Tipps für den Kauf Ihrer ersten Fräsmaschine

Wenn Sie sich für die Herstellung von Dingen interessieren (und da Sie dies lesen, gehen wir davon aus, dass dies der Fall ist), haben Sie mit ziemlicher Sicherheit den Wunsch verspürt, Metallteile herzustellen. 3D-Drucker sind großartig, haben aber viele Nachteile: begrenzte Materialoptionen, mangelnde Präzision und lange Druckzeiten. Wenn Sie Metallteile wünschen, die auch nur mäßig enge Toleranzen einhalten, ist eine Fräsmaschine die einzig praktische Option. Es gibt schließlich einen sehr guten Grund dafür, dass sie für die Fertigung unverzichtbar sind.

Allerdings kann es für einen Bastler, der keine Erfahrung in der Bearbeitung hat, schwierig sein, zu wissen, wo er anfangen soll. Welche Art von Fräsmaschine sollten Sie kaufen? Sollte man neu oder gebraucht kaufen? Was zum Teufel ist Dreiphasenstrom und kann man ihn bekommen? Diese und viele andere Fragen können für Uneingeweihte geradezu überwältigend sein. Glücklicherweise sind wir – Ihre Freunde bei Hackaday – hier, um Ihnen den Weg zu weisen. Wenn Sie also bereit sind zu lernen, dann lesen Sie weiter! Sie sind bereits Experte? Hinterlassen Sie einige eigene Tipps in den Kommentaren!

Bevor wir näher auf die Konfiguration der Fräsmaschine eingehen, die Sie am wahrscheinlichsten kaufen möchten, möchten wir zunächst darauf hinweisen, dass wir hier nur über diese sprechenHandbuch Fräsmaschinen in diesem Ratgeber. CNC-Fräsmaschinen sind ein ganz anderes Biest, und sie werden eine Anleitung ganz für sich alleine bekommen. Manuelle und CNC-Fräsmaschinen haben viele Gemeinsamkeiten (CNC-Fräsmaschinen sind oft nur umgebaute Handfräsmaschinen), aber CNC-Fräsmaschinen haben zusätzliche Anforderungen, die diesen Artikel zu kompliziert machen würden. Daher befassen wir uns in diesem Beitrag nur mit manuellen Maschinen.

Moderne Fräsmaschinen werden in zwei Grundtypen unterteilt: horizontale und vertikale. Dadurch wird bestimmt, ob die Spindelachse der Maschine auf und ab oder seitwärts verläuft. Beide Maschinentypen verfügen häufig über neig- oder schwenkbare Köpfe, Säulen und Tische, was bedeutet, dass beide Arten für viele der gleichen Aufgaben verwendet werden können. Bestimmte Arbeiten sind jedoch auf einer Maschine einfacher als auf der anderen.

Der Unterschied zwischen den Maschinen ist in der Praxis deutlicher als nur die Ausrichtung. Bei einer vertikalen Maschine ist der Tisch senkrecht zur Nullneigungsposition der Spindel montiert, während bei einer horizontalen Maschine die Spindel parallel zur Tischebene montiert ist. Dies führt zu einem grundlegenden Unterschied darin, welche Arten von Arbeiten auf jedem Maschinentyp praktisch sind.

Die Hauptstärke einer Horizontalfräsmaschine ist der Überarm, der den rotierenden Dorn auf zwei Seiten einschränkt. Dies verleiht ihm eine unglaubliche Steifigkeit und ermöglicht es dem Maschinisten, sehr schwere Schnitte auszuführen, die mehr Seitenlast verursachen würden, als eine vertikale Maschine bewältigen könnte. Die Festigkeit ist so hoch, dass es durchaus möglich (und üblich) ist, mehrere Fräser auf dem Dorn zu stapeln, um beispielsweise einen flachen Tisch mit Schlitzen in einem einzigen Durchgang zu schneiden. Dadurch eignet es sich gut für Oberflächenarbeiten, das Schneiden von Nuten und Schlitzen und ähnliche Aufgaben, bei denen das Teil in einer Achse flach ist.

Der Nachteil besteht natürlich darin, dass es viel umständlicher (und manchmal unmöglich) ist, Teile herzustellen, die Schnitte in allen Achsen aufweisen. Hier zeichnet sich eine Vertikalfräsmaschine aus: durch ihre Vielseitigkeit. Es wird Ihnen schwer fallen, eine Aufgabe zu finden, die eine Vertikalfräse nicht erledigen kann – obwohl sie je nach Teilegeometrie manchmal viel zeitaufwändiger ist als eine Horizontalfräse.

