Der Bau einer CNC-Fräsmaschine ist eines der ehrgeizigsten und lohnendsten Projekte für einen Maker. Im Gegensatz zu 3D-Druckern erfordert eine CNC-Maschine robustere Komponenten, da sie die Schnittkräfte bei der Bearbeitung von Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoffen und Aluminium bewältigen muss. Stranggepresste Aluminiumprofile sind die ideale Basis für die Struktur: leicht, steif, modular und einfach zu montieren.
In diesem Leitfaden stellen wir alle Komponenten vor, die für den Bau einer Hobby-CNC erforderlich sind, und geben einen Überblick über die im DHM-Online-Katalog verfügbaren Produkte.
1. Struktur: Stranggepresste Aluminiumprofile
Die Struktur ist das Fundament der Maschine und bestimmt die Steifigkeit, die Präzision und die maximal bearbeitbaren Abmessungen. Für eine Hobby-CNC empfehlen wir Profile der 6er-Serie (8 mm Schlitz) mit 30×30 oder 30×60 mm Querschnitt für kleinere Maschinen (Arbeitsbereich bis 400×400 mm) und Profile der 8er-Serie (10 mm Schlitz) mit 40×40, 40×80 oder 45×45 mm Querschnitt für größere Maschinen oder Maschinen, die Aluminium bearbeiten müssen. Die 5er-Serie (6 mm Schlitz) mit 20×20 Profilen ist zu leicht für eine CNC: Sie eignet sich gut für 3D-Drucker, aber nicht für die Bewältigung von Schnittkräften.
Unter DHM-online sind die Profile mit einem Ablängservice erhältlich, was die Konstruktion stark vereinfacht.
2. Führungen und lineare Bewegung
Für die X- und Y-Achse sind lineare Kugelumlaufführungen (Typ HGR15 oder HGR20) die optimale Wahl für Präzision und Steifigkeit. Für Projekte mit kleinerem Budget bieten die Führungen SBR16 oder SBR20 einen guten Kompromiss. Für die Z-Achse sind MGN12- oder HGR15-Linearführungen ausreichend, da die Kräfte hauptsächlich axial wirken und von der Spindel aufgenommen werden.
3. Übertragung der Bewegung
Für die X- und Y-Achse stehen die Kugelumlaufspindeln SFU1605 oder SFU2005 für höchste Präzision und Spielfreiheit oder die Zahnstangen-Ritzel-Kombination für sehr lange Hübe (über 1 m) zur Verfügung. Für die Z-Achse ist eine SFU1605 Kugelumlaufspindel Standard. Trapezgewindespindeln (Typ Tr8×8) sind eine kostengünstige Alternative, allerdings mit höherer Reibung und möglichem Spiel.
4. Motoren und driver
Für eine CNC, die Vollmaterial fräsen muss, sind die Motoren NEMA 23 die Standardwahl, mit Drehmomenten von 1,2 bis 3,0 Nm je nach Größe der Maschine und den zu bearbeitenden Materialien. Die driver DM542 oder gleichwertige Motoren (24-48V, bis zu 4,2A) bieten ausreichende Leistung. Für kleinere Maschinen, die nur Holz und Kunststoff bearbeiten, kann NEMA 17 lang (48-60 mm) mit driver TMC5160 ausreichend sein.
5. Steuerplatine
Die beliebtesten Optionen sind Duet3D (Duet 3 6HC oder 6XD für maximale Flexibilität und die optoisolierten IOs der 6XD, die für CNC-Anwendungen entwickelt wurden), GRBL-Steuerungen auf Arduino (preiswerte Lösung, aber auf 3 Achsen beschränkt) und Raspberry Pi -basierte Steuerungen mit LinuxCNC oder GRBL_ESP32. Unter DHM-online finden Sie die Boards Duet3D, Arduino, Raspberry Pi und alles notwendige Zubehör.
6. Spindel
Die Spindel ist die Komponente, die das Schneidwerkzeug dreht. Die wichtigsten Optionen sind die Oberfräse Makita RT0701 oder Kress (preiswert, 500-800 W, bis zu 30.000 U/min, laut), die VFD-Spindel mit Inverter (professionell, 800-2200 W, variable Geschwindigkeit, leise, Luft- oder Wasserkühlung) und das Dremel/Drehwerkzeug (nur für sehr weiche Materialien und Gravuren).
7. Schrauben und Befestigungselemente
Eine CNC benötigt eine beträchtliche Anzahl von Befestigungselementen: M5- und M6-Zylinderkopfschrauben für die Profilbefestigung, T-Muttern für die Profilnuten, M3- und M4-Schrauben für die Montage elektronischer Komponenten, Gewindestifte für die Befestigung von Riemenscheiben und Kupplungen an den Wellen sowie Winkel und Verbindungsplatten für strukturelle Verbindungen.
8. Elektronik und Verkabelung
Neben der Steuerplatine sind ein Schaltnetzteil mit 24 V oder 48 V für Motoren und Spindel, mechanische oder induktive Endschalter für alle Achsen, ein Not-Aus-Taster, eine Verkabelung mit entsprechenden Steckern und Kabelketten zum Schutz der beweglichen Kabel erforderlich.
Vorläufiges Budget
|
Bauteil |
Vorläufiger Kostenvoranschlag |
|
Aluminiumprofile (Struktur) |
€ 100-250 |
|
Linearführungen + Halterungen |
€ 100-300 |
|
Kugelumlaufspindeln |
€ 80-200 |
|
Motoren NEMA 23 (×3-4) |
€ 60-120 |
|
Driver stepper (×3-4) |
€ 40-100 |
|
Steuerplatine |
€ 50-250 |
|
Spindel + Wechselrichter |
€ 80-300 |
|
Netzgerät |
€ 30-80 |
|
Schrauben und Zubehör |
€ 50-100 |
|
Verschiedene Elektronik |
€ 30-80 |
|
UNGEFÄHRER GESAMTBETRAG |
€ 600-1800 |
Alle Komponenten bei DHM-online
Auf DHM-online finden Sie alle Komponenten, die Sie für den Bau Ihrer CNC benötigen: Aluminiumprofile nach Maß, Linear- und SBR-Führungen, Umlauf- und Trapezspindeln, Motoren NEMA 17 und NEMA 23, driver stepper , Platinen Duet3D und Arduino, Netzteile, Schrauben, Steckverbinder und Verkabelung.
Ein Lieferant für das gesamte Projekt.
