Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Alle in grote lijnen opgebouwde aluminium, stalen en houten cnc-machine`s

Moderators: audiomanics, Moderators

Plaats reactie
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Beste allemaal,

Ik ben nieuw hier op het forum, aangenaam kennis te maken!

Sinds enige tijd ben ik van plan een CNC portaalfrees te gaan bouwen, ik heb me al aardig in gelezen in dit forum en veel mooie projecten voorbij zien komen.
Ik heb gezien dat er veel expertise komt kijken bij het bouwen van een goede machine, het is een uitvoerig proces, maar stapje voor stapje lijkt het me iets wat me zou moeten kunnen lukken.

Het grootste probleem wat ik nu voor me zie lijkt me het realiseren van een goed onder-frame en brug. Ik wil de machine in behoorlijk grote afmetingen gaan uitvoeren dus de constructie moet stevig zijn.
Aluminium extrusie profielen lijken me daarom af te vallen (jammer, want makkelijk te monteren) dus kom ik uit bij staal. En daar zit voor mij de lastigheid, ik heb nooit met staal gewerkt, ik kan niet lassen, al lijkt het me iets wat ik wel zou kunnen leren. Handig ben ik zeker wel, maar een beetje oefenen lijkt me wel een goed idee voor ik zo een frame begin te lassen en anders heb ik iemand die dat voor me kan, maar DIY lijkt me leuker. :-)

Goed, mijn vraag, hoe pak ik dit aan? Het freesbereik zou minimaal 3.10m x 1.55m moeten zijn, misschien moet die 1.55m zelfs iets meer worden nog, namelijk 2.20m
Dit ivm plaatmateriaal wat ik van deze afmetingen wil kunnen frezen.

Ik begrijp dat je een stalen frame en brug geheel van kokerprofiel kan maken, maar hoe bepaal ik de benodigde type / maten en dikten om de sterkte / stijfheid te krijgen die ik nodig heb.
Op dit forum wordt veelal gesproken over tekenen en testen in fusion 360, maar dat is geen pakket waar ik over beschik, ik kan wel aardig tekenen met Sketchup, als ik de sterkte berekeningen oversla en wat ervaring en gezond verstand toepas, dan zou ik toch iets moeten kunnen ontwerpen wat voldoet. Maar misschien dat men hier anders over denkt?

Dan vervolgens, als ik aan een ontwerp begin van het frame, dan loop ik ook tegen een aantal zaken aan die kritisch zijn, zoals de bevestiging van de geleidingsrails, aangezien ik zelf geen metaal kan bewerken, afgezien misschien van lassen na wat oefenen (en boren gaat ook lukken trouwens), zit ik er nog mee dat het frame vlak zal moeten zijn en uiterst vlak daar waar de geleidingsrails komen, daarmee vraag ik me af of ik de kokerprofielen aan die zijde kan laten vlakken waar deze rails moeten komen en of dat dat genoeg is? Of kan ik beter een stalen gevlakte strip van 10mm dikte op het (gevlakte) frame lassen en daar de geleidingsrails aan bevestigen. Ik kan overigens de machine gewoon aan de grond vast zetten op stelbouten, het lijkt me dat ik daarmee de constructie ook kan dwingen om vlak te zijn, als de delen maar goed op maat zijn gezaagd.

Ik heb in dit stadium nog even geen idee hoe de ik de constructie van het frame ga ontwerpen, ook de positie van de rails (kan zowel bovenkant zijn als zijkant wat ik heb gezien) is nog niet bepaald.

Aan de hand van jullie feedback wil ik me een beetje laten begeleiden om tot een eerste ontwerp te komen wat ik dan hier zal delen.

Ik hoor graag jullie mening.

Alvast bedankt!
CNCnoob
Berichten: 27
Lid geworden op: 25 dec 2019 17:49
Locatie: Temse

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door CNCnoob »

Dag demian,

Zelf ben ik hier ook nog niet zo lang actief maar toch een welgemeende welkom!
Momenteel ben ik bezig met het ontwerp van mijn eerste machine dus ik ben zeker geen specialist maar ik zal proberen toch wat input te geven.

