Concept: Composiet Torsion box portaal

[Sven]

Door mijn bezoekje aan Dabit een tijdje terug en al zijn geschrijf hier ben ik wat gaan nadenken over torsion box versus epoxy/graniet als bouwmateriaal voor een volgend portaal.

Voor mij werd na het bezoek aan Bart duidelijk dat ik geen trek heb in een grote klomp steen die heen en weer gaat raggen door mijn werkplaats terwijl die mijn basis nog sneller in tegengestelde richting heen en weer probeert te raggen.

Maar gaandeweg werd wel duidelijk dat EG een paar voordelen heeft die het een aantrekkelijke bouwwijze voor een goede machine geeft. De belangrijkste voor mij:

1- Als je het goed doet dan hoeft er geen nabewerking plaats te vinden om een grote nauwkeurigheid te behalen.
2- Je hoeft in vergelijking tot mijn plannen voor een torsionbox portaal geen grote hoeveelheid onderdelen te frezen om die nauwkeurigheid te bereiken.

Dit verhaal gaat deels teruggrijpen op Barts werk voor zijn portaal (http://www.cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=8410)en mijn geschrijf over "Stabiliteit":
http://www.cnczone.nl/viewtopic.php?f=9 ... iel#p82794

Wat ik nu van plan ben "ooit" te gaan doen:
- GEG (Glasvezel-epoxy-Graniet) Of alternatief CEG (Carbonvezel-epoxy-graniet) torsion box balk maken voor overspanning
- Daar GEG (torsion box) of EG (massief) poten aan gieten
- Die na positionering ondergieten voor uiteindelijke nauwkeurigheid

Bouw Balk
In het kort:
Bouw langwerpige mal op vlaktafel
Leg glas/epoxy plaat op bodem van langwerpige mal, plus twee tegen de lange zijkanten.
Stort bodem van een cm of drie met droog EG mengsel
Kneed de wanden met gegeleerde (=plakkerig) EG mengsel
Stort overgebleven ruimte vol met epoxy/fijn zand/kleibolletjes
Dek af met 3 cm EG en glas/epoxy plaat om tot een vierkante balk te komen

Aangieten van poten
Om mijn huidige portaal te vervangen moeten de poten verspringen (Anders komt de spindle te ver buiten het bed), daarom aanzetten poten als aparte stap.

Maak de plek voor aanhechting ruw door te schuren of beitelen
Positioneer balk op verhoging zo zuiver mogelijk parallel aan vlaktafel
Bouw mal er omheen
Zorg voor een plek waar al dan niet tijdelijke stelpoten kunnen komen voor het latere ondergieten.
Stort vol met EG

Ondergieten van de poten
Monteer alles voor de Y as en Z as
Stel nauwkeurig op op de vlaktafel
Friemel EG onder de poten.

Klaar!
Oh, wel even het portaal aan je bed knutselen.

[DaBit]

Voor mij werd na het bezoek aan Bart duidelijk dat ik geen trek heb in een grote klomp steen die heen en weer gaat raggen door mijn werkplaats terwijl die mijn basis nog sneller in tegengestelde richting heen en weer probeert te raggen.

Alles moet een beetje in verhouding zijn. Mijn brug was gepland op 70kg, en dat zou een mooie balans zijn tussen massa voor stabiliteit en snel kunnen bewegen. (hoewel je idealiter je trillingen richting de machinebasis stuurt en die ermee om laat gaan)

Ding valt een tikje zwaarder uit, dus ik heb de basis ook maar wat verzwaard. Zeg dat dat nu 350kg is.
We zullen het meemaken, met met 'normale' acceleraties verwacht ik geen problemen meer.

Wat ik nu van plan ben "ooit" te gaan doen:
- GEG (Glasvezel-epoxy-Graniet) torsion box balk maken voor overspanning

Wat hoop je te bereiken met het glasvezel?
- Voor wapenen kun je beter staal pakken, vele malen stijver en goedkoper ook in de vorm van betonijzer.
- Voor de opervlakteafwerking bevalt eerst een prutje van veel epoxy+relatief weinig vulling+kleurstof als 'gelcoat' er tegenaan me ook wel prima. Kun je gewoon kwasten.

Klaar!

Optimist

[Sven]

"Stabiliteit" is voor mij hier een te beperkte uitdrukking :) Is een verzamelnaam die niet uitdrukt waar het om gaat.

Waar een torsion box van een beetje maat lekker stijf is maakt EG het geheel ook dynamisch stabiel.
Mijn theorie is dat die dynamische stabiliteit (net als stijfheid) vooral voortkomt uit de massa aan de buitenzijde van de gegoten EG koker.

Dat betekend dat alles binnenin alleen maar druk moet kunnen opnemen.

