CNC in ferro [prima bozza]

[michaeltonybuda]

Salve a tutti,
anche se vi seguo da diverso tempo, questo è il mio primo messaggio sul forum..
Ho deciso finalmente di dedicarmi alla costruzione di una fresa cnc.
L'idea è la seguente:
-struttura: in ferro, tubolari (80x80 sp.2 o 3 mm) e lastre da 5 mm;
-guide lineari. barre supportate e pattini SRB20
-viti a ricircolo da 20 passo 5
-elettronica: poi ci pensiamo

Le dimensioni della macchina saranno indicativamente 1000x1000 e le lavorazioni che dovrò eseguire saranno principalmente su legno e alluminio di spessore max 2/3 mm.
Ho tirato giù una bozza del progetto, che allego qui sotto.
Le lastre in ferro saranno unite tramite saldatura, e avevo intenzione di aggiungere dei profili di irrigidimento praticamente ovunque (da capire se creare le nervature tramite saldatura o imbullonare dei giunti angolari).
E qui la prima domanda: mi rendo conto che lo spessore delle lastre non è molto generoso, ma se procedessi in questo modo otterrei una buona rigidità?
Seconda domanda: avevo intenzione di fare passare la vite dell'asse y dietro al ponte, unirla a una lastra piegata a C e unire quest'ultima alla lastra che costituisce la "base" dell'asse Z. Vi sembra una buona soluzione?

Il progetto è nato da pochissimo e non sono un'esperto, quindi portate pazienza se ho scritto cavolate o se non mi sono spiegato bene.
Detto questo, visto che è ancora tutto su carta, accetto consigli per riuscire a tirare fuori qualcosa di buono
Io intanto continuerò a progettare e ad aggiornare il post, se vi fa piacere.

Mike

[Junior73]

Ciao sono anch'io alle prese con una cnc in ferro....

Direi che i 5mm sono davvero pochi ...forse meglio usare 10mm direttamente senza usare rinforzi...usando il taglio laser . Le corse sono lunghe e temo che la macchina tenda a vibrare specie su lavorazioni su alluminio.

Di disegni di macchine a ponte mobile ne trovi parecchi in rete , molto spesso fatte in alluminio .

Saluti

[michaeltonybuda]

Grazie per le tue considerazioni..se decidessi di sostituire le traverse del ponte con dei profilati di alluminio (30x90 ad esempio) otterrei dei vantaggi secondo te?

[multigraphic]

Ciao, ti rispondo in base a ciò che penso aver compreso in anni di quesiti posti al forum.
Come in tutte le cose verifica sempre e senti pareri diversi, oltre a rapportarti con i tuoi potenziali economici e costruttivi.

Tra ferro e alluminio diciamo che: ferro ha un valore di rigidità maggiore ad eguale spessore e un costo notevolmente inferiore.
Ogni struttura andrebbe almeno spianata, anche di alluminio, se non addirittura rettificata.
Nel caso vi siano saldature, va poi distesa e successivamente spianata.
Mi pare di ricordare che in certe situazioni alluminio ha di contro anche maggiori problemi di risonanza.
Ma dal canto suo, alluminio profilato, ha rigidità e facilità di assemblaggio indubbie.
Con alluminio ci si evita la fase di saldature.
Mentre tra barre supportate e guide a ricircolo di sfere, scegli le seconde.
Per semplificare la fase progetto ti posso dire che tra le forme geometriche con maggiore rigidità abbiamo: cerchio, triangolo, quadro e via dicendo. Andando pian piano a scemare.
La giusta proporzione e uso di questi elementi ti consegna una struttura rigida e solida.
Cerca di aver ben chiaro il concetto di leve. Per semplificare, guarda una staffa per mensole.
Guarda e analizza ogni aspetto della struttura provando a sovrapporre cerchio o triangolo. Le proporzioni non sono solo estetiche.
Abbondare con spessore e sezioni dei tubolari in ferro comporta un aumento minimo dei costi. Al limite rappresenta un problema per la tua schiena...
Abbondare con alluminio son costi.
Arrivato a definire la macchina in generale, poi concentrati su ogni piccolo particolare. Questa fase di rifinitura progetto è e deve essere meticolosa. Ti richiede forse più tempo che progettarla a grandi linee. Esempio: se ci metti 2 mesi a progettarla, credendo sia definitiva, poi vedrai che a progetto realmente completo al 99% son trascorsi 5 o 6 mesi se non di più.
Ogni stupidata ragionata prima son montagne d'ore risparmiate poi.

Buon lavoro

[michaeltonybuda]

grazie per i preziosi consigli, che terrò sicuramente a mente nella progettazione.
la scelta di ripiegare sul ferro è dettata esclusivamente da un fattore economico. Sia chiaro che non ho fretta, il budget è relativamente limitato, col passare del tempo potrà crescere, però dei paletti me li devo fissare, altrimenti è dura
Quindi con questi presupposti DEVO optare per il ferro. Escludendo quindi le lastre da 5mm, mi orienterei verso uno spessore di 15/20 mm..andrò in giro per Torino (ormai il prossimo anno) a cercare qualcuno che venda queste lastre e che magari possa tagliarmele al laser o al plasma (forse sono un pò troppo ottimista )..inoltre , da quello che ho capito, è necessario anche rettificarle, sia le lastre che i profili a sezione cava..sono curioso di sapere quanto potrà costare una lastra o un tubolare lavorati in questo modo, voi ne avete un'idea?
per la questione delle saldature, mi piacerebbe se fosse possibile, saldare solo la struttura in tubolari, mentre per tutto il resto ricorrere a imbullonatura compulsiva, anche per avere una maggiore regolazione sui giochi (?).
Comunque sia, tutte queste parole non hanno molta importanza se non sostenute da un bel progetto, quindi mi metto al lavoro, tempo permettendo.
Grazie ancora

Mike

[multigraphic]

Le regolazioni le puoi e devi fare dove servono ma non prevedere di regolare lo squadro di una struttura saldata se spiani tutto. Lo squadro lo fa chi ti spiana la macchina. E non hai nulla da regolare. Attento che se non distendi dopo aver saldato non serve spianare, butti solo soldi.
Se non trovi chi fa la distensione e spiana tutta la macchina saldata o non ti metti d'accordo sui costi allora si forse meglio passare ad alluminio.

[Junior73]

Ciao michaeltonybuda,
per il ferro tieni conto dei pesi complessivi del ponte mobile (asse Z compreso). Il taglio laser di solito è piuttosto economico ma , specie con macchine
non di ultimissima generazione c'è il problema del diametro dei fori rispetto allo spessore del ferro. Molto spesso non si riesce a fare dei fori perfetti ad esempio da 5mm su lastre spesse 10mm. Bisogna andare a 6mm. Se sali su diametri maggiori il problema si amplifica con l'introduzione di possibili
deviazioni entrata uscita del laser se la macchina è un po al limite della potenza Dipende anche dalla "capacità/voglia" di chi fa il percorso utensile .
La planarità delle lastre e la necessità di spianatura ha dei costi quasi sempre elevati. Le aziende di taglio laser hanno spesso lastre di ferro di varie qualità , la cui differenza di costo per noi clienti è irrisoria .....meglio chiedere sempre la lastra migliore se possibile. Nel fare la macchina cerca di non saldare quasi nulla imbullonando il più possibile. Questo ti consente di recuperare errori spessorando.
Non ti far troppi problemi sulla precisione poichè il livello che si raggiunge è elevato per noi hobbisti. Puoi beccare il decimo di mm ma credo quasi nessuno riesca a prendere il centesimo (che poi non serve al nostro livello).
Il divertimento è assicurato nel pensarla , costruirla e poi imparare ad usarla. Diventa facile fare quelle cose che prima disegnavi soltanto o nemmeno quello poichè non sapevi come realizzare le lavorazioni.

Saluti

[michaeltonybuda]

ok, quindi devo parlare con qualcuno per capire quali sono effettivamente le possibilità di lavorazione e i relativi costi, e in base a questo continuare la progettazione. C'è da dire che un pò di tempo fa pensavo di realizzare una macchina completamente diversa (con ponte fisso e profiliati di alluminio); idea che abbandonai per via dei costi non proprio contentuti. Ora in base ai preventivi di massima che otterrò valutarò in che direzione procedere, perchè detto onestamente, se i prezzi si alzano di molto potrei tornare a pensare più concretamente all'altra macchina, a costo di spendere un pò di più ma di evitarmi rogne nella saldatura/imbullonatura del tutto.
Come vedete ho le idee molto chiare
Vi terrò aggiornati, intanto vi ringrazio e colgo l'occasione per augurare buone feste a tutti.
Mike

[michaeltonybuda]

Rieccomi!
Ho rivisto il progetto e mi piacerebbe sapere cosa ne pensate a riguardo.
L'obiettivo è stato fissato a spendere il meno possibile, contenere il peso e avere una discreta rigidità, ma per quest'ultimo punto avrei bisogno di sentire voi che siete più esperti di me.

ponte moile in ferro 1.JPG

L'ingombro totale della macchina è di 1000x 700;
I profili su cui verranno montate le guide lineari sono 50x80 sp. 2 mm, il profilo della traversa è 100x50 sp. 2mm, mentre tutti gli altri elementi sono 50x50 sp 3mm. Il carrello dell'asse y è formato da piatte (sempre di ferro) sp. 10 mm. La traversa del ponte inferiore, dove verrà fissata la chiocciola, devo ancora capire come farla, idem per le "staffe" di ancoraggio fra quest'ultima e le spalle del ponte; al momento sono disegnate come piatte da 10 mm, ma tenendo queste dimensioni si sale un bel pò con il peso. Considerate che attualmente la traversa superiore e l'intero carrello pesano meno di 20 kg complessivamente ( 6+kg la traversa, 12+kg il carrello).
Detto questo, secondo voi quali possono essere le dimensioni minime per la traversa inferiore?
Inoltre, sono sufficienti quei tubolari da 50x50 per sostenere il ponte? Considerate che per unire tutti gli elementi utilizzerò delle staffe a misura, quindi almeno teoricamente zero saldature.
fatemi sapere cosa ne pensate e se avete suggerimenti da darmi, sempre ben accetti
Grazie
Mike

[pol250]

Ciao, ti seguo con interesse perché mi sta frullano per la testa l'idea di una cnc in ferro ...
Penso non sia conveniente imbullonare dei profilati cavi. Tirando i bulloni sicuramente si deformeranno i tubolari, specie se sottili come quelli che useresti.
Ed inoltre il rischio di risonanze e vibrazioni sarebbe maggiore.
Penso sia meglio usare dei profili aperti, tipo "u" o "L".
Buon lavoro
Paolo

[michaeltonybuda]

Ciao, ora causa studio\lavoro sto procedendo a rilento. Il fatto di imbullonare la struttura era più che altro per un fattore di comodità a livello montaggio\smontaggio, ma potrei prevedere di saldare tutto a parte quei 2\3 elementi che mi aiuterebbero nel trasporto e nella eventuale modifica della struttura. Usare i tubolari invece deriva da una questione economica (fai conto che con i tubolari me la cavo con 60 euro circa), se dovessi optare per i travetti a U il costo si alzerebbe, cosi come il peso e la rigidità generale certo, però a quel punto farei uno sforzo in più e mi butterei sull'alluminio. Voglio dire, se la faccio in tubolari e vedo che non ci siamo, ho buttato 60 euro, pazienza. Comunque ti aggiorno appena procederò coi lavori in modo da poterti dare qualche feedback. Ciao a presto

[michaeltonybuda]

Ciao a tutti,
il progetto va avanti, e ovviamente ci sono stati ripensamenti in lungo e in largo
Credo di avere trovato comunque una quadra: base in profilati di ferro 80x80 e ponte in alluminio da 20mm.
Ora avrei una domanda tecnica che risulterà sicuramente una banalità: le barre supportate che andrò ad utilizzare hanno i fori di fissaggio da 5,5 mm.
Che tipo di bullone dovrò usare e di che diametro dovrà essere il foro da predisporre alla filettatura? Non riesco a capire il procedimento che dovrò eseguire per fissare queste barre ai profili in ferro e all'alluminio...dovrei usare bulloni m5 e fare il foro da 4mm per poi filettarlo? o bisogna filettare direttamente i fori della barra supportata e usare un m6?
Altra questione: per la traversa superiore del ponte è meglio usare una lastra di alluminio (come in progetto) o profilato strutturale? secondo voi quale lavora meglio?
Grazie a tutti
Mike

allego uno screenshot del progetto fatto alla buona.

[Junior73]

Ciao Mike,
per le guide Sbr20 (o sbr16) di cui penso tu stia parlando solitamente il foro è 6mm (non 5,5cm anche nelle schede tecniche indicano quella misura.....in caso si portano a 6mm). Per fissarle si usano viti a brugola M6 e si pratica un foro da 5mm per poi filettarlo M6 . Ora tu hai tubolari da 80 x 80 cm che probabilmente saranno 2mm (?) di spessore e credo sia un po pochino come spessore per essere filettato. Viti passanti il tubolare con dadi dal lato opposto forse non è consigliabile....
Potresti forare 6mm il tubolare ed usare viti a brugola di un 2cm mettendo un dado antisvitamento all'interno del tubolare. Dovresti praticare un foro
dalla parte opposta più grande per far passare una "chiave" allo scopo tenere il dado stesso affinchè si possa stringire la vite a brugola.

Per i ponte forse è meglio alluminio pieno (dipende anche da che profilati intendi) ma forse è più difficile da forare in maniera precisa per ancorare viti,
guide etc

Stai disegnando con Sketchup...in caso posta pure che possiamo aiutarti molto meglio modificando direttamente il disegno.

Saluti

[michaeltonybuda]

Grazie per il chiarimento Junior.
Le guide saranno tbr20 per la base e sbr 20 per il ponte. Per la questione del poco spessore disponibile per la filettatura non ci avevo pensato..l'idea di fare un foro più grosso sotto per poter usare una chiave per tenere l'autobloccante ci sta, ma sarebbe un bel lavoraccio..a quel punto potrei prendere direttamente dei profili a U per facilitare un po le cose ma non saprei, devo pensarmela un po'..ma il fatto di mettere la barre sopra il profilo invece che lateralmente non aiuta? Eventualmente potrei valutare di usare profili da 3mm di spessore se questo potesse migliorare sensibilmente la situazione.

[pol250]

Ciao, accoppiare acciaio ed alluminio non la vedo troppo bene perchè sono due materiali che hanno delle dilatazioni termiche abbastanza differenti.
Potrebbe esserci il rischio, specialmente d'estate dove gli sbalzi termici durante la giornata sono importanti, di avere delle deformazioni.
Farei o tutto alluminio o tutto acciaio.
Buon lavoro
Ciao
Paolo