Kurzantwort
Obwohl ich mich zu dieser Zeit ausgiebig mit dem CinePI-Projekt beschäftigte, kamen mir natürlich immer wieder andere Dinge dazwischen.
Eine davon war eine Mafell FM 1000, die schon seit längerer Zeit auf meiner eBay-Beobachtungsliste stand.
Irgendwann hatte ich mich dann endlich zum Kauf durchgerungen.
Manche Dinge brauchen halt etwas länger.
Damit begann allerdings direkt das nächste Projekt:
Wie bekomme ich die Mafell vernünftig auf meine kleine Openbuilds Mini OX?
Die neue Spindel
Bei meiner Openbuilds C-Beam stellte die Montage der Mafell kein großes Problem dar.
Ein passender Adapter war in Fusion 360 schnell konstruiert und konnte anschließend gedruckt werden.
Bei der kleinen Mini OX sah die Sache anders aus.
Denn ich denke, da gibt mir jeder Recht:
Der Fräser sollte schon das Wasteboard erreichen.
Was nutzt einem die schönste Spindel, wenn sie sich zwar irgendwie befestigen lässt, anschließend aber nicht vernünftig zum Fräsen eingesetzt werden kann?
Oder anders gesagt:
„Hilfe, mein Fräser kommt nicht an das Material!“
Die vorhandene Z-Achse reicht nicht
Mit der damals an der Mini OX montierten Z-Achse hätte ich das Wasteboard mit der Mafell nicht erreicht.
Das wäre nur mit erheblichen Einbußen bei der Durchlasshöhe möglich gewesen – und genau das wollte ich vermeiden.
Bis dahin war auf dieser CNC eine 500-W-Frässpindel montiert. Sie war deutlich leichter als die Mafell FM 1000 und die vorhandene Z-Achse war letztlich genau für diese kleinere Spindel entstanden.
In den folgenden Tagen entstanden deshalb die unterschiedlichsten Gedankenspiele.
Sollte die Mafell vielleicht ausschließlich auf der großen Openbuilds C-Beam eingesetzt werden?
Dann hätte die Katsu, mein Makita-RT0700-Clone, auf die kleine Mini OX wechseln können.
Aber auch dafür hätte ich die vorhandene Spindelaufnahme ändern müssen.
Also blieb eigentlich nur eine Alternative:
Die Mini OX bekommt eine neue Z-Achse.
Erst einmal schauen, was schon da ist
Gesagt, getan.
Die ersten Entwürfe entstanden im CAD. Ich suchte die benötigten Maße zusammen und überlegte, wie sich die neue Achse möglichst einfach umsetzen ließ.
In meiner „CNC-Kiste“ schlummerte bereits seit längerer Zeit ein 2080-Aluminiumprofil mit 250 mm Länge.
Das sollte zunächst einmal ausreichen.
Außerdem lagen noch einige SC08-UU-Lagerblöcke herum.
Es fehlten damit im Wesentlichen noch passende Führungswellen. Dafür bestellte ich bei Dold Präzisionswellen mit Gewindebohrungen.
Als Antrieb plante ich eine T8-Trapezgewindespindel ein.
Für meine Zwecke sollte das ausreichen.
Vom Entwurf zum 3D-Modell
Mit den notwendigen Maßen und einer Vorstellung vom Aufbau entstanden zunächst die Zeichnungen.
Anschließend setzte ich die Konstruktion in Fusion 360 um, um mir das Ganze auch sprichwörtlich vor Augen führen zu können.
Und genau dabei zeigte sich der Vorteil des Modells.
Mein erster Entwurf funktionierte nämlich nicht.
Die Spindelplatte wäre bei Verwendung der Openbuilds-POM-Mutter nicht an der unteren Platte der Z-Achse vorbeigekommen.
Mir fehlte schlicht der notwendige Abstand.
Der Montageblock löst das Problem
Die Lösung fand ich schließlich in einem Montageblock für die üblichen Trapezgewindemuttern.
Dadurch vergrößerte sich der Abstand ausreichend und die Spindelplatte bekam den benötigten Bewegungsraum.
Vor allem war damit das ursprüngliche Ziel wieder erreichbar:
Der Fräser konnte bis zum Wasteboard gelangen, ohne dafür unnötig Durchlasshöhe zu opfern.
So sah die Konstruktion schließlich aus:
Zwischenstand
Damit stand die Konstruktion der neuen Z-Achse.
Interessant war dabei vor allem, dass sich der erste Entwurf bereits im CAD als ungeeignet erwiesen hatte. Die Kollision zwischen Spindelplatte, unterer Platte und POM-Mutter wäre spätestens beim realen Aufbau aufgefallen – im Modell ließ sie sich vorher erkennen und korrigieren.
Aus einem herumliegenden 2080-Profil, vorhandenen Lagerblöcken und einigen ergänzenden Bauteilen war damit eine Lösung entstanden, die speziell auf die Anforderungen der Mini OX und der größeren Frässpindel zugeschnitten war.
Empfehlung
Bei einer neuen Z-Achse reicht es nicht, nur Führung und Antrieb unterzubringen.
Entscheidend ist der gesamte nutzbare Bewegungsraum: Die Spindel muss ausreichend weit nach unten kommen, das Werkzeug muss das Wasteboard erreichen und gleichzeitig sollte möglichst wenig Durchlasshöhe verloren gehen.
Und manchmal zeigt einem das CAD erfreulicherweise schon vor dem ersten Span, wo die eigene Konstruktion noch nicht funktionieren kann.
Technik verdient Klarheit.