Frage zum portal fräsen design...

Der chaotische Hauptfaden

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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Wurstblinker » Di 14. Feb 2017, 23:54

Hi, ihr hab doch ne Werkstatt....

Spann doch einfach mal das Profil in den Schraubstock , lass es soweit rausstehen wie es später verbaut
werden soll und stell ne Messuhr an eine Seite.

Dann Versuch es mal mit ner Zange (evtl Rohrzange) zu verdrehen.

Das gibt dir in 2-3 Minuten mehr Informationen als man hier in ner halben Stunde schreiben kann.

So ein Nm (ca 100g an 1m Hebel) Drehmoment ist doch meist mehr als man denkt. ;)
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Mi 15. Feb 2017, 00:00

Naja das ganze teil ist 5m Lang also ich weiß nicht ob es nicht zu viel verlange ist die Kollegen mal darum zu bitten ein teil Abzuflexen nur so mal zum testen...
Ich zeichne das mal rein und simuliere wie es sich verhält.

Im Bild sieht man das die längere kante ja nur so gefaltet ist aber nicht anderweitig versteift also ganz äquivalent zu einem Rechteck Profil geschweißt auf eine platte ist das nicht.
Aber evl fast so gut?
Oder eben evl kompletter Kässe?
Ich kann das leider ohne Simulation nicht einschätzen und auch mit kann ich den Spalt zwischen den Materialien u.U nicht unbedingt Naturgetreu abbilden.

Ich habe halte gehofft das hier einer solche Profile kennt und aus dem Stegreif sagen kann ob was was taugt oder nicht, so ganz Algerien.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Wurstblinker » Mi 15. Feb 2017, 00:20

Warum Abflexen?
Ist doch egal wenn 4 Meter in anderer Richtung aus dem Schraubstock herausstehen.

Ehrlich gesagt denke ich nicht das dich eine Simulation weiter bringt,
wenn die Grundlagen in der Realität Fehlen. :cry:

Deshalb mal nicht simulieren sondern real testen , auch gleich mal ein Winkel und ein Rundstahl probieren
dann bekommt man ein Gefühl fürs Material.
Das sind dann 20 min die dir wahrscheinlich Stundenlanges simulieren ersparen.
Danach merkt man auch gleich was wirklich Käse ist ;)
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Geistesblitz » Mi 15. Feb 2017, 00:54

Also ich denke mal, dass es nicht schaden sollte, das an die Seiten zu schrauben. Ist eigentlich nicht verkehrt, du kannst an den Seiten Schrauben durchjagen und hast ein Kastenprofil, dass sowohl auf Biegung als auch Torsion recht steif ist. Kannst ja auch die Mechanik erstmal so bauen, wie du denkst, und dann gucken, ob und wo da noch was versteift werden muss.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Mi 15. Feb 2017, 21:21

Naja ich denke wen ich alles gut plane spare ich mir viel Arbeit später.

der Alte Tony von youtube hat seine Z Achse 300 hoch gemacht ob wohl sie auch nur 150 verfahren kann.
... für eine 4te Achse wäre so was sicher nicht verkehrt...

ich überlege jetzt ob ich die Z Achse nicht irgendwie verstellbar machen könnte :/
z.b. in dem ich so was hier repliziere: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9. ... oup_id=169

Also ein 3-4 cm dicker Stab auf jeder Seite als Portal Arm, unten fest in so einem klemm-block permanent eingeklemmt und oben auch ein Klemmblock an jeder Seite aber zum verstellen...
Das würde den Aufbau schon einige CM breiter machen aber von der Flexibilität wäre das voll geil.

Diese Stäbe da von thorlabs werden immer mit nur einer m6 schraube zusammen verbunden, das reicht denen weil da kein Kräfte drauf wirken, aber wen ich da so ein m12 Gewinde einschneide sollte das Prinzip auch hier gehen um 2 Stäbe auf einander zu schrauben zum verlängern wen die Basislänge nicht reicht?

