Torsion box bonanza
Moderators: audiomanics, Moderators
Torsion box bonanza
Al een tijd ben ik aan het broeden op een concept om een lichtgewicht portaalfrees.
De voornaamste reden hiervoor is "verhuisbaarheid", waarmee ik bedoel dat ie redelijk makkelijk, liefst door 1 persoon, uit elkaar gehaald kan worden en dan door een gewone kamerdeur naar buiten kan.
Dit laatste ondanks de uiteindelijke werkbereik van 244x122 cm, al verwacht ik bij deze maat echt wel hulp bij demontage nodig te hebben.
Tegelijk moet het wel een frees worden waar je wat aan hebt, snel en geschikt om als dat nodig mocht zijn ook aluminium mee te frezen.
De grote versie wil ik bouwen met met een carbon/epoxy plaat, die versie kan zelfs worden uitgebreid naar een combinatie met epoxy/graniet als blijkt dat er echt te weinig gewicht in zit om leuke snelheden te halen zonder resonanties.
Maar om meteen zo groot en duur te gaan is niet slim, daarom eerste op een wat kleinere schaal aan de slag, in voordeliger materiaal.
Als je commentaar hebt, ik lees het graag!
Uit te voeren in Mahonie multiplex exterieur en berkenmultiplex interieur:
Torsion box portaalfrees "Gentle Giant"
Werkbereik: 1200x1000x250
Portaal: doorsnede 300x300, Lengte 1600, hoogte 550 18 mm mahonie aan weerszijde, 3mm berken vulling, raster ongeveer 50 mm, diagonaal
Basis: geleiding op stalen buis op Torsion box modules. Als je aandrijving voor de x-as met rack en pignion doet dan kan je ook tegen bescheiden kosten de lengte van de x-as vergroten.
Detail 1: Staalplaat tussen portaal en geleiding x-as bevestigd met draadeind door de huid. Het gebied waar met de draadstangen word geklemd is massief om de trekkracht over te kunnen brengen.
Detail 2: horizontaal verbonden met vertikaal dmv puzzelstukken, om kleine versie op mijn huidige frees te kunnen maken en de grote zonder verspilling van carbon plaat.
Z-as
Koker 80x80 mm over hele lengte voorzien van lineairgeleiding, karren "rug aan rug" bevestigd met bijvoorbeeld 10 mm staal of carbon plaat tegen karren voor y-as.
De voornaamste reden hiervoor is "verhuisbaarheid", waarmee ik bedoel dat ie redelijk makkelijk, liefst door 1 persoon, uit elkaar gehaald kan worden en dan door een gewone kamerdeur naar buiten kan.
Dit laatste ondanks de uiteindelijke werkbereik van 244x122 cm, al verwacht ik bij deze maat echt wel hulp bij demontage nodig te hebben.
Tegelijk moet het wel een frees worden waar je wat aan hebt, snel en geschikt om als dat nodig mocht zijn ook aluminium mee te frezen.
De grote versie wil ik bouwen met met een carbon/epoxy plaat, die versie kan zelfs worden uitgebreid naar een combinatie met epoxy/graniet als blijkt dat er echt te weinig gewicht in zit om leuke snelheden te halen zonder resonanties.
Maar om meteen zo groot en duur te gaan is niet slim, daarom eerste op een wat kleinere schaal aan de slag, in voordeliger materiaal.
Als je commentaar hebt, ik lees het graag!
Uit te voeren in Mahonie multiplex exterieur en berkenmultiplex interieur:
Torsion box portaalfrees "Gentle Giant"
Werkbereik: 1200x1000x250
Portaal: doorsnede 300x300, Lengte 1600, hoogte 550 18 mm mahonie aan weerszijde, 3mm berken vulling, raster ongeveer 50 mm, diagonaal
Basis: geleiding op stalen buis op Torsion box modules. Als je aandrijving voor de x-as met rack en pignion doet dan kan je ook tegen bescheiden kosten de lengte van de x-as vergroten.