Nachdem Sie nun den Unterschied kennen, wissen Sie wahrscheinlich bereits, welches Sie möchten. Aber nur für den Fall, wir sagen, dass Sie mit ziemlicher Sicherheit eine Vertikalmühle wollen. Horizontalmühlen eignen sich hervorragend für einen kleinen Teil der Aufgaben, aber das sind auch Aufgaben, die die meisten Bastler nicht oft ausführen. Die Vielseitigkeit einer Vertikalmühle eignet sich gut für die vielfältigen und vielfältigen Aufgaben, die Hobbyanwender bevorzugen, im Gegensatz zu den Spezialproduktionsarbeiten, für die Horizontalmühlen im Allgemeinen verwendet werden.

Hoffentlich haben Sie entschieden, dass eine Vertikalmühle die beste Wahl für Sie ist, sonst ist dieser Abschnitt nicht sehr nützlich. Angenommen, Sie haben sich für eine Vertikalmühle entschieden, sind Sie wahrscheinlich neugierig, auf welche Funktionen Sie achten müssen, und fragen sich, worauf es eigentlich ankommt. Es würde ein ganzes Buch erfordern, alle Details zu diesem Thema zu behandeln, aber wir werden einige der wichtigsten Dinge besprechen, die es zu beachten gilt.

Diese Frage bestimmt viele Kaufentscheidungen, und bei Fräsmaschinen ist das nicht anders. Ist das also wichtig? Ja und nein. Fräsmaschinen gibt es schon seit langem und es gibt eigentlich keine Betriebsgeheimnisse, wenn es um ihre Konstruktion geht. Es ist bekannt, was eine gute Maschine ausmacht und was nicht. Theoretisch kann also jeder Hersteller diesen Konstruktionsprinzipien folgen und eine qualitativ hochwertige Maschine herstellen.

Die Realität hält dieses Versprechen leider nicht ein. Dafür gibt es zwei Gründe: Fertigungsqualität und Kosten. Um die Kosten niedrig zu halten, machen viele Hersteller Abstriche. Möglicherweise verwenden sie minderwertige Materialien, Motoren mit geringer Leistung usw. Selbst wenn der Hersteller nicht absichtlich Abstriche macht, ist es durchaus möglich, dass er einfach nicht in der Lage ist, qualitativ hochwertige Produkte herzustellen. Schlecht gefertigte Leitspindeln, ungenaue Bearbeitung und geringe Toleranzen können dazu führen, dass Sie eine Mühle haben, deren Bedienung frustrierend ist und die keine erträgliche Präzision bietet.

Daher ist es eine gute Idee, eine bewährte Maschine zu kaufen. Normalerweise bedeutet das, sich für eine angesehene Marke zu entscheiden. Einige günstigere Marken stellen jedoch immer noch hochwertige Maschinen her (häufig Klone teurerer Modelle). Sie verfügen möglicherweise über weniger Funktionen oder weniger robuste Motoren, könnten aber für Ihre Anforderungen ausreichen. Lesen Sie unbedingt einige Rezensionen von Leuten, die wirklich mit ihnen arbeiten.

Kleine Desktop-Fräsmaschinen können verlockend sein, aber wenn Sie vorhaben, Metall zu fräsen, sollten Sie sie meiden. Denken Sie an das letzte Mal, als Sie ein Loch in Stahl bohren oder ein Stück mit einer Bügelsäge abschneiden mussten. Es ist eine schwierige Arbeit und erfordert viel Kraft. Ihre Fräsmaschine muss in der Lage sein, diese Art von Kraft aufzubringen, ohne sich überhaupt zu verbiegen – und selbst ein wenig Nachgiebigkeit macht die Chance, ein Teil mit respektablen Toleranzen zu fräsen, zunichte.

Aus diesem Grund muss der Rahmen der Mühle so schwer und steif wie möglich sein. Eine kleine Desktop-Maschine wird mit ziemlicher Sicherheit nicht in der Lage sein, etwas Härteres als Aluminium zu fräsen, und selbst dann wird sie ungenau sein. Wenn Sie auch nur mäßige Präzision wünschen, ist es die klügste Wahl, eine Mühle zu kaufen, die so groß und schwer ist, wie Sie Platz haben.

Ein DRO (Digital Readout) ist ein Modul, das jeder Achse einer Fräsmaschine hinzugefügt werden kann. Bei einigen Maschinen sind sie bereits im Lieferumfang enthalten, bei anderen sind sie als Upgrade-Pakete erhältlich. Oftmals sind auch Kits zur Nachrüstung von Mühlen erhältlich, die diese ursprünglich nicht als Option hatten. Ein DRO gibt Ihnen eine Anzeige, die Ihnen anzeigt, wie weit Sie den Tisch (oder die Feder) bewegt haben, was so ziemlich jeden Vorgang viel einfacher macht.