Omdat je ergens schreef dat je toch een beetje wanddikte nodig hebt voor sterkte wil ik nu glas/epoxy plaat of glasdoek/epoxy aan de buitenkant (en misschien ook binnenin) toepassen voor sterkte die misschien iets minder wordt door de brosse kern.
Ik gebruik glasvezelplaat aan de kant waar de geleiding komt, voor de nauwkeurigheid.

[Linki]

Ik kan je niet helemaal volgen Sven.

Kun je bij dat "

dynamisch stabiel

" aangeven welke waarde je wilt bereiken, en welke eenheid er bij hoort?

[Sven]

Goh, ja, goeie vraag.

Waarden moet ik even laten wachten maar ik bedoel F=M.A

Stel:
Je freest tegen lopend een randje van een blokje. Je portaal beweegt in richting X.
Iedere keer dat een tand begint met frezen trekt die de kop in tegengestelde richting van waar het portaal naar toe beweegt. Zodra de tand klaar is met frezen stopt dat trekken. Omdat er per seconde meerdere tandjes voorbij komen ontstaat een trilling.

Als je constructie stijf is dan bied dat weerstand tegen vervorming onder invloed van die kracht. Hoe stijver, hoe beter, hoe stijver, des te kleiner de trilling.

Volgens mij is een portaal dat even stijf is maar een grotere massa heeft moeilijker te laten trillen in bovenstaande situatie. Niet alleen de stijfheid beperkt de trilling, omdat er meer massa moet worden bewogen zal de trilling kleiner zijn.

In bovenstaande situatie wordt de koker (brug) in torsie belast. De buitenkant van de koker beweegt in de geschetste situatie het meest, de kern het minst.

De massa die aan de buitenkant zit heeft de grootste invloed op beperking van de trilling. De massa binnenin doet steeds minder naarmate die dichter bij de kern zit.

Klopt dit een beetje of heb ik de plank volledig misgeschoten?

[Linki]

Klopt dit een beetje of heb ik de plank volledig misgeschoten?

Wat betreft de uitdrukking wel.

https://onzetaal.nl/taaladvies/advies/de-plank-misslaan

De rest van het verhaal klopt wel.

Maar waarom begin je niet gewoon van voor af aan met construeren?

Dus eerst een pakket van minimum eisen formuleren. Zoals positioneer nauwkeurigheid, resolutie, herhaal nauwkeurigheid, max. bewerkingssnelheid, ijlgang, acceleratie, gewenste oppervlakte kwaliteit bij materiaal en verspaningscondities.

[DaBit]

Hoe stijver, hoe beter, hoe stijver, des te kleiner de trilling.
..
Niet alleen de stijfheid beperkt de trilling, omdat er meer massa moet worden bewogen zal de trilling kleiner zijn.

Je stapt over 1 andere eigenschap heen: demping. Jouw freesje slaat met regelmaat tegen de constructie en brengt energie in. Die energie moet je wegleiden en dissiperen. Doe je dat dissiperen niet, dan is het net alsof je tegen een klok aan de slaan bent: boing, BOING, BBBOOOIIINNGG. Wet van behoud van energie. En die 'boing' doet-ie op een of meerdere resonantiefrequenties.

Nu kan ik de plank ook volledig misslaan want ik heb me niet ingelezen, maar mijn gevoel vertelt me dat die dempende eigenschappen voornamelijk sterk zijn bij materialen die niet al te gek stijf zijn en/of geen heel regelmatige structuur hebben. Daarom zijn gietijzer en steensoorten volgens mij ook zo goed: een redelijk amorfe structuur versus een vrij regelmatig kristalrooster. Waar zou jij als trilling liever overheen raggen, over een mooi regelmatige snelweg of een geitepad met een hoop stenen in de weg?
Verder valt het op dat vrijwel alle materialen die goed dempen een relatief lage E-modulus hebben. Gietijzer doet ook maar heel grofweg de helft van staal. Dat het iets kan veren en door interne wrijving energie om kan zetten in warmte is dus ook een goed iets.

In de basis heb je dus 2 keuzes: of een hele stijve brug en de energie naar de basis sturen, of een iets minder stijve brug en de energie lokaal dissiperen. (onder andere) Vanwege de stalen basis koos ik voor de laatste oplossing; geen gevulde stalen schil dus.
Wat offtopic: ik meen die stalen basis in dat opzicht fors verbeterd te hebben met de betonbandjes en MS-polymeer. Amorf materiaal gekoppeld aan het staal met een dempende laag.

In bovenstaande situatie wordt de koker (brug) in torsie belast. De buitenkant van de koker beweegt in de geschetste situatie het meest, de kern het minst.

Ik heb in de kern ook de grootste dichtheid aan piepschuimballetjes, want die doet inderdaad het minste kwa stijfheid. Maar trillingen en resonantie zijn dol op regelmatige structuren, dus die heb ik wat proberen te vermijden. Verschillende lengtes paden.

De massa die aan de buitenkant zit heeft de grootste invloed op beperking van de trilling. De massa binnenin doet steeds minder naarmate die dichter bij de kern zit.

Mjah, of ik het daar nou 100% mee eens ben? Daar moet ik even over nadenken.

[Linki]

Dabit schreef:
en de energie lokaal dissiperen.

Ook wel eens over nagedacht. Direct op de spindel sprieten met tactisch gekozen verschillende eigen frequenties plaatsen in een mantelbuisje gevuld met olie.

[DaBit]

Lijkt me voor de lage frequenties wat problematisch, die eigenfrequenties. Dan zou ik liever volledig op visceuze demping vertrouwen; dan hoef je alleen maar zo goed mogelijk de trillingen de olie in te leiden. Of een laag rubber of ander materiaal met hoge inwendige wrijving aan te brengen met een massa aan de andere kant.

Ik heb er wel aan zitten denken om een klem te maken voor de freesspindel van epoxybeton. En dan direct over de hele lengte van dat ding en over laten gaan in een 'koker' die van de Z-as plaat een gesloten doos maakt. 3 vliegen in 1 klap: een stijve spindelhouder, de 'doos' die de halve meter op en neer gaand spul stijfheid geeft, en lokaal wat dempende massa.

[Sven]

boing, BOING, BBBOOOIIINNGG. Wet van behoud van energie. En die 'boing' doet-ie op een of meerdere resonantiefrequenties.

Indeed, die moet je vermijden. Je slaat en je hoort "b" (niet "beeeee", "b")

Een boing is een min of meer staande golf, toch? Ik denk dat het moeilijk is die een plekje te geven in een deels handgevormde EG brug. Echt zuiver gelijkmatig werken is moeilijk als je met de hand de wanddikte opbouwt.

De demping ben ik niet bewust overheen gestapt. Voor zover ik tot nu toe heb kunnen beoordelen heeft mijn TB bed een goede "b" in zicht. En ook belangrijk, mijn portaalfrees is niet bedoeld voor RVS frezen. Als ik een klein stukje staal met een klein freesje ga doen dan ben ik al heel avontuurlijk.

Ik zoek een manier om met mijn eigen spullen een zuivere frees te bouwen. Zoals Dabit al schrijft, "Leuren" om de passing van de geleiding geslepen te krijgen, nee dank u.

[DaBit]

Een boing is een min of meer staande golf, toch?

Meestal wel, al is er geen wet die verbied dat een niet-staande golf niet ook boing doet.

Ik denk dat het moeilijk is die een plekje te geven in een deels handgevormde EG brug. Echt zuiver gelijkmatig werken is moeilijk als je met de hand de wanddikte opbouwt.

Klopt hen het voordeel van EG is dat je allemaal verschillende groottes steentjes hebt, dus veel paden van verschillende lengte. En 'rubber' tussen die steentjes in.

En ook belangrijk, mijn portaalfrees is niet bedoeld voor RVS frezen. Als ik een klein stukje staal met een klein freesje ga doen dan ben ik al heel avontuurlijk.

Ja, bij mij is het ook 6mm frees max in dat spul hoor. Maar als-ie het kan, waarom niet? Ik wil als hobbyist gewoon doen waar ik op dat moment zin in heb :)
(en staal is met een goede frees al helemaal niet zo eng)

[IronMan]

Ik probeer het allemaal een beetje te volgen maar
Is het niet mogelijk om vierkante of rechthoekige stalen profielen te gebruiken als brug.
En deze vullen met een of andere mengels EG of iets dergelijks.
Of sla ik nu de plank ganzzz mis

[Sven]

Ja, Dat kan ook.
De reden waarom ik glas aan de buitenkant doe is dat ik dan plaat kan toepassen die al superglad is. Die komt op de vlaktafel te liggen tijdens het storten van het geheel. Ik hoop dat daarmee een vlak helemaal strak is direct na het losnemen en niet nabewerkt hoeft te worden voor de geleidingen worden gemonteerd.

Ook heb ik geen volledig vertrouwen dat als je EG aan staal toevoegt, het staal ook vast blijft zitten. Ik heb zelf al gemerkt dat een lange met epoxy gelijmde rvs-houtverbinding zich wist los te werken.

[IronMan]

Ahaaa ok.
Ik was effe aan het surfen op het net en kwam dit tegen bij Cnczone.
http://www.cnczone.com/forums/epoxy_gra ... hread.html
Staat veel in over EG mengsels

Ik las ook dat je staal moet zandstralen om een betere hechting te krijgen met Epoxcy

Good luck met je Concept.