Detail 1: Staalplaat tussen portaal en geleiding x-as bevestigd met draadeind door de huid. Het gebied waar met de draadstangen word geklemd is massief om de trekkracht over te kunnen brengen.
Detail 2: horizontaal verbonden met vertikaal dmv puzzelstukken, om kleine versie op mijn huidige frees te kunnen maken en de grote zonder verspilling van carbon plaat.
Z-as
Koker 80x80 mm over hele lengte voorzien van lineairgeleiding, karren "rug aan rug" bevestigd met bijvoorbeeld 10 mm staal of carbon plaat tegen karren voor y-as.
350 kilo 1250x1250 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
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
Re: Torsion box bonanza
Het grootste probleem bij het bouwen met hout is dat hout veel makkelijker samen te drukken is dan staal of aluminium, of voor de toekomst, dan koolstof-epoxy plaat.
Dat maakt het bevestigen van de mechanische componenten veel lastiger dan bij stalen of aluminium machines.
Volgens mij zijn er twee gebieden waar het echt een groot probleem wordt als het niet goed gedaan wordt:
- bij de voeten, waar het portaal op de karren van de x-as staan
- bij de bevestiging van de lineaire geleidingen en eventueel de aandrijving op het portaal.
Om de karren op de voet te plaatsen bevestig ik stalen platen aan de zolen en bevestig daar de karren weer aan.
Die platen worden door het portaal heen met draadeind vastgezet, met stalen contraplaten bovenop. (detail 1)
De bevestiging van de geleidingen aan het portaal is een stuk lastiger.
Als je de boel niet goed kan aandraaien is alles voor niks.
Ik overweeg nu om aluminium inserts met epoxy te lijmen in grote gaten in het hout.
Nadeel van deze methode is dat alles voor het lijmen van het portaal al ingefreest en gelijmd moet zitten. Effe een gaatje bijboren om iets vast te zetten is er niet bij.
Als alternatief kan je natuurlijk ook plaat en contraplaat doen en door het portaal heen vastbouten met draadeind.
Dan hoef je alleen een stalen busje in te lijmen om de druk bij afschuiven op te vangen.
Dat maakt het bevestigen van de mechanische componenten veel lastiger dan bij stalen of aluminium machines.
Volgens mij zijn er twee gebieden waar het echt een groot probleem wordt als het niet goed gedaan wordt:
- bij de voeten, waar het portaal op de karren van de x-as staan
- bij de bevestiging van de lineaire geleidingen en eventueel de aandrijving op het portaal.
Om de karren op de voet te plaatsen bevestig ik stalen platen aan de zolen en bevestig daar de karren weer aan.
Die platen worden door het portaal heen met draadeind vastgezet, met stalen contraplaten bovenop. (detail 1)
De bevestiging van de geleidingen aan het portaal is een stuk lastiger.
Als je de boel niet goed kan aandraaien is alles voor niks.
Ik overweeg nu om aluminium inserts met epoxy te lijmen in grote gaten in het hout.
Nadeel van deze methode is dat alles voor het lijmen van het portaal al ingefreest en gelijmd moet zitten. Effe een gaatje bijboren om iets vast te zetten is er niet bij.
Als alternatief kan je natuurlijk ook plaat en contraplaat doen en door het portaal heen vastbouten met draadeind.
Dan hoef je alleen een stalen busje in te lijmen om de druk bij afschuiven op te vangen.
350 kilo 1250x1250 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
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
Re: Torsion box bonanza
Ik wil je ideeën niet afbreken, maar als je zelf al zo veel negatieve punten en tegenstrijdigheden ontdekt in je methodologie, heb je misschien niet de juiste gekozen?
