Derzeit steht mir eine CNC-Fräse Modell EASY-300 von der Fa. EAS zur Verfügung.
Im nachfolgenden Bereich beschreibe ich meine Erfahrungen bei der Inbetriebnahme und dem Einsatz dieser Fräse.
Grundsätzliches zu Portalfräsen:
Portalfräsen sind in der Regel für die Bearbeitung „weicher“ Materialien gedacht. Alles was Holz, Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe betrifft, kann problemlos und recht hoher Genauigkeit (d.h. besser als 0,05mm bearbeitet werden). Mit Einschränkungen kann man auch NE-Metalle wie Aluminium oder Messing bearbeiten, wenn man den Vorschub beschränkt, die Fräser schmiert und eine gut zerspanbare Legierung benutzt (also keine Aluplatten aus dem Baumarkt). Damit sind die Anforderungen eines (Flug-)Modellbauers in der Regel mehr als erfüllt.
Warum eine Fräse von EAS?
Ganz einfach: EAS ist eine Firma in Deutschland und nach ISO9000 zertifiziert. Das Hauptgeschäft von EAS sind professionelle Portalfräsen in kundenspezifischer Ausprägung. Diese Leute verstehen ihr Handwerk und wissen wie man eine gute Maschine zu vertretbaren Preise baut! Der Support ist hervorragend und die Verfügbarkeit von Ersatzteilen wird für mindestens 10 Jahre garantiert.
Die EASY-Serie ist stabiles Gerät mit voll abgedeckten Spindeln, soliden Führungen und standardmäßig mit einem Nutentisch ausgestattet. Sowas lassen sich andere Hersteller mit teurem Aufpreis bezahlen. Aber auch die Details stimmen: Alle Kabel sind Maschinenkabel von LAPP, also Kabel die auch nach jahrelangem Bewegen keinen Kabelbruch bekommen. Zudem ist alles in Kabelketten geführt und mit Zugentlastung versehen. Damit ist ein langer problemloser Betrieb zu erwarten.
EAS bietet seine Fräsen in einem Komplettpaket mit allen benötigten Teilen an. Da ist alles dabei was man zum Anfangen braucht – Fräse, Spindel, Steuerung, NC Easy Softwaremit USB-Interface, Fräser, Kleinteile wie Schnellspanner und Muttern für den Nutentisch. Vergleicht man dies mit anderen Anbietern, stellt man schnell fest, dass die Preise für die gebotene Qualität sehr fair sind.
Der Schritt zum ersten Frästeil
Ausgangspunkt jedes gefrästen Teiles ist eine CAD-Zeichnung. Hier sollten Daten im Format DXF vorliegen, da die vielfach benutzten PLT Dateien eigentlich Plotterdateien sind und eine recht schlechte Genauigkeit z.B. bei Rundungen aufweisen.
Wichtig: Die verschiedenen Konturen – also Innen- und Außenfräsungen sollten auf verschiedenen Layern liegen. Man kann das zwar auch in der NC-EASY CAM Software wieder gradebiegen aber die Nacharbeit ist sehr aufwändig.
Also kommen verschiedene Objekte auf verschiedene Layer.
1 Layer = Außenkontur
2 Layer = Innenkonturen
Abarbeitung der Layer steuert dann die Reihenfolge was wie und wann gefräst wird.
Will man komplexere Teile bearbeiten, bei denen z.B. mehrere verschiedene Fräser zum Einsatz kommen, dann zeichnet man sinnvollweise jeden Bearbeitungsschritt in einen eigenen Layer. Wenn man nun jedem Layer in NC-EASY ein bestimmtes Werkzeug zuordnet, so kann der Fräsvorgang sehr schnell umgesetzt werden.
Fräsen mit NC EASY
Wer zum ersten Mal mit einer CNC-Fräse von EAS arbeitet,sollte die nachfolgende Checkliste beherzigen.
Checkliste Fräsen:
- Nach dem Start von NC EASY immer eine Referenzfahrt mit F12 machen (wird von Software abgefragt)
- Dann Nullpunkt des Werkstückes anfahren (manuell) und mit XYZ-Button setzen
- Das Messen der Werkzeuglänge macht NC EASY automatisch, wenn im Fräsdialog eingestellt!
- Gewünschtes DXF laden
- Bauteil auf dem Werkstück positionieren (Mittig oder mit Rand) – geht über ein Icon links
- Fräswege optimieren aufrufen
- Werkzeuge den Layern zuweisen, falls nicht durch Farbe des Layers erfolgt.