Het is inderdaad wel een gigantische machine die je wil bouwen. Welke materialen wil je er graag mee bewerken en met wat als doel? Zal sterk bepalend zijn voor hoe sterk en stijf alles moet zijn en dus bijgevolg ook cruciaal voor het kiezen van materialen. Als het enkel om hout gaat zou ik aluminium extrusie niet direct afschrijven, maar hou er rekening mee dat die vaak een pak duurder uitkomen dan een stalen uitvoering. Om zo een grote machine zelf in elkaar te lassen zonder veel ervaring lijkt me heel moeilijk. Om het meeste kromtrekken tegen te gaan heb je toch wel wat kennis en kunde nodig lijkt me. Wel de ideale kans om het te leren maar zeker niet het eenvoudigste eerste project dan.

Fusion 360 is bij mijn weten nog steeds gratis voor hobbyisten dus dat kan je eventueel wel gaan gebruiken.

De vlakheid van zo'n grote machine is ook niet zo eenvoudig, tenzij je de hele gelaste constructie kan vlakken op een bestaande freesbank (die dan nog groter moet zijn). Eerst alles vlakken en dan in elkaar lassen gaat enorm moeilijk zijn lijkt me, maar ik ben hier zelf ook niet ervaren in. Ik probeer lassen zoveel mogelijk te vermijden in mijn eerste design omdat ik schrik heb van de interne spanningen en het bijhorende kromtrekken ondanks dat mijn bereik veel kleiner zal zijn.

Hopelijk heb je hier iets aan en alvast veel succes ermee!
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Hey CNCnoob.. :mrgreen:

Dank je voor je reactie!

Ik ga voornamelijk MDF en multiplex met HPL frezen, af en toe kan er een plaat bij zitten van 3.05m x 1.53m maar afmetingen van 2.80 x 2.10m komen ook sporadisch voor.
Wat betreft het laswerk, ik heb 2 kennissen die uitstekend goed kunnen lassen en die beschikken ook over bandzaag en een grote kolomboor voor metaal toepassingen. Dus ik zou het maakwerk van het frame door een van hen kunnen laten doen.

Maar ik dacht zelf dat het kromtrekken wel mee zou moeten vallen als ik eerst alleen tactisch puntjes las om de de constructie zichzelf te laten dragen, daarna alles met geduld voor afkoelen en volgens een bepaald patroon af te lassen. Maar zoals gezegd,ik hoef het eventueel niet zelf te doen al denk ik dat ik het wel zou kunnen met wat geduld, maar misschien niet. Ik ga sowieso eerst wat oefenen.

Dat fusion gratis was voor hobbyisten wist ik niet, daar ga ik naar kijken dan.

Qua aluminium, inderdaad de kostprijs daarvan ligt hoger, dat is ook een reden om naar staal te kijken, maar misschien dat het gemak van aluminum toch zwaarder opweegt ten opzichte van de andere voordelen van staal.
stekkestim
Berichten: 737
Lid geworden op: 18 nov 2009 16:43
Locatie: Waanrode
Contacteer:

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door stekkestim »

Is het zakelijk of hobbymatig?
Gebruikersavatar
Sven
Berichten: 4756
Lid geworden op: 24 sep 2008 09:13
Locatie: Arnhem
Contacteer:

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door Sven »

Je geeft al aan, de plek waar de rails komen moet vlak zijn.
Als je die rails op koker wilt zetten dan moet die koker zelf vlak zijn, en dat is ie niet.

Je kan 'm ook niet zomaar vlak gaan frezen, in gewone gelaste koker zit spanning die de koker gaat vervormen zodra er aan gefreesd wordt.
Die zou theoretisch gegloeid kunnen worden maar bij dit soort maten is dat geen grapje.

Ik denk dat je als je een budget machine zoekt beter af bent met een oude machine voor een habbekrats die je gaat retrofitten met nieuwe electronica.
Grote machines raak je zeker als ze oud zijn aan de straatstenen niet kwijt omdat er meteen kostbaar transport aan vast zit en naar ik vermoed een machinehandelaar er geen ruimte voor heeft, niet snel kan doorverkopen, en dat soort gein.