Ik lees een licht, eenvoudig verplaatsbare machine. En 5 regels later heb je het over het toevoegen van massa met epoxy graniet. En dan lees ik dunwandige koolstofverstevigde epoxy plaat, en geen resonanties. Die dingen gaan allemaal niet samen. Ofwel bouw je een lichte machine die staat te dansen. Of een stevige machine die op zijn plaats blijft volgens mij.
Wat betreft het indrukken van het hout. Als je alu gebruikt en daar waar het materiaal weinig nut heeft, het wegfreest kan je ook een lichte structuur bekomen, denk maar aan een "truss" structuur.
Wat me ook niet helemaal duidelijk is, is je portaal. Zijn dit 2 dunne afzonderlijke "planken"? Of is dit 1 geheel. Het lijkt het eerste, en dat komt volgens mij niet goed!
Ik lees een licht, eenvoudig verplaatsbare machine. En 5 regels later heb je het over het toevoegen van massa met epoxy graniet. En dan lees ik dunwandige koolstofverstevigde epoxy plaat, en geen resonanties. Die dingen gaan allemaal niet samen. Ofwel bouw je een lichte machine die staat te dansen. Of een stevige machine die op zijn plaats blijft volgens mij.
Wat betreft het indrukken van het hout. Als je alu gebruikt en daar waar het materiaal weinig nut heeft, het wegfreest kan je ook een lichte structuur bekomen, denk maar aan een "truss" structuur.
Wat me ook niet helemaal duidelijk is, is je portaal. Zijn dit 2 dunne afzonderlijke "planken"? Of is dit 1 geheel. Het lijkt het eerste, en dat komt volgens mij niet goed!
Wanneer iets perfect dezelfde maat heeft, dan gebruik je geen nauwkeurig genoeg meettoestel.
Re: Torsion box bonanza
Mmm, ja, goed om het nog wat meer toe te lichten.
Ik heb het hier over twee machines met dezelfde bouwwijze, in twee verschillende materialen voor het portaal.
Een grote, die een portaal van carbon plaat moet krijgen en een kleinere om de bouwwijze uit te proberen in voordeliger materiaal, hardhout multiplex.
De portalen bestaan uit twee skins met daartussen een "honingraatstructuur" van berkentriplex.
Ik vermoed dat met deze bouwwijze voordelen behaald kunnen worden in gewicht/verhuisbaarheid.
Het portaal en de tafel kunnen als ze goed gebouwd worden met water verzwaard worden om bij verhuizen leeg gepompt te worden. Voor extra demping kan je de cellen bij het verlijmen met open schuim vullen.
De grote kwestie is nu vooral of een portaal van 300x300 mm zich qua stijfheid kan meten met een stalen versie die dan denk ik kleiner van doorsnede zal zijn.
Ik heb het hier over twee machines met dezelfde bouwwijze, in twee verschillende materialen voor het portaal.
Een grote, die een portaal van carbon plaat moet krijgen en een kleinere om de bouwwijze uit te proberen in voordeliger materiaal, hardhout multiplex.
De portalen bestaan uit twee skins met daartussen een "honingraatstructuur" van berkentriplex.
Ik vermoed dat met deze bouwwijze voordelen behaald kunnen worden in gewicht/verhuisbaarheid.
Het portaal en de tafel kunnen als ze goed gebouwd worden met water verzwaard worden om bij verhuizen leeg gepompt te worden. Voor extra demping kan je de cellen bij het verlijmen met open schuim vullen.
De grote kwestie is nu vooral of een portaal van 300x300 mm zich qua stijfheid kan meten met een stalen versie die dan denk ik kleiner van doorsnede zal zijn.
350 kilo 1250x1250 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
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
Re: Torsion box bonanza
Da's uit te rekenen en/of te simuleren. De elasticiteitsmodulus van zowel staal als hout is bekend.
