Projekte - Plasmabrenntisch - Teil 3
Die Idee für viele meiner Projekte entsteht beim "Garagenbier" mit meinen Freunden und Bekannten. Irgendwann kam das Thema auf den computergesteuerten Zuschnitt von Stahlblechen mittels mittlerweile im Handel "bezahlbarer" Plasmabrenner - und mir eine Idee..... Diese Dokumentation behandelt ein komplexes Thema und ist daher umfangreich.....hier der Teil zur mechanischen Hardware....
Übersicht
EinleitungRahmenläufer...Brückenläufer...vertikale Brennerführung...
Worum geht's....
Einleitung
Die urspüngliche Idee war es, möglichst alle notwendigen Verbindungsteile als 3D-druckbare Bauteile mit Sketchup zu konstruieren.
Natürlich ist dies sowohl mit dem eigentlichen Brenntisch selbst wie auch mit dem Brückenträger und auch mechanisch belasteten Bauteilen (Zahnstangen und Zahnräder) nicht in "Plastik" realisierbar - hier benötigen wir Bauteile aus Metall.
Der Brenntisch wurde ( mit Hilfe ) aus Stahlprofilen zusammengeschweisst, als Brenn-Untergrund wurde eine Gitterrost-Platte "über Kopf = Stege nach unten" eingelegt, so minimiert sich die Gefahr des "Festschweissens" unseres Werkstücks beim Brennvorgang (aufgrund der Verzinkung stinkt es bei den ersten Durchläufen...).
Als Brücke habe ich ein Kastenprofil 80x30mm verwendet - dieses Profil verbindet eine ausreichende Steifigkeit mit relativ geringem Gewicht - es muss ja von den Motoren ständig bewegt werden. Allerdings ist es kein "gebräuchliches Normprofil" und deshalb nicht überall zu bekommen (und etwas teuerer).
Auch die Zahnstangen, Rollen, Schleppketten, die Zahnräder und diverse Kleinteile wurden im Web zugekauft.
Und ebenfalls die Motoren sowie die Kabel vom Steuerungskoffer zum Brennertisch - hier ist auf spezielle Kabel für viele Bewegungsdurchläufe zu achten - damit später nicht ständig Kabelbrüche entstehen.
Alle anderen Teile sind - Stück für Stück - im 3D-Drucker entstanden. Dabei gab es auch viele "Irrwege" und notwendige Ergänzungskonstruktion, Ausgleichsplatten etc.etc.....
Alle diese Teile sind in der beigefügten Sketchup-Datei enthalten, die wichtigsten Teile erläutere ich dann nachfolgend nochmals....
und hier die Sketchup-Datei zum Download....
Falls Ihr hier etwas nachdrucken wollt, solltet Ihr immer die Masze prüfen und bei den massiven Bauteilen unbedingt mit der Druckqualität Eures Drucker und Materials (z.B. Thema Schwinden) abstimmen - um Probedrucke werdet Ihr nicht herumkommen....
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der Rahmenläufer...
bzw. von der anderen Seite gesehen....
Nicht dargestellt ist hier die zusätzliche Befestigung für die Schleppkette mit den Kabeln entlang der Längsachse des Brennertisches sowie ein Abstands-Stück zur Justierung des Motorhalters gegenüber der Zahnstange am Rahmen..(siehe Photo's..)
Das "U-Profil" für die Kabelführung ist so ein kleines Trockenbauprofil aus dem Baumarkt - das lag noch rum und lässt sich "gut und günstig" verwenden...
Die seitliche untere Rahmenführung wird im Betrieb eigentlich nicht benötigt, nur wenn Ihr die Brücke ohne Motorunterstützung verschiebt - damit sich nichts verkantet.
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der Brückenläufer...
bzw. von der anderen Seite gesehen....
Die Seitenplatten waren ursprünglich als gedruckte Elemente vorgesehen und haben geometrisch so auch eigentlich gut funktioniert. Da der Druck aber sehr zeitaufwendig ist und die Platten für die Steifigkeit des Brückenläufers letztendlich sehr viel dicker als aktuell konstruiert ausgeführt werden müssen, wurden sie durch "gelaserte" Metallplatten ersetzt. Ihr könnt sie aber - sehr viel massiver - auch gedruckt einsetzen...
Die vielen Verstrebungskörper haben sich als notwendig erwiesen, da wir ja den Brenner doch mit einigem Abstand zur Brückenachse (Profilmitte) befestigen und sich somit die ganze Sache verwinden möchte. Ich haben den ganzen Kram zusätzlich zur Verschraubung letztendlich dann auch noch verklebt.
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die vertikale Brennerführung...
Um Werkstücke auf dem Brenntisch einlegen und entnehmen zu können - und um den Abstand des Brennkopfes zum Werkstück einstellen zu können - habe ich die nachfolgende Konstruktionen entworfen. Die generelle Höhe wird mit der Gewindestange in Betriebsposition voreingestellt, dann kann mit dem Hebel der Höhenverstellung der Brennkopf angehoben und das Werkstück freigegeben werden.
Bei der ersten Version waren noch "feste" Klemmen für die Brennerhalterung vorgesehen - allerdings kam es vor, das der Brenner über bereits fertige Teilbereiche auf dem Werkstück fuhr und an "Schlacke-Kanten" hängenblieb.
Zur Vermeidung von Schäden wurden die Klemmen mit einer innenliegenden Feder versehen und konnten sich bewegen - somit konnte auch die Brennerspitze bei Kontakt ausweichen und Beschädigungen vermeiden.
Ein weiteres Problem ergab sich durch den Umstand, das grössere Bleche sich unter der Hitze des Brennvorganges "wölben" und somit der Abstand der Brennerspitze zum Werkstück nicht mehr eingehalten wird...
Ein erster Lösungsansatz....
mit einer hohlen Metallkugel ( zuerst hatte ich eine grosse Schloss-Schraube verwendet - die auf dem Werkstück "rutschte" ) ebenso wie ein weiterer Versuch...
mit einem "Brennkopf-Rahmen" hat bisher noch keine befriedigenden Ergebnisse erbracht. Dafür hat sich der Kreisrahmen unter der Hitze beim Brennvorgang fast selbst entzündet und völlig verformt (ist halt nur "Plastik").
Eine momentan funktionierende Lösung - allerdings eine "kommerzielle Kauflösung" - ist eine vorgefertigte Mechanik und eine Schaltung, welche den Brenn-Strom (wohl mittels eines Hall-Sensors) misst und damit automatisch den Brenner positioniert.
Diese Variante ist aber "nicht auf meinem Mist gewachsen" - hier habe ich nur die Halterung für den Brennerkopf und den Endlagenschalter konstruiert und gedruckt.
Diese Lösung läuft auch vollständig seperat von meiner Programmierung....
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