Die Verwendung eines Digitalanzeigegeräts ist nicht unbedingt erforderlich, da alle Mühlen über Zifferblätter zur Messung der Bewegung verfügen. Allerdings kann das Lesen mühsam und zeitaufwändig sein. Dies gilt insbesondere, wenn man das Spiel (Durchhang der Schrauben) berücksichtigt, der mit einem DRO leicht ausgeglichen werden kann, da er nur anzeigt, um wie viel sich der Tisch tatsächlich bewegt hat, und nicht, um wie viel sich der Griff bewegt hat.

Wie bei einem DRO kann jeder Achse eine Stromzufuhr hinzugefügt werden, und viele Mühlen werden ab Werk mitgeliefert. Damit können Sie einen kleinen Motor umschalten, der den Tisch für Sie bewegt, sodass Sie den Griff nicht selbst betätigen müssen. Dies kann die Ermüdung erheblich verringern, Ihnen aber auch eine bessere Oberflächengüte beim Schnitt ermöglichen, da die Geschwindigkeit während des gesamten Schnitts konstant bleibt.

Wie Autoenthusiasten legen auch Maschinisten großen Wert auf die Leistung. Und das ist nicht völlig ungerechtfertigt – das Letzte, was Sie wollen, ist, dass der Motor mitten im Schnitt abwürgt. Allerdings verfügen praktisch alle Mühlen über eine Möglichkeit, den Motor herunterzufahren, um auf Kosten der Geschwindigkeit mehr Drehmoment zu erzielen. Das Fräsen von Stahl erfordert ein hohes Drehmoment und eine niedrige Drehzahl, während Aluminium das Gegenteil erfordert.

Sie können also durchaus einen Motor ohne viel Leistung kompensieren. Das kann eine gute Idee sein, da die Motorleistung einen großen Kostenunterschied ausmacht. Allerdings sollten Sie wahrscheinlich eine Mühle meiden, die weniger als 1 PS hat. Es ist auch schwierig, leistungsstarke Elektromotoren zu finden, die nicht dreiphasig sind.

Wir haben nicht den Raum, näher darauf einzugehen, wie Mehrphasenstrom funktioniert und welche Vor- und Nachteile er hat. Aber es genügt zu sagen, dass Sie zu Hause mit ziemlicher Sicherheit keinen dreiphasigen Strom haben. Wenn Sie über einen Industrieraum verfügen, verfügen Sie möglicherweise über dreiphasigen Strom, aber selbst dann ist dies möglicherweise nicht der Fall. Der Punkt ist, dass viele Industriewerkzeuge über 3-Phasen-Motoren verfügen, die allein nicht mit normalem Einphasen-Haushaltsstrom betrieben werden können.

Das bedeutet, dass die meisten von Ihnen auf Mühlen mit Einphasenmotoren beschränkt sein werden. Dadurch ist es jedoch oft möglich, 3-Phasen-Maschinen deutlich günstiger zu finden als Einphasen-Maschinen. Wenn Ihnen eine solche Maschine gefällt, besteht die Möglichkeit, den Spindelmotor durch eine Einphaseneinheit zu ersetzen oder einen Phasenwandler zu kaufen oder zu bauen.

Eine Fräs-/Bohrmaschine ist im Grunde eine Bohrmaschine, auf der ein 2-Achsen-Tisch befestigt ist. Sie sind deutlich günstiger als echte Fräsmaschinen, aber das hat seinen Grund. Sie verfügen wirklich nicht über die erforderliche Steifigkeit für echtes Fräsen und eignen sich eigentlich nur zum präzisen Bohren von Löchern und zum sehr leichten Fräsen. Abgesehen davon, dass Sie ein wenig Geld sparen, gibt es keinen Grund, eine zu kaufen, da eine echte Fräsmaschine sicherlich auch bohren kann.

Zu diesem Zeitpunkt sollten Sie ziemlich gut wissen, worauf es bei einer Fräsmaschine ankommt. Jetzt ist es an der Zeit, sich damit zu befassen, wie Sie beim Kauf vorgehen sollten.

Sie sollten ernsthaft über den Gebrauchtkauf nachdenken. Qualitätsmühlen sind Maschinen, die so konzipiert sind, dass sie jahrzehntelang schwerem Missbrauch standhalten, und Sie können durch den Kauf gebrauchter Maschinen viel sparen. Lokale Industrieauktionen und Craigslist sind gute Anlaufstellen. Die Inspektion gebrauchter Maschinen ähnelt der Inspektion eines Gebrauchtwagens: Stellen Sie sicher, dass alles funktioniert, dass keine übermäßige Abnutzung vorliegt und dass Sie sehen können, dass alles gepflegt wurde.

Schmutz und Dreck sind in Ordnung, das kann gereinigt werden, solange die wichtigen Teile sauber, geschmiert und nicht zu abgenutzt sind. Stellen Sie sicher, dass sich die Spindel reibungslos dreht, kein Spiel hat (messen Sie nach Möglichkeit die Unrundheit) und dass sie gut klingt. Schnappen Sie sich den Tisch und rütteln Sie so stark wie möglich daran. Achten Sie darauf, dass Sie kein Spiel spüren. Schauen Sie sich die Schrauben an, um zu sehen, ob sie sauber und unbeschädigt sind. Stellen Sie sicher, dass die Laufflächen (das glatte Metall, auf dem der Tisch gleitet) sauber und geschmiert sind und keine Rillen aufweisen. Wenn all diese Dinge in Ordnung sind und Sie keine anderen Warnsignale wie gerissene Gussteile bemerken, ist die Maschine wahrscheinlich solide und voll funktionsfähig. Das Alter wird im Allgemeinen nicht als Problem angesehen, solange es gewartet und gewartet wird.

Fräsmaschinen sind schwer; Sie können zwischen mehreren hundert Pfund auf der leichten Seite und mehreren tausend Pfund auf der schweren Seite liegen. Es ist keine triviale Aufgabe, eines davon zu Ihnen nach Hause oder in den Laden zu bringen. Wenn Sie es selbst transportieren, stellen Sie sicher, dass Ihr LKW oder Anhänger die Ladung tragen kann und dass er sicher befestigt ist. Sie benötigen außerdem einen Gabelstapler auf beiden Seiten der Lieferung (zum Be- und Entladen der Maschine).

Wenn Sie, wie die meisten Bastler, keinen schweren Tieflader und keinen eigenen Gabelstapler haben, können Sie Monteure beauftragen, die Maschine für Sie zu transportieren. Rechnen Sie damit, mindestens ein paar Hundert Dollar (und manchmal sogar viel mehr) für den Transport zu bezahlen, selbst über eine kurze Distanz. Wenn Sie jemanden kennen, der über eine solche Ausrüstung verfügt, lohnt es sich auf jeden Fall, ihn um einen Gefallen zu bitten – Sie benötigen das Geld für die Werkzeugausstattung.

Sobald Sie Ihre Fräsmaschine nach Hause gebracht haben, müssen noch einige Anschaffungen getätigt werden. Zuallererst benötigen Sie einen guten Maschinenschraubstock. Sie müssen nicht unbedingt Hunderte von Dollar für einen Kurt-Schraubstock ausgeben, aber Sie möchten etwas, das gut bearbeitet ist und sich nicht lockert. Eine schwenkbare Halterung ist zwar schön, aber keine Notwendigkeit.

Als nächstes benötigen Sie eine Möglichkeit, Ihre Schaftfräser zu halten. Hierfür benötigen Sie Spannzangen oder Schaftfräserhalter, die zur Aufnahme Ihres Fräsers passen (diese Informationen sollten in den technischen Daten leicht zu finden sein). Wahrscheinlich möchten Sie mit zwei oder drei davon in verschiedenen Größen beginnen, damit Sie Schaftfräser mit unterschiedlichen Schaftgrößen verwenden können.

Apropos Schaftfräser: Sie sollten gleich mehrere davon bestellen. Sie können sie günstig in großen Mengen über eBay kaufen, was für den Anfang eine gute Idee ist. Kaufen Sie Hartmetall und eine Handvoll in verschiedenen Größen. Stellen Sie sicher, dass die Schaftgrößen zu den von Ihnen gekauften Spannzangen/Schaftfräserhaltern passen. Im Allgemeinen werden für Aluminium 2 Nuten und für Stahl 4 Nuten empfohlen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, was Sie schneiden werden, können Sie einige davon kaufen oder sich als Kompromiss einige Schaftfräser mit drei Schneiden besorgen. Rechnen Sie mit Kosten von 10 $ und mehr pro Schaftfräser (ja, Werkzeuge werden teuer).

Schließlich möchten Sie vielleicht über ein Kühlmittelsystem nachdenken. Diese gibt es in verschiedenen Varianten, aber Flutkühlmittel sind in der Regel am einfachsten einzurichten. Ungeachtet des Namens bewirkt Kühlmittel viel mehr als nur Kühlen; Es schmiert außerdem und spült Späne weg. Kühlmittelsysteme können relativ einfach zu jeder Fräsmaschine hinzugefügt werden, und viele sind bereits ab Werk damit ausgestattet.

Jetzt geht der Spaß endlich los! Am Anfang sollten Sie viel experimentieren. Recherchieren Sie über Vorschübe und Geschwindigkeiten (und besorgen Sie sich einen guten Rechner dafür), wofür verschiedene Schaftfräser geeignet sind und wie bestimmte Arten von Operationen ausgeführt werden. Lassen Sie sich nicht entmutigen, wenn Ihnen ein Schaftfräser kaputt geht, deshalb haben Sie Extras gekauft. Üben, üben, üben, und bald werden Ihnen Ausreden einfallen, um Präzisionsmetallteile für alle Ihre Projekte herzustellen.