Als je geduldig de juiste machine kan afwachten ben je uiteindelijk misschien net zo snel klaar als zelf bouwen.
Juist dit soort formaten zou ik niet als een eerste machine zelf gaan bouwen.
350 kilo aluminium portaalfrees:
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=13039
Beginnen met CNC? Ontwerpen, bouwen, of toch kopen?
http://cnczone.nl/viewtopic.php?f=8&t=15481
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Het meeste freeswerk zal hobbymatig zijn, maar ik hou mijn opties open voor een eventueel betaalde opdracht, vandaar de afmetingen.
Maar ik ben zelfstandige als je dat wil weten, helaas wel een die sinds eind februari al zonder werk zit wegens corona dus geen inkomen, dus ik wilde mijn tijd nuttig gaan gebruiken voor iets.
stekkestim schreef: 11 apr 2020 11:36 Is het zakelijk of hobbymatig?
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Sven schreef: 11 apr 2020 11:40 Je geeft al aan, de plek waar de rails komen moet vlak zijn.
Als je die rails op koker wilt zetten dan moet die koker zelf vlak zijn, en dat is ie niet.

Je kan 'm ook niet zomaar vlak gaan frezen, in gewone gelaste koker zit spanning die de koker gaat vervormen zodra er aan gefreesd wordt.
Die zou theoretisch gegloeid kunnen worden maar bij dit soort maten is dat geen grapje.

Ik denk dat je als je een budget machine zoekt beter af bent met een oude machine voor een habbekrats die je gaat retrofitten met nieuwe electronica.
Grote machines raak je zeker als ze oud zijn aan de straatstenen niet kwijt omdat er meteen kostbaar transport aan vast zit en naar ik vermoed een machinehandelaar er geen ruimte voor heeft, niet snel kan doorverkopen, en dat soort gein.

Als je geduldig de juiste machine kan afwachten ben je uiteindelijk misschien net zo snel klaar als zelf bouwen.
Juist dit soort formaten zou ik niet als een eerste machine zelf gaan bouwen.
Goeie punten die je noemt, de afmetingen zijn inderdaad een beetje een probleem vrees ik.
Het retro fitten van een afgeschreven machine is inderdaad ook iets wat ik overweeg.

Haast heb ik niet, dus misschien inderdaad de moeite waard om eens om me heen te kijken hiervoor. Thanks.
stekkestim
Berichten: 737
Lid geworden op: 18 nov 2009 16:43
Locatie: Waanrode
Contacteer:

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door stekkestim »

demian schreef: 11 apr 2020 11:44 Het meeste freeswerk zal hobbymatig zijn, maar ik hou mijn opties open voor een eventueel betaalde opdracht, vandaar de afmetingen.
Maar ik ben zelfstandige als je dat wil weten, helaas wel een die sinds eind februari al zonder werk zit wegens corona dus geen inkomen, dus ik wilde mijn tijd nuttig gaan gebruiken voor iets.
stekkestim schreef: 11 apr 2020 11:36 Is het zakelijk of hobbymatig?
Ik stelde de vraag omdat als het voor zakelijk is, koop gewoon een (oude of chinese) machine, gaat je op termijn minder kosten. Dan wanneer je er zelf een gaat proberen bouwen die dan niet aan je wensen, verwachtingen voldoet.
Zoals al aangehaad zal staal lassen nog wel lukken ,maar het zo vlak mogelijk houden en nadien spanningsarm gloeien en vlakfrezen zal een grote uitdaging worden.
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Thanks voor je toelichting, ik ga eens om me heen kijken wat dit betreft.
Het zelfbouwen had wel als uitgangspunt om het betaalbaar te houden, maar omdat het sowieso aardig wat centjes gaat kosten moet het wel succesvol eindigen inderdaad.

Het gloeiverhaal ben ik bekend mee, ik zat er aan te denken om het frame daarom misschien uit 3 delen maken die ik eenmaal alles goed gelast en gegloeid ik het frame tot 1 geheel kan afmonteren (met bouten en dan lassen).
Maar ik weet niet of dat zoiets wel goed gaat lukken, het frame bestaat dan immers niet meer uit lange lengtes maar uit kortere stukken.
stekkestim
Berichten: 737
Lid geworden op: 18 nov 2009 16:43
Locatie: Waanrode
Contacteer:

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door stekkestim »