Kun je hier wat mee?
http://easycalculation.com/engineering/ ... r-beam.php
http://www.engineersedge.com/calculator ... case_4.htm
Ik ben trouwens dol op torsionboxen, honingraten, sandwiches, vakwerkframes, bla. Ik denk inderdaad dat je er een stevig gewichtsvoordeel mee kunt halen. En vullen met water en open schuim of iets als RVS staalwol is ook een hele goeie.
Kun je hier wat mee?
http://easycalculation.com/engineering/ ... r-beam.php
http://www.engineersedge.com/calculator ... case_4.htm
Ik ben trouwens dol op torsionboxen, honingraten, sandwiches, vakwerkframes, bla. Ik denk inderdaad dat je er een stevig gewichtsvoordeel mee kunt halen. En vullen met water en open schuim of iets als RVS staalwol is ook een hele goeie.
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
Re: Torsion box bonanza
Het probleem dat ik zie met die dunwandige structuren is dat de lokale stijfheid daar laag is.
Denk maar aan kokerprofielen die een grote gong worden. Op zich kan die koker best stijf zijn (materiaal zit ver van de neutrale as). Maar de wanden zelf zijn maar erg dun.
Je zou dan moeten de wanden verstevigen door er inderdaad een sandwich constructie van te maken of lokaal verstevigingsribben (zoals stringers bij een vliegtuig, http://www.aeronautics.nasa.gov/events/ ... owcost.jpg).
Een ander probleem dat ik zie zijn het verkrijgen van nauwkeurige onderdelen. Op composiet structuren staan meestal zeer grove toleranties. Je zal serieus wat werk van goede mallen moeten maken!
Denk maar aan kokerprofielen die een grote gong worden. Op zich kan die koker best stijf zijn (materiaal zit ver van de neutrale as). Maar de wanden zelf zijn maar erg dun.
Je zou dan moeten de wanden verstevigen door er inderdaad een sandwich constructie van te maken of lokaal verstevigingsribben (zoals stringers bij een vliegtuig, http://www.aeronautics.nasa.gov/events/ ... owcost.jpg).
Een ander probleem dat ik zie zijn het verkrijgen van nauwkeurige onderdelen. Op composiet structuren staan meestal zeer grove toleranties. Je zal serieus wat werk van goede mallen moeten maken!
Wanneer iets perfect dezelfde maat heeft, dan gebruik je geen nauwkeurig genoeg meettoestel.
Re: Torsion box bonanza
ik gebruik kant en klare plaat die uitgefreest wordt, geen mallen.
Lijmen is gepland op vlaktafel of biljardtafel.
Bij hout 18 mm dik, bij carbon wsch 4 mm. Deze laatste kan bij te grote resonanties nog een laag epoxy-graniet krijgen binnenin.
Lijmen is gepland op vlaktafel of biljardtafel.
Bij hout 18 mm dik, bij carbon wsch 4 mm. Deze laatste kan bij te grote resonanties nog een laag epoxy-graniet krijgen binnenin.
350 kilo 1250x1250 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
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
Re: Torsion box bonanza
Mijn ervaring is toch wel, ook al maak je het geheel van hout, dat dit toch wel een enorme stijve constructie opleverd, bijgaand voor alle duidelijkheid de foto van mijn tafelblad. Buitenmaten 1100x1100x100mm.
Bedenk maar eens dat de vleugels van een modelvliegtuigje uiteindelijk op dezelfde wijze gebouwd worden, alleen dan van 1,5mm dikke balsa latjes en dergelijke, ook dit wordt met een stukje papier of plakplastic een supersterke constructie. Bouten vast zetten kan eenvoudig door er een strip Alu in te verwerken waar je dan vervolgens draad in kan tappen.
Bedenk maar eens dat de vleugels van een modelvliegtuigje uiteindelijk op dezelfde wijze gebouwd worden, alleen dan van 1,5mm dikke balsa latjes en dergelijke, ook dit wordt met een stukje papier of plakplastic een supersterke constructie. Bouten vast zetten kan eenvoudig door er een strip Alu in te verwerken waar je dan vervolgens draad in kan tappen.
