stepper (Schritt-)Motoren sind das Herzstück eines jeden 3D-Druckers, einer CNC-Maschine, eines Laserschneiders und eines Automatisierungssystems. NEMA 17 und NEMA 23 sind die beiden beliebtesten Größen in der Welt der Maker und Leichtmechaniker, aber ihre Eigenschaften sind sehr unterschiedlich.
Die Wahl des falschen Motors bedeutet Kompromisse bei der Leistung, Präzision und Zuverlässigkeit des gesamten Projekts.
Was bedeutet NEMA?
NEMA (National Electrical Manufacturers Association) definiert die Norm für die Abmessungen des Motorbefestigungsflansches. Die Nummer gibt das Maß in Zehntel Zoll an: NEMA 17 hat einen 1,7-Zoll (42,3 mm) Flansch, NEMA 23 einen 2,3-Zoll (57,2 mm) Flansch. Bitte beachten Sie: NEMA definiert nur die Einbaumaße, nicht die Leistung. Zwei Motoren NEMA 17 können je nach Gehäuselänge und Ausführung sehr unterschiedliche Drehmomente aufweisen.
Vergleichstabelle
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Merkmal |
NEMA 17 |
NEMA 23 |
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Flansch |
42,3 × 42,3 mm |
57,2 × 57,2 mm |
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Länge des Gehäuses |
20-60 mm |
40-115 mm |
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Typisches Drehmoment |
0,2-0,7 Nm |
0,6-3,0 Nm |
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Typischer Strom |
0,5-2,0 A/Phase |
1,0-4,2 A/Phase |
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Gewicht |
200-400 g |
500-1500 g |
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Schrittwinkel |
1,8° (200 Schritte/Umdrehung) |
1,8° (200 Schritte/Umdrehung) |
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Empfohlene Spannung |
12-24 V |
24-48 V |
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Driver typisch |
TMC2209, TMC5160, A4988 |
TMC5160, DM542, TB6600 |
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Befestigungslöcher |
M3, Achsabstand 31 mm |
M5, Achsabstand 47,1 mm |
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Ungefähre Kosten |
€ 8-25 |
€ 15-50 |
NEMA 17: der Universalmotor für den 3D-Druck
Der NEMA 17 ist der De-facto-Standard für FDM-3D-Drucker, von Einsteigermodellen wie dem Ender 3 und dem Prusa MK4 bis hin zu fortschrittlichen Maschinen wie Voron 2.4 und RatRig. Seine kompakte Größe und sein geringes Gewicht machen ihn ideal für Anwendungen, bei denen die Trägheit minimiert werden muss, wie z. B. bei den X- und Y-Achsen von Druckern CoreXY.
Das verfügbare Drehmoment (bis zu 0,7 Nm bei den längeren 60-mm-Modellen) ist mehr als ausreichend für den Antrieb von Druckköpfen, Platten und Extrudern. Für die Z-Achse und den Extruder, wo die Geschwindigkeiten geringer sind, arbeiten auch die kürzeren Modelle (34-40 mm) perfekt.
Varianten NEMA 17 am häufigsten
Die Modelle unterscheiden sich hauptsächlich durch die Länge des Gehäuses: 20 mm (Pancake) für leichte Extruder und Anwendungen mit geringem Platzangebot; 34 mm für den allgemeinen Einsatz auf der Z-Achse und Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit; 40 mm, die gängigste Länge für 3D-Drucker, gutes Gleichgewicht zwischen Drehmoment und Gewicht; 48-60 mm für Anwendungen, die ein maximales Drehmoment erfordern, wie kleine CNCs und Achsen unter Last.
NEMA 23: Leistung für CNC und Automatisierung
Der NEMA 23 kommt zum Einsatz, wenn das Drehmoment des NEMA 17 nicht ausreicht. Dies ist typischerweise der Fall bei CNC-Maschinen zum Fräsen von Holz, Aluminium und Kunststoff, bei Handlingsystemen mit hohen Lasten, bei großformatigen Lasermaschinen und bei leichten industriellen Automatisierungssystemen.
Das verfügbare Drehmoment (bis zu 3,0 Nm) reicht aus, um Schnittkräfte, schwere Lasten und erhebliche Beschleunigungen zu bewältigen. Das höhere Gewicht und die größeren Abmessungen erfordern jedoch robustere Trägerstrukturen.
DriverWie wähle ich die richtige Steuerung?
Für NEMA 17
Die Trinamic-Controller der Familie driver sind der Standard: TMC2209 für leise Anwendungen bis 2,0 A (die häufigste Wahl für 3D-Drucker), TMC5160 für Ströme bis 4,45 A mit erweiterten Funktionen wie StallGuard und StealthChop sowie A4988 und DRV8825 als wirtschaftliche Optionen für einfache Projekte.
Für NEMA 23
Die NEMA 23 erfordern driver mit höheren Strömen und Spannungen: DM542 für Ströme bis zu 4,2 A und Spannungen bis zu 50 V (die beliebtesten für Hobby-CNCs), TB6600 als kostengünstige Alternative, TMC5160 in Hochleistungsversionen für Anwendungen, die einen leisen Betrieb erfordern.
Auswahl: die Faustformel
Verwenden Sie NEMA 17, wenn Sie einen 3D-Drucker, einen Plotter, ein leichtes Lasersystem oder eine andere Maschine bauen, bei der das Gewicht des beweglichen Kopfes ein kritischer Faktor ist. Verwenden Sie NEMA 23, wenn Sie eine CNC-Maschine bauen, die feste Materialien fräsen muss, ein Handhabungssystem mit Lasten über 5 kg pro Achse oder eine großformatige Maschine (über 500 mm Hub) mit hohen Drehmomentanforderungen. Im Zweifelsfall sollten Sie bedenken, dass ein NEMA 17 lang (48-60 mm) die Lücke in vielen Grenzanwendungen füllen kann, mit dem Vorteil, ein kompakteres Format zu erhalten.
Motoren stepper und driver auf DHM-online
Auf DHM-online finden Sie NEMA 17 und NEMA 23 Motoren verschiedener Hersteller in allen Längen und Konfigurationen (Einzel- und Doppelwelle, mit und ohne Stecker). Der Katalog umfasst driver stepper Trinamic, Duet3D Steuerungen, Arduino und RAMPS-Platinen, Kabel, Stecker und Halterungen.
Das technische Team von DHM steht Ihnen bei der Auswahl des richtigen Motors für Ihr Projekt zur Verfügung.