Ich weiß sind alles wilde Überlegungen aber nur so werden neue Sachen erfunden *g*
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Mi 15. Feb 2017, 22:27

Hier mal die Simulation mit den neuen Profilen zudem sind die Seiten platten unten aus 8mm stahl, Krafteinwirkung 100N seitlich auf die Spindel.
Hier die totale Verformung des ganzen:
1.png

und hier die Dehnung also wo sich das ganze verbiegt:
2.png


Ist doppelt so gut wie mein altes Design nur mit Alu und immer noch 50% besser als das mit Alu und stahl platten.

Ich denke mit dem Design werde ich glücklich, ich überlege nur noch wie hoch das ganze werden soll...
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Raider » Do 16. Feb 2017, 00:13

Also ich habe selbst noch keine Fräse gebaut und habe auch nur mein metallisches Bauchgefühl, aber wenn die Kiste sich bei 100N schon um 5/100 verwindet, das wird doch nie was.
Und das Profil sieht mir einfach zu wenig aus.

Was spricht eigentlich dagegen die X Achsen Führungen hoch zu legen? Dann umgeht man die ganze Portalproblematik und bekommt das leicht steifer.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Geistesblitz » Do 16. Feb 2017, 23:38

Also so alleine würde ich das Profil aber nicht verwenden wollen, nur als Versteifung von Portalwangen aus Platten, aber so alleinstehend wär mir das zu wackelig.

Deine Idee mit der verstellbaren z-Achse kann ich gerade nicht ganz nachvollziehen, vermute aber, dass man nach dem Verstellen wieder zumindest Teile der Mechanik neu ausrichten müsste. Wie wäre es, wenn man einfach die Spindelhalterung wahlweise etwas höher setzen kann? Da hätte man allerdings Probleme mit dem Teil, an dem die Aufnahme sonst angebracht ist, der könnte womöglich in den Weg kommen. Dann denkt man mal nicht dran und schon eckt das an Spannpratzen oder halt der vierten Achse an.

Das mit den hochgelegten Achsen ist übrigens wirklich eine Überlegung wert, wenn ich nochmal eine Fräse bauen sollte werd ich das auf jeden Fall so machen. Ist einfach wesentlich stabiler und die Späne kommt da nicht so leicht hin. Allerdings sind dann für die Achse zwei seperate Antriebe Pflicht.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Fr 17. Feb 2017, 00:47

> Also so alleine würde ich das Profil aber nicht verwenden wollen, nur als Versteifung von Portalwangen aus Platten, aber so alleinstehend wär mir das zu wackelig.

Wie also ich soll Stahlplatten flach auf flach Schauen um ein L zu machen und dann auch noch das Rechteck Profil oben drauf?
Das wird dann ja unendlich sperrig.

Die Simulation sagt das die teile doppelt so gut sind wie reine 15mm allu platten

Die Werkstadt hat 5 oder so M 12x80mm stahl für mich gefunden :D
Daraus mache ich die Platten unten auf denen die Profile sind

Jedes profiel ind er längen wie im bild wiegt 1 Kg und die platte etwas länger als im Bild auch
ich wollte eigentlich 8mm stahl das würde nut 700g wiegen und wäre fast genau so gut...


> Allerdings sind dann für die Achse zwei seperate Antriebe Pflicht.

Wieso ist das Design mit der quersträbe so schlecht?
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Fr 17. Feb 2017, 02:51

Simuliere mal die gleiche Belastung aber um 90 Grad versetzt in Richtung der X-Achse.
Könnte lustig aussehen. Das gleiche auch noch in Z.

Meine mehrjährige Erfahrung auf dem Gebiet und eine selbst gebaute CNC- Maschine + viele andere Anlagen sagen mir, das Dein Konzept für die Tonne ist. Sorry, ist aber so.
Viele zu viel Stückwerk. Gerade die freitragende Führung in der Y-Achse ist absoluter Pfusch.
Ich sage mal, mit 100-150€ Einsatz bekommst Du genug Stahl um etwas anständiges daraus zu machen. Das teuerste an solch einer Maschine sind Die Führungen und Spindeln.
Es wäre ja schade, wenn ein sinnvolles Projekt am Material scheitert. Die hinein gesteckte Arbeit kannst Du nirgends mehr wieder verwenden.
Und die Uni-Werkstatt so schamlos zu plündern ist nicht gerade die feine Art.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Fr 17. Feb 2017, 10:26

> Gerade die freitragende Führung in der Y-Achse ist absoluter Pfusch.