Ik heb ook geen zicht natuurlijk op jou werkplek of situatie, maar houd ook rekeing met de benodigde ruimte.
Ik heb hier een frees staan met werkbereik van 2100*4100mm en die neemt enkel aan vloeroppervlakte alleen al 3m10x5m20 in. Om er practisch rond te kunnen neemt deze dus minstens 4m50x6m in, dat is 27m² en dan moet je natuurlijk nog de ruimte hebben om plaat materiaal te kunnen leggen. (want geloof me platen van 2800x20700x18 wil je niet recht zetten.)
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Ik beschik over een ruimte van ca 15x12m, dus dat gaat gelukkig passen, maar die platen zijn idioot groot inderdaad en zwaar en wil je inderdaad niet rechtop hebben staan. :shock:

Nu verwacht ik niet dat het veel voor zal komen, ik weet ook niet of het de moeite gaat zijn om inderdaad echt ook zo'n grote machine te maken, als het aan mij ligt ga ik niet groter dan 1.25m x 2.50 freesbereik, maar dan loop ik mogelijk wat werk mis wat ik graag zou willen meepakken. Maar goed, dat is een afweging die ik nog moet maken.

Ik zou natuurlijk ook gewoon het frame kunnen ontwerpen en bouw er van geheel uit kunnen besteden, maar geen idee wat het me dan gaat kosten.

Je merkt het, het frame zit me behoorlijk dwars.. :mrgreen:
JanF
Berichten: 25
Lid geworden op: 06 jan 2016 14:34
Locatie: Ryptsjerk

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door JanF »

Vraag je zelf ook eens af wat je er precies mee wilt doen!
Ga je alleen maar contourfrezen of moet je ook oppervlakten frezen.
En welke nauwkeurigheid wil je ermee behalen.
demian
Berichten: 52
Lid geworden op: 04 apr 2020 17:20

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door demian »

Voornamelijk alleen contourfrezen, kastjes, deurtjes, een sponning voor een verbinding of een gat voor een scharnier, gaatjes voor plankjes of door en door om verbindingen te kunnen maken later.
In ieder geval geen werken met allerlei kunstig 3d freeswerk, echt voornamelijk voor meubels dus en interieur. Heel misschien dat ik ook randen in verstek wil frezen, maar dat is voor later.
Gebruikersavatar
serum
Donateur
Berichten: 3810
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Stalen frame ontwerpen voor grote cnc portaalfrees

Bericht door serum »

Ik heb een machine met een bed van 1500x3000 en een werkbereik van 1750x3100 en heb ook nog wel eens spaanplaat of melamine MDF platen van 2100x2800, maar ik vind ze vreselijk. Ik wil er sowieso nog een vacuum hefinrichting bij hebben. Ik nest deze grote platen zo dat ik ze op de formaatzaag of met een invalzaag eerst op maat maak (ik frees ook veel W410 berken multiplex) Die laatste platen zijn allemaal passend op mijn freesbereik. Heb redelijk wat producten verkocht (maatwerk) maar ik ben nog niet tegen een product aangelopen waarbij ik een grotere machine nodig had.

Maar. zelf bouw. Dat vergt wel wat inzicht en misschien ervaring. Ik heb mijn kleine machine zelf gebouwd maar de grote (mede om het vlakken van de referentievlakken en ik mij bezig wilde houden met het maken van mijn eindproducten in hout) heb ik gekocht. Mijn persoonlijke advies; koop een oude bestaande machine met een vacuumbed/pomp e.d. erbij. Voor rond de 5 a 6000 euro koop je een hele gezonde basis.

En voor dat geld kan je zelf niet bouwen. koop eens lineaire geleiders/ rack/pinion/ freesmotor etc. en materialen en je zit met 2 vingers in de neus al op het dubbele.

Voor multiplex heb je aardig wat stabiliteit nodig is mijn ervaring.

Gat voor een scharnier maak je niet zomaar; daarvoor heb je een machine/aggregaat nodig die onder 90 graden kan frezen of wellicht kan je het werkstuk op de voorkant van je machine rechtop zetten (dit heb ik gedaan met mijn kleine machine)

En los daarvan; ik denk dat je sneller met een mal een gat voor een scharnier maakt dan op de CNC.
foto's uploaden op cnczone.nl Let op, maximale grootte is 2,5MB, geen restricties op resolutie
Plaats reactie