Amatorska frezarka granitowo-cementowa (dziennik z budowy)

Czytając ostatnio wątek z powstawania czyjejś konstrukcji pomyślałem że i ja może podzielę się swoją bardzo amatorską frezarką będącą w trakcie powstawania - a nuż komu się przyda (albo oszczędzi zmarnowanej pracy jeżeli nic z tego projektu nie wyjdzie).

Odrobina wstępu:

Parę lat temu zbudowałem swój pierwszy router CNC. Cele budowy były tylko i wyłącznie hobbystyczne i mocno ograniczone budżetowo. Po paru iteracjach osiągnąłem coś co nawet nadawało się do użytku:
Konstrukcja bez problemu radziła sobie oczywiście z drewnem, aluminium zachowawczo dawało radę (chociaż brakowało sztywności), parę razy zdarzyło mi się zmęczyć jakąś stal - ale to już na zasadzie "mam parę frezów, może się uda".
Niezmiennie, dwa problemy dominowały: brak sztywności bramy i uginanie się stołu. Z bramą w łatwy sposób nie mogłem zrobić za wiele, ale stół prosił się o interwencję - zamontowany był na 4 wałkach 20mm podpartych jedynie na końcach.


Ostatecznie plany poprawy tych problemów przerodziły się w przebudowę całej maszyny na układ kolumnowy z wykorzystaniem śrub kulowych z poprzedniej wersji.

Założenia:
- Obszar robocze porównywalne do wcześniejszej wersji
- Sztywność wystarczająca do obróbki aluminium i bardzo zachowawczej ale w miarę przewidywalnej obróbce stali (żeby nie była to już tylko kwestia przypadki i ilości frezów).
- „Sensowna” dokładność geometrii (to produkcja czysto hobbystyczna i nadal budżetowa, więc nie ma tutaj twardych wymagań a jedynie "najlepiej jak się da").


Wstępnie projekt zakładał odlew granitowi-żywiczny - ale okazało się to bardzo drogie i piekielnie skomplikowane. Później na tapecie był pomysł odlewu z cementu CSA co było i prostsze i tańsze - ale nadal pozostaje problem braku możliwości obróbki punktów mocowania prowadnic - nie posiadam dostępu do frezarki, zwłaszcza tych rozmiarów.

Ostatecznie stanęło na bo konstrukcji ze szlifowanych płyt granitowych i odlewu cementowego. Tutaj znowu w dużej mierze rzeczywistość określiła parametry - zwiedziłem parę zakładów kamieniarskich w okolicy (i Castoramę) gdzie w okazyjnej cenie zdobyłem płyty (parapety) granitowe.

Szlifowane płaszczyzny parapetów będą służyć za podstawy pod prowadnice liniowe i śruby i większość masy - jedynie kolumna pionowa będzie w znacznej części odlana z cementu.

Zacząłem od projektu CAD, jeszcze nieukończonego:
Skupiłem się na zgrubnym ukończeniu podstawy (oś Y) i kolumny (oś Z) - gdyby się okazało że mój pomysł na te konstrukcję ma jakąś fundamentalną wadę na dalszym etapie to może dowiem się o tym wcześniej.

Następnie przyszedł czas na chyba najbardziej mozolny etap - czyli wiercenie otwornicami diamentowymi wszystkich otworów (odpowiednio większych, bo dokładność takiego wiercenia jest niewielka) w, najpierw, 3 płytach (dwie stanowiące podstawę, oś Y i jedną na pionową oś Z).
"Przymiarki"
Następnie zająłem się przygotowaniem formy na odlew kolumny wraz z wszystkimi "zaślepkami" na otwory pod śruby mocujące prowadnice, silnik, śrubę i skręcające płytę granitową z odlewem (które zamierzam potem wyciągnąć).
Wstępnie do odlewu zamierzałem wykorzystać cement CSA (RapidSet Cement All), ale ostatecznie trochę ze względu na koszta a trochę ze względu na dostępność postanowiłem spróbować z Sika Grout 4R.

I to na ten moment tyle. Pozdrawiam!

Jeżeli ta zaprawa nie jest jeszcze kupiona to może lepiej cement glinowy zastosować.
Sika Grout 4R - na stronie nie podają wytrzymałości na ściskanie.
Górkal nie robi z tego tajemnicy.
24 godziny do stwardnienia wydaje mi się ok.
Aby nie było skurczu należy dodać jakiś wypełniacz.
Siatkę stalową można dokupić.

Ja mam już takie materiały:
maczka dolomitowa, tlenek magnezu, chlorek magnezu.
Niestety pierwsze próby jak się z tym pracuje zrobię dopiero w kwietniu.

Już kupiona i pierwsza polowa formy wylana.

Producent podaje na stronie:

Wytrzymałość na ściskanie
po 1 dniu
~ 45 MPa
po 28 dniach
~ 100 MPa

Z tego co wiem to jest to materiał typowo do podlewek pod bardzo duże obciążenia, podstawy do kotwienia itd.