???
Die schiene ist auf eine amtliche Alu platte geschraubt, oder was meinst Du?

Falls ich das mit einem Stück stahl von hinten weiter versteifen wollen würde... wegen dem Gewicht irgend was lehren im inneren...
wie kann ich halbwegs steif z.b. so ein weiteres Profile mit Flügeln an das bestehende anschießen, weil offene kante an flach geht doch eigentlich nur schweißen.
Daher muss da irgend ein zwischen Stück her. Ideen wie so was aussehen könnte damit es praktikabel leicht und steif ist?
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Fr 17. Feb 2017, 13:25

Trax hat geschrieben:???
Die schiene ist auf eine amtliche Alu platte geschraubt, oder was meinst Du?
Das Aluflachmaterial ist alles andere als amtlich. Hier mal ein Bild was ich meine:
Y-Achse.PNG
Stelle Dir mal eine Kraftweinwirkung in X vor. Würde mich nicht wundern wenn man das Teil mit einer Hand um 0,5mm verbogen bekommt. Das miese an der Sache ist dann aber das sich die Portalwangen nach innen bewegen und sich die Z-Achse absenkt.
Hier noch so ein Beispiel:
Portal.PNG
Das rot umrandete Teil muss aus einem Stück sein. Die blaue Fläche die Du jetzt weggelassen hast ist eigentlich der wichtigste Bereich. Er nimmt die Zug und Druckkräfte auf. Die Weiterleitung an die Basis geht aber auch nur wenn unter der Portalwange zwei möglichst weit auseinanderliegende Führungspunkte sind.

Informiere Dich mal über Kastenbauweise und Verstrebung. Versuche mal ein Flachmaterial zu verbiegen und zum Vergleich mal ein T-Profil mit gleicher Wandstärke.
Kannst Du ach mit dem FEM von SolidWorks machen. in real aber deutlich lehrreicher.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Geistesblitz » Fr 17. Feb 2017, 13:29

Ich glaub er kritisiert, dass die komplette z-Achse an einer einzelnen Führung hängt, das wurde hier ja schon häufiger erwähnt ;)

Das mit den zwei seperaten Antrieben bezieht sich auf die Bauweise mit hochgelegten Führungen, da ist das mit der Querstrebe einfach nicht sinnvoll realisierbar. Ich mein damit eine Anordnung wie hier: http://img15.hostingpics.net/pics/39399 ... 231415.jpg

An sich bin ich auch der Meinung, dass du dir ein bisschen zu viel vornimmst. Möglichst kompakt + möglichst leicht + stabil genug + mit dem Kram herstellbar, den du hast, dass ist einfach unheimlich schwer, da einen Kompromiss zu finden. Da planst du dich tot, ehe du was Funktionierendes stehen hast. Und wenn ich das so richtig entnehme hast du auch nicht viel Erfahrung darin, was die Planung von einer Maschine angeht, daher ist das Risiko hoch, dass es nachher trotzdem nicht so funktioniert, wie es soll. Kannst du wirklich nicht mal überlegen, ob alle dieser Punkte nötig sind? Meine Fräse hat beispielsweise einen festen Platz, da waren Ausmaße und Gewicht für mich nicht so ausschlaggebend und dadurch musste ich mich da auch nicht so sehr einschränken, das kann schon einiges erleichtern.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Raider » Fr 17. Feb 2017, 13:38

Für Y würde ich spontan an Doppel T oder U Profil denken. Aber vielleicht einfach mal praktisch was ausprobieren, ich habe das Gefühl du simulierst dich zu Tode und hast noch nie ein Stück Stahl gebogen. Stahl kostet echt nicht die Welt, einfach mal ein paar Meter bestellen und austesten.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Fr 17. Feb 2017, 13:50

Geistesblitz hat geschrieben:Ich glaub er kritisiert, dass die komplette z-Achse an einer einzelnen Führung hängt, das wurde hier ja schon häufiger erwähnt
Die Einzelführungen sind natürlich auch suboptimal. Profilführungen sind auf Druck und Querbelastung gut zu sprechen. Verdrehung sollte aber vermieden werden. Zwei mittelmäßige Führungen mit etwas Abstand sind besser als eine super genau Profilschienenführung die alleine da steht.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Sa 18. Feb 2017, 13:53

Hi,

Anse hat geschrieben:Das Aluflachmaterial ist alles andere als amtlich. Hier mal ein Bild was ich meine:

Stelle Dir mal eine Kraftweinwirkung in X vor. Würde mich nicht wundern wenn man das Teil mit einer Hand um 0,5mm verbogen bekommt. Das miese an der Sache ist dann aber das sich die Portalwangen nach innen bewegen und sich die Z-Achse absenkt.