- Fräser-Radiuskorrektur aufrufen – Anpassung erfolgt für jeden Layer
- Jetzt eineSimulation machen
- Wenn Simulation ok ist, kann gestartet werden !
- Im Start-Dialog die Flughöhe des Fräsers prüfen, sonst rauscht er beim Fahren evtl. in ein Hinderniss (z.B. Werkstück-Befestigung)
- Grüner Start-Button drücken
Beim Durchfräsen von Holz und Kunststoff ca. 0,1 bis 0,2mm Tiefe überfräsen. Bei GFK/CFK sollte man mindestens 0,3 bis 0,5mm überfräsen, damit der Fräser in vorderen Bereich nicht zu schnell stumpf wird.
Welche Fräser für welchen Zweck?
Der meistbenutzte Fräser sind 2Schneider. Diese eignen sich für festes Holz und harte Werkstoffe, wie ALU und GFK. (Es gibt auch spzielle 1-Schneider für Alu)
Für Balsa kommen 2 Schneidenformen in Frage: Spiralverzahnung oder Diamantverzahnung. Reine Spiralförmige Schneiden wie sie bei Metallfräsern üblich sind, funktionieren bei Balsa schlecht, und führen zu zerfaserten Schnittkanten. Vorschub kann in Balsa recht hoch sein, wenn die Drehzahl hoch genug ist. Bei Diamantverzahnung im Zweifelsfalle eher mit zu hoher Drehzahl fräsen, sonst bricht der Fräser u.U. sehr schnell ab!
Die 1Schneider sind ideal für Kunststoffe. Hier
beim fräsen immer nur maximal die Tiefe entsprechend des Druchmessers
fräsen. Also bei einem 1mm Fräser maximal 1mm tief fräsen. Ist das
Material dicker, muss mit einer entsprechenden Anzahl Zustellungen
gearbeitet werden. Falls die Kanten verschmieren, die Zustellung
reduzieren.
Vorschub und Drehzahl
Hier ein paar grobe Richtwerte: (Vorschub in mm/sekunde)
- Holz 15-18mm/sek Vorschub, Drehzahl 3-4
- Metall: 3-4mm/sek Vorschub, Drehzahl 6
- Kunststoffe: 20-25mm/sek, Drehzahl so niedrig wie möglich, immer nur kleine Zustellungen (max. 1/2 Fräserdruchmesser)
- Depron: Fräsen mit einem Zweischneider mit 20mm/sekunde und 10.000u/min (oder weniger)
- GFK: 5-10mm/sek, Drehzahl volle Pulle, diamantverzahnter Fräser
- CFK: 3-5mm/sek, Drehzahl maximal, diamantverzahnter Fräser
Wird mit einer zu hohen Drehzahl und zu geringem Vorschub gearbeitet, werden die Fräser in kürzester Zeit stumpf. Gerade in weichem Holz wie z.B. Pappelsperrholz muß mit genügend großem Vorschub gearbeitet werden.
Platinen fräsen einfach
Die EAGLE NC Datei (das ist G-Code) in NC EASY importieren und als HPGL wieder exportieren. Dann in TURBOCAD das HPGL importieren, die Daten auf Layer verteilen und als DXF abspeichern. DXF wieder im NC EASY importieren und dann wie gewohnt zum Fräsen vorbereiten.
Gefräst wird mit dem 60 Grad Gravierstichel, Zustellung ca. 0,15mm, Vorschub 15mm/sec
Wenn der Fräser abbricht…
Sofort >Pause< drücken und die Maschine anhalten. Keine Panik! Unbedingt Pausedaten speichern. Manuell zur Parkposition fahren und dann Stecker der Frässpindel abziehen. Nun Werkzeug wechseln. Spindel wieder einbauen. Dann eine Referenzfahrt und anschließend eine Werkzeuglängenmessung durchführen. Vor dem Weiterarbeiten muß man mit der Option >Pause bearbeiten< in NC-EASY so weit zurückgehen, bis man am Punkt ist bei dem das Werkzeug abgebrochen ist und die Fräsbahn endet. Dies erfolgt mit dem Schrittzähler und kann anhand der Bildschirmsimulation bequem betrachtet werden. Ist die gewünschte Stelle erreicht, dann OK klicken und den Fräsvorgang erneut starten und auf „Pause fortsetzen“ klicken.