Das nächste Projekt: Shapeoko Mini CNC-Fräse

Damit es hier mal endlich nicht nur um den Aufbau der Werkstatt geht sondern Stück für Stück auch ein paar Geekthemen Einzug erhalten, will ich Euch an dieser Stelle mal meinen nächstes bzw. bereits laufendes Projekt vorstellen. Noch dazu eines, das schon einige Monate auf Halde liegt. Der Umzug hat es immer wieder verschoben und so langsam finde ich die Zeit mich darum zu kümmern.

Eine CNC-Fräse ist das was irgendwann einmal in vernünftiger Form in der Werkstatt stehen soll. Da das allerdings mit nicht unerheblichen Investitionen verbunden ist und das