Also das teil:

4.png


drückt sich ~100µm durch bei einer Belastung von 150N

Das das teil suboptimal ist (es hat nur 1 wagen auf 1 Führung anstelle von 4 wagen auf 2 Führungen) weiß ich aber ich habe halt nur mal dieses also wird es verwurstet.

Meine Überlegung zum restlichem Design ist das ich das so schwach/stark dimensionieren will das der größte Fehler immer noch von diesem Teil hier kommt.


Anse hat geschrieben:Hier noch so ein Beispiel:
Das rot umrandete Teil muss aus einem Stück sein. Die blaue Fläche die Du jetzt weggelassen hast ist eigentlich der wichtigste Bereich. Er nimmt die Zug und Druckkräfte auf.


Das ist mir alles schon klar, nur größere teile an dieser stelle kann ich nicht fabrizieren mit dem Möglichkeiten die mir unentgeltlich zur Verfügung stehen.


Wen ich ein super Portal baue und dieses teil drauf schraube ist das vergeblich mühe.

Was mir etwas schwerfällt ist abzuschätzen welche Kompromisse zu weit gehen das habe ich überhaupt nicht im geführt daher die Simulationen.

Und wen ich mal das teil ersetzen sollte weil es mir in der Praxis zu weich ist kann ich gleich das Portal neu machen.

Anse hat geschrieben:Die Weiterleitung an die Basis geht aber auch nur wenn unter der Portalwange zwei möglichst weit auseinanderliegende Führungspunkte sind.


Ja doch je weiter auseinander die punkte sind um so schlechter ist das Verhältnis von Gesamtlänge der Führungen/Achsen zum Verfahrweg.

Anse hat geschrieben:Die Einzelführungen sind natürlich auch suboptimal. Profilführungen sind auf Druck und Querbelastung gut zu sprechen. Verdrehung sollte aber vermieden werden. Zwei mittelmäßige Führungen mit etwas Abstand sind besser als eine super genau Profilschienenführung die alleine da steht.


Naja hier hat doch schon jemand so treffend gesagt das die ganzen Führungen und Profilschienenführung an einer fräse das teuerste sind,
ich spare mir die kosten und verwurste Fundstücke, wie man das so schön sagt einem geschenkten Gaul schaut man nicht ins Maul ;)

Und mir ist 10x lieber ich verbringe ein paar Abende mit simulieren als wen ich ein paar Wochenenden herum fräse und Material verschwende.

Wen ich am ende des Tages was habe das 1/4 dessen kostet was eine vergleichbar Größe China Import Maschine kosten würde und am ende hoffentlich zumindest weniger schlecht ist bin ich mit dem Projekt zufrieden.


Ich muss eben nur die richtigen Kompromisse machen...

PS: im Anhand das neue Modell mit stahl platten unten und rechteck profielen nach oben

6.png
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Sa 18. Feb 2017, 14:21

Trax hat geschrieben:drückt sich ~100µm durch bei einer Belastung von 150N
Wie dick ist das Alu?

Welche maximalen Abstand soll die Z-Achse zum Tisch haben?
Im Modell sieht das etwas sehr groß aus.

Hier könnte man noch ein Stück Flachmaterial einfügen:
1.PNG
Würde die Stabilität deutlich verbessern mit minimalem Materialaufwand. Wenn Du es noch schaffst zwei Führungswägen zusätzlich an der X-Achse zu bekommen wird es noch besser. Rundführungen sind nicht teuer.

Könnte Du noch die oben genannten Simulationsvorschläge noch durchführen? Würde mich interessieren.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Sa 18. Feb 2017, 15:02

> Wie dick ist das Alu?
20mm

> Welche maximalen Abstand soll die Z-Achse zum Tisch haben?
Abstand 250mm

> Wenn Du es noch schaffst zwei Führungswägen zusätzlich an der X-Achse zu bekommen wird es noch besser. Rundführungen sind nicht teuer.
Du meinst die Achse die das ganze Portal nach vorne/hinten bewegt.
da sind schon 2 wagen pro Achse.


ich mache mal ne Simulation mit so einer Querstrebe... bitte warten ;)
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Sa 18. Feb 2017, 15:31

hier mal die Simulation
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Sa 18. Feb 2017, 15:56

Ich habe noch mal Simuliert wie sich das ganze verhält wen man das ganze Portal aus ITEM Profilen 40x80 aufbaut

bei Item ist es usus das mit so Nutensteinen zu verbinden ist das ausreichend hier ?
so wie hier: http://www.alu-profil-technik.de/images ... ut8_05.jpg
Das teil hinter der Führung würde dann an jeder Seite mit 2 dieser teile an den arm teil angeschraubt.
Mir kommt das etwas schwach vor
alternativ kann man in das Profil Seite 2 M8 Gewinde schneiden und mit einer M8 schraube durch den arm durch schrauben


hier die ergäbnisse:
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Sa 18. Feb 2017, 16:20

Mit welcher Kraft wurde Simuliert?

Die Profillösung halte ich für geeigneter. Die Verbinder sind für Stellen gedacht, an die man von der anderen Seite nicht bei kommt. Besser mit Durchschrauben arbeiten.
Du könntest das kurze Stück des L was die Portalseiten darstellt durch ein senkrechtes Stück ersetzen. Die Rundführung muss dann halt um die Länge nach hinten Versetzt werden. Das macht die Maschine länger aber der Verfahrbereich bleibt über dem Tisch.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Sa 18. Feb 2017, 16:31

wie letztes mal 100N da angesetzt wo die rosa Pfeile sind.

andere frage ist die box unten stabil genug? die seiden sind 15mm allu und oben so wie unten sind auf beiden enden 10 mm alu platten 50mm breit
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Sa 18. Feb 2017, 16:55

Trax hat geschrieben:andere frage ist die box unten stabil genug? die seiden sind 15mm allu und oben so wie unten sind auf beiden enden 10 mm alu platten 50mm breit
Im Vergleich zum Rest ist die Basis vergleichsweise stabil ausgeführt. Vielleicht an der Stelle
an der das Lager der Spindel sitzt noch eine Stütze für den Tisch vorsehen. Damit er nicht durchhängt.

[EDIT]Ich sehe gerade das Du doch zwei Führungswägen für die X-Achse vorgesehen hast.
Setze sie bitte etwas auseinander. Was bringt dir ein 100mm größerer Verfahrweg, wenn die Maschine dafür extrem instabil wird.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Trax » Sa 18. Feb 2017, 19:44

> Vielleicht an der Stelle an der das Lager der Spindel sitzt noch eine Stütze für den Tisch vorsehen. Damit er nicht durchhängt.
Jo das ist schlau ich baue das gleich ein in den Plan.

> Was bringt dir ein 100mm größerer Verfahrweg, wenn die Maschine dafür extrem instabil wird.

Naja, wen es nicht wesentlich instabiler wird als es ohnehin schon ist ist mir mehr verfahr weg lieber.

Ich meine ja für holz und Kunststoff ist das teil in jedem Fall sehr gut zu gebrauchen die frage ist nur wie es sich bei metallen verhält.

Ich mache die Seiten platten für die X-Achse etwas anders als in der Zeichnung so das ich bei bedarf die wagen 100mm weiter auseinander Sätzen kann, als Option.
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Re: Frage zum portal fräsen design...

Beitragvon Anse » Sa 18. Feb 2017, 22:29

Trax hat geschrieben:Ich meine ja für holz und Kunststoff ist das teil in jedem Fall sehr gut zu gebrauchen die frage ist nur wie es sich bei metallen verhält.
Bei Metall wirst Du richtig schnell Probleme mit Vibrationen bekommen. Alublech sollte aber gehen. Zum Schruppen von stärkeren Materialien sollten Fräser mit Hochvorschubgeometrie funktionieren da sie die meiste Kraft in Spindelrichtung erzeugen. Damit kommen auch leichte Maschinen gut klar.
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