Dodane 48 minuty 51 sekundy:
Temat który za to znacznie bardziej mnie nurtuje: potrzebuję w jakiś sposób skleić albo wypełnić przestrzeń między dwiema granitowymi płytami stanowiącymi podstawę - nie przylegają do siebie idealnie, próba skręcenia ich ze sobą w tym momencie (albo ustawienia na nich kolumny) prawdopodobnie zakończyłaby się pęknięciem.

Nie jest to duża przerwa, wynika z tego że dolna płyta (grubsza) była przecięta piłą taśmową która zostawiła "fale" i też po szlifowaniu powierzchnia jest pofalowana w kierunku cięcia.

Wstępnie myślałem by płyty skleić ze sobą cienką warstwą szpachli epoksydowej do betonu którą posiadam:
https://baumax.sklep.pl/wp-content/uplo ... 2.2020.pdf

Ale odrobinę obawiam się sztywności tego - najgorsze co mogłoby się wydarzyć to przy ugięcie tej szpachli i pęknięcie płyty przy dokręcaniu kolumny (tutaj będzie trochę ciśnienia, 4 szpilki M16).


Analizując to jeszcze raz, może właśnie bardzo dobrze sprawdziłby się tutaj ten RapidSet Cement All? Można nim nakładać warstwy o grubości od 0mm.

Co sądzicie?

Sądzimy że kupno cieniutkich. parapetów to nieporozumienie.

gonet9 pisze:Producent podaje na stronie:

Wytrzymałość na ściskanie
po 1 dniu
~ 45 MPa
po 28 dniach
~ 100 MPa

Producent "podrasował" wytrzymałość po 28 dniach.
Tutaj:
https://media.adeo.com/marketplace/LMPL ... 964205.pdf
nie podaje tej wartości.
Płyty granitowe łączyłbym cementem.
Przed łączeniem oceniłbym płaskość powierzchni roboczej płyty liniałem krawędziowym.
Aktualnie montuję kilka urządzeń, dwie wiertarki i frezarko - szlifierkę.
Kiedyś także myślałem o zastosowaniu płyt granitowych.
Po przemyśleniach zdecydowałem się jednak na elementy stalowe.
Aby było taniej musiałem szukać materiałów pochodzących z demontażu i wykazać się cierpliwością. Mam już komplet materiałów.
Wiertareczkę podręczną skończę montować dzisiaj i wieczorem wrzucę opis i fotki.
Pozdrawiam.

pitsky pisze:Sądzimy że kupno cieniutkich. parapetów to nieporozumienie.

Mógłbym prosić Cię o rozwinięcie? Nie kwestionuję że to ogólnie jest kiepska i bardzo kompromisowa decyzja, ale bez dostępu do dość dużej frezarki była to dla mnie jedyna dostępna w praktyce opcja żeby uzyskać równoległe powierzchnie pod dwie prowadnice liniowe.

Raczej chciałem najpierw skupić się na geometrii (żeby prowadnice były równoległe i współpłaszczyznowe) i poświęcać sztywność/tłumienie drgań - bo z tym pierwszym nie zrobię później nic.

Mam świadomość że (jeżeli cokolwiek z tego wyjdzie) nigdy nie będzie to urządzenie stworzone do frezowania stali, traktuję to jako hobbystyczny projekt. Ale pytam o wyjaśnienie bym ewentualnie zrozumiał fundamentalny problem którego nie dostrzegam jeżeli oznacza to że marnuję jedynie czas z tym podejściem.

Staszek_Staszek pisze:Przed łączeniem oceniłbym płaskość powierzchni roboczej płyty liniałem krawędziowym.

Płyty sprawdzałem - są płaskie za wyjątkiem tej najgrubszej która jest pod spodem podstawy, z tego powodu nie wykorzystałem jej jako powierzchni odniesienia.

Sztywność płyty szacujemy wg. wzorów na rysunku:

Grubość płyty jest w trzeciej potędze.
Pozostałe wymiary i moduł Younga mają wpływ liniowy.
Podstawiłem do kalkulatora płytę o wymiarach 500x200x20 mm i pod obciążeniem 100 kg ugnie się ok. 0,3 mm.
Płyta o wymiarach 500x200x40 mm ugnie się ok. 35 µm.
Dwie płyty klejone także można obliczyć o ile znamy grubość spoiny i jej materiał.
Oczywiście rzeczywiste warunki są bardziej złożone ale tak to mniej więcej wygląda.

Nie chce nikogo krytykować, ale nasuwa mi się tylko jedno pytanie. Po co tak kombinować? Poniżej zamieszczam zdjęcia profesjonalnej maszyny pomiarowej zbudowanej na bazie granitu. Z tego co pamiętam to ona ma 150 mikronów dokładności, jakoś tak.