikale as
      http://eu.banggood.com/Wholesale-Warehouse-10-Pcs-12mm-x-6mm-x-4mm-Steel-Shielded-Deep-Groove-Ball-Bearing-MR126zz-wp-Eu-49904.html?rmmds=myorder
    10. 6 en 8mm glasvezelstaaf voor de beugel (De mijne komen van een beurs. Hier hebben ze het ook maar geen 8mm versie)
      http://www.carbonwinkel.nl/nl/glasvezel-producten/55444769-glasvezel-staaf.html
    Voedingen:
    1. 12v voor de RAMPS besturing
    2. Een geregelde voeding oid. voor de draad

    Verder nodig uit de bouwmarkt:
    1. M6 draadeind (3m) en M6 moeren (x10)
    2. M6 moer vierkant (x2)
    3. M6 vleugelmoer (x2)
    4. Veer passend om de M6 draad (x2)
    5. 8mm aluminium buis (2m)
    6. Platte M4 bouten (x8)
    7. M4 bouten in verschillende lengtes en M4 moeren
    8. 9mm MDF
    9. Spaanplaatschroeven, lijm, kabels, connectoren, …
     
    Laatst bewerkt: 11 dec 2016
    Bankzitter vindt dit leuk.
  5. PapaHotel

    PapaHotel

    Lid geworden:
    25 jul 2008
    Berichten:
    667
    Locatie:
    Den Haag
    Simpeler wordt het niet en de hysterese is volgens mij geen probleem.
     
  6. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    5.496
    Locatie:
    Utrecht
    Ja, mee eens. Dat kan niet veel zijn.
     
  7. Emanuel

    Emanuel

    Lid geworden:
    9 feb 2011
    Berichten:
    1.561
    Locatie:
    Waalwijk
    Mooi project! Dank voor het delen.
     
  8. PapaHotel

    PapaHotel

    Lid geworden:
    25 jul 2008
    Berichten:
    667
    Locatie:
    Den Haag
    Bedankt.

    Naast dat het leuk is om te delen, het is ook een beetje eigenbelang natuurlijk. Met meer ogen die meekijken kan ik misschien een paar onnodige missers vermijden.

    Het is voor mij een leerzaam project geworden. Huidige versie is ontstaan na een traject met vele ontwerpiteraties en het is zeker niet af. Als ik wat verder ben, zal ik de plannen en de bijbehorende software ergens publiceren.

     
  9. HansL

    HansL

    Lid geworden:
    28 jul 2011
    Berichten:
    1.815
    Locatie:
    Tisselt (België)
    Even een domme vraag tussendoor...

    Kan de snijdraad bij een CNC foam cutter niet op spanning houden door één einde verend te bevestigen en aan het ander einde met een gewicht dat vrij hangt ?
    Lijkt mij eenvoudiger dan een boogconstructie.
     
  10. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    5.496
    Locatie:
    Utrecht
    Ja dat kan uitstekend, maar dan MOET je ondersteunde geleide-assen gebruiken.
    Door de draadspanning willen die twee torens naar elkaar toe komen (torsie op de beide horizontale assen).
    Vrijdragende assen gaan dan veren. Ook met 16 m stalen assen van 80 cm lengte.
    Daardoor had ik last van ongelijke onderschalen.
     
  11. HansL

    HansL

    Lid geworden:
    28 jul 2011
    Berichten:
    1.815
    Locatie:
    Tisselt (België)
    Een brug ipv 2 torens met geleidingsrails ?

    De oplossing hierboven met het DIN profiel vind ik een mooie die ik nog niet eerder gezien had. Desnoods per geleiding 2 rails toepassen in 2 vlakken die loodrecht op elkaar staan om elke mogelijk speling eruit te krijgen.
     
  12. PapaHotel

    PapaHotel

    Lid geworden:
    25 jul 2008
    Berichten:
    667
    Locatie:
    Den Haag
    Met een snijboog kon ik alles simpel en licht houden. De torens worden op deze manier nauwelijks belast. Ze hoeven alleen een paar honderd gram heen en weer te bewegen.

    Met een hanggewicht heb je het voordeel dat de trekkracht op de draad constant blijft, ongeacht de rek door hoge temperaturen. Alleen, zoals Dirk beschreef, er komen dan krachten op de torens die ik liever niet wilde. Nu kom ik makkelijk weg met de slappe DIN profielen en de horizontale geleiders hoeven niet aan de tafel vastgezet te worden.
     

Deel Deze Pagina