Re: Torsion box bonanza
Heb je al een kostencalculatie gedaan van de benodigde plaat? Dat loopt knap snel uit de klauwen met die diktes carbonplaat...Sven schreef: bij carbon wsch 4 mm.
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
Re: Torsion box bonanza
Toen ik begon met deze puzzel waren deze jongens wat voordeliger en hadden ze de maat die ik nodig zou hebben. Nu niet meer:
http://www.carbonmods.co.uk/Products/Pr ... MFSRG.aspx
http://www.carbonmods.co.uk/Products/Pr ... MFSRG.aspx
350 kilo 1250x1250 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
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
Re: Torsion box bonanza
£317.98 voor een 3mm dikke plaat van 600x600mm. Da's dus een ruime 1000 euro per vierkante meter, en een vierkante meter ben je zo kwijt...
Ik maakte destijds voor mijn motorkoffers de composietplaten door te lamineren op een Depron kern. Laagje vezels, laagje Depron, laagje vezels, laagje Depron, laagje vezels. Verder een aantal dwarsverbindingen door de plaat heen met glasvezeltjes+epoxy, maar dat hoef jij met een torsionbox niet te doen. Licht, stijf en tenminste nog betaalbaar.
Je zou ook voor een soortgelijke sandwich kunnen kiezen, eventueel met een aluminium honingraat erin ofzo. Zo supergeschikt is Depron nou ook weer niet namelijk.
De sterkte van carbonvezel heb je niet nodig en kwa stijfheid doet een sandwich niet veel onder voor volle kern.
Moet je wel fatsoenlijk kunnen persen of de beschikking hebben over vacuum; carbon verwerken met enkel handlayup levert je ca. 35% vezeldichtheid op en dat is zonde van het dure spul.
Ik maakte destijds voor mijn motorkoffers de composietplaten door te lamineren op een Depron kern. Laagje vezels, laagje Depron, laagje vezels, laagje Depron, laagje vezels. Verder een aantal dwarsverbindingen door de plaat heen met glasvezeltjes+epoxy, maar dat hoef jij met een torsionbox niet te doen. Licht, stijf en tenminste nog betaalbaar.
Je zou ook voor een soortgelijke sandwich kunnen kiezen, eventueel met een aluminium honingraat erin ofzo. Zo supergeschikt is Depron nou ook weer niet namelijk.
De sterkte van carbonvezel heb je niet nodig en kwa stijfheid doet een sandwich niet veel onder voor volle kern.
Moet je wel fatsoenlijk kunnen persen of de beschikking hebben over vacuum; carbon verwerken met enkel handlayup levert je ca. 35% vezeldichtheid op en dat is zonde van het dure spul.
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
Re: Torsion box bonanza
Tja, de stijfheid van carbon in de torsion box haal je waarschijnlijk ook met multiplex en wordt dan 324 mm dik ipv 300 mm.
Wat denk ik wel voor deze carbon plaat spreek is de vlakheid maar dat kan misschien ook met kant en klare glasvezelplaat op hout. Kan je meteen de moeren strak aandraaien.. :)
Wat denk ik wel voor deze carbon plaat spreek is de vlakheid maar dat kan misschien ook met kant en klare glasvezelplaat op hout. Kan je meteen de moeren strak aandraaien.. :)
350 kilo 1250x1250 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
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
Re: Torsion box bonanza
je kan ook een heftruck huren als je gaat verhuizen, dat is niet zo omslachtig.
Re: Torsion box bonanza
Ruud, die alu strip meelijmen, heb je dat zelf zo gedaan?
Ik ben bang dat een ingelijmde strip zich loswerkt door verschil in uitzettingscoëfficiënt.
Ik ben bang dat een ingelijmde strip zich loswerkt door verschil in uitzettingscoëfficiënt.
350 kilo 1250x1250 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
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