CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine


Hier stelle ich meine CNC-gesteuerte Heißdrahtschneidemaschine vor.
Sie zeichnet sich durch eine sehr einfache und deshalb kostengünstige Bauweise aus. 

Die Erstellungskosten liegen bei nur ca. 120 €.

Im Unterschied zu anderen, mir bekannten Maschinen, verzichte ich auf Lineartriebe. 
Vielmehr verwende ich vier Schrittmotoren als kleine 'Seilwinden'. 

Diese halten den Schneidebügel in der Schwebe und führen ihn entsprechend der Steuerung durch das Styropor.


  Gesamtansicht

Man sieht auf dem Bild oben die unscheinbaren, kleinen, schwarzen Schrittmotoren mit den zugehörigen Seilen (grün), die den Schneidedraht(rot) führen.
Der Schneidedraht schwebt, durch die Seile geführt, über dem Schneidetisch, während der zugehörige Spannbügel unter dem Tisch durchragt. Auf dem Tisch liegt ein Styroporblock, bereit zum Schneiden.  

Links an der Wand das weitere 'Zubehör', die Karte mit der Steuerelektronik und dem Stecker zur Parallelschnittstelle des PCs.  Daneben das Computernetzteil für die Versorgung der Elektronik und der Schrittmotoren.  Danach zwei Ringkerntrafos (12V Halogenlampentrafos) für den Schneidestrom.

Hier das Ganze als Video:


     


schwebender Schneidebügel
Zum besseren Verständnis:
Hier der schwebende Schneidebügel (rot) ohne den Arbeitstisch, ohne den Styroporblock, gehalten nur durch die Führungsseile an den Seilwinden (grün).







So sehen die Seilwinden aus:



Schrittmotor:   12V / 480mA
Seil:           Flechtschnur
                (Angelschnur)












Ein weiteres, wichtiges Utensil, der Schneidebügel:

Spannbügel


Schneidedraht:        0.4mm Federstahldraht,
                      durch den Holzbogen vorgespannt
Spannweite:           ca. 1.2m
Gewicht des Bügels:   ca.  400g
Schneidestrom:        ca. 1.7 A ,
                      veränderbar
mittels Dimmer










Und so wird der Schneidedraht in die Führungsseile eingehängt:

Schneidedraht am Haken
















Sicher, das sieht alles etwas abenteuerlich aus.....


.......aber das Ergebnis kann sich sehen lassen:





Auf dem Bild Rumpfteile, Flächenmittelteil, 
Leitwerkträgerhälften usw. für eine Noratlas













Hier weitere Styroteile:

Styroteile














Der Flieger, eine Noratlas mit 1.6m Spannweite, ist derzeit noch 'in Arbeit'.










Was geht ? :
- Profile, trapezförmige Profile, auch Holmausschnitte
- Rumpfschalen, zylindrische Körper, konische Körper (z.B. Rumpfschalen der Noratlas)
- Runde Teile, auch auf einer Dreh-Vorrichtung (z,B. Leitwerkträger der Noratlas)
- 3D-Teile, Rumpfnase und Rumpfende auf einem Drehteller (z.B. Rumpfnase der Noratlas)

Spannweite der Schneidemaschine:     1m, für handelsüblich Styroporblöcke.
Arbeitsbereich X-Richtung:           400mm bis 500mm
Arbeitsbereich Z-Richtung:           250mm
Auflösung:                           ca. 8 Schritte pro Millimeter.

Der Arbeitsbereich kann ganz einfach vergrößert werden, indem der Abstand der Motoren zueinander, der Abstand zum Schneidetisch und der Schneidebogen vergrößert werden.





Warum das Ganze? :
Ich will nicht den Flieger verkaufen, sondern ich möchte die Information über die CNC-Maschine kostenlos weitergeben.
Ich denke, gerade Studenten und Schüler mit schmalem Geldbeutel könnten Interesse an der Maschine haben.
Vielleicht kann sich ja auch über das Internet eine Interessengemeinschaft bilden, die dann Schneidedaten für Modellflugzeuge und andere Modellbau-Projekte gegenseitig austauscht.





Beispiel:












Ich werde z.B. die Schneidedaten für
eine 
Noratlas, an der ich gerade
arbeite, 
gerne weitergeben.




Voraussetzungen:
Nun noch kurz zu den Voraussetzungen, um die Heißdrahtschneidemaschine zu bauen und zu betreiben:

Man sollte einen einfachen mechanischen Aufbau machen können, wie auf dem Bild zu erkennen.
Da sind die Motoren die mittels Holzbrettern an der Decke befestigt werden, die müssen mit der Wasserwaage sauber ausgerichtet werden.
Dann ist der Schneidetisch, der stabil an der Wand und an der Decke befestigt wird, er muss auch waagerecht ausgerichtet werden.
Der Schneidebügel wird als einfacher Holzbogen benötigt.

Weiter geht es mit der Steuerung: Hier empfehle ich, eine fertige Steuerung zu kaufen. Das ist nur unwesentlich teurer als eine Selbstbaulösung.

Der Knackpunkt ist die Software, denn die Motoren arbeiten ja nicht als Lineartriebe im rechtwinkligen Koordinatensystem, sondern alle Punkte werden über Seillängenänderungen angefahren.
Die dazu nötige Software stelle ich zur Verfügung.
Der eigentliche Schneidevorgang wird durch ein exe-Programm bewerkstelligt, welches die Steuerdaten umsetzt. Diese sind in ASCII geschrieben und können deshalb leicht eingesehen und auf eigene Bedürfnisse abgeändert werden. Voraussetzung dazu ist, man muss Dateien editieren/beschreiben können.
Inzwischen gibt es Alternativen zu meiner Software:
EMC2 unter LINUX  (beides freeware)
- JHW (freeware, berücksichtigt den Seilwinden-Durchmesser).

Eine weitere, wichtige Voraussetzung möchte ich noch erwähnen: Geduld, Geduld und nochmals Geduld.
Die ist nämlich nötig, wenn z.B. der Schneidevorgang abgebrochen werden muss, weil vielleicht der Schneidestrom nicht eingeschaltet war. Und dann, ja dann müssen die Seile zum x-ten mal wieder von Hand aufgewickelt werden ...
Genauso ist Geduld gefordert bei der Erstellung der Schneidedaten, das geht nicht 'mal so eben'.
Auch sind nach jedem Schneidetest wieder Änderungen/Verbesserungen angesagt.
Ich stelle mit meiner Software zwar eine Möglichkeit für die 'Darstellung der Schneidespur am Bildschirm' zur Verfügung, aber beim Schneiden schaut es dann nochmal anders aus...







Hier ein Beispiel für die Darstellung des Schneideweges am Bildschirm.

Im Bild eine Rumpfhalbschale.









Kosten:
Vielleicht noch ein Wort zu den Kosten, hier einige Beispiele:

Schrittmotor 12V 480mA, z.B.: Pollin 310335               4 Stück ca. 12 €
Schrittmotorsteuerung
                                            ab  70 €
Computernetzteil, +12V/4A, z.B.: SR-Elektronik                    ca.  8 €
Trafo 12V/3A oder höher, z.B. Pollin 300521                       ca.  5 €
Dyneema Flechtschnur                                              ca.  3 €
Holzbretter, Tischplatte, Kleinteile                              ca. 20 €

Ein PC wird natürlich auch gebraucht.
(Die Software läuft unter WIN 2000 und WIN XP, alternativ EMC2 unter LINUX)



Einige der hier empfohlenen Bauteile sind inzwischen nicht mehr lieferbar.
Alternativen werden im RCN-Forum diskutiert oder hier im Kapitel "Tipps&Trick..." vorgestellt.

Anmerkung vom 16.06.2009


Genauigkeit:
Für alle Zweifler, mich eingeschlossen, gibt es die Möglichkeit die Schneidemaschine als Plotter zu betreiben und damit die Genauigkeit zu überprüfen.
Ich gehe aus, von einer Genauigkeit <±0.5%, im Arbeitsbereich meiner Maschine. 
Das setzt natürlich voraus, dass die Geometriedaten exakt bestimmt wurden. Diese fließen in das Schneideprogramm ein und sind Grundlage für die Berechnung der aktuellen Seillängen.

Geometriedaten sind:
- Die Abstände der Motoren zueinander, einmal in der linken, einmal in der rechten Arbeitsebene.
- Die vier Seillängen zum Nullpunkt
- Die vier (wirksamen) Durchmesser der Seilrollen.





Kontakt:
Hast Du Interesse und möchtest die Maschine nachbauen, dann schick eine e-mail an:

Bild2






Quellen:
Meine Kenntnisse zu Schrittmotoren und über die Parallelschnittstelle habe ich von:
http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Schrittmotoren
http://www.franksteinberg.de/
http://www-users.rwth-aachen.de/thorsten.ostermann/i_schritt.htm





Anmerkung:
Die hier vorgestellte Heißdrahtschneidemaschine ist von mir selbst entwickelt worden.
Der Nachbau ist ausdrücklich gestattet.
Allerdings übernehme ich keine Haftung für Folgeschäden mit einem Nachbau, und auch keine Garantie für Funktionstüchtigkeit.

Wer diese Seiten liest, nutzt, oder die Gegenstände nachbaut, tut dies auf eigenes Risiko.

Trotzdem viel Spaß!


Hans, September 2008








Inzwischen existieren schon über
100 funktionierende Nachbauten !!!!!!




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Letzte Änderung:  21.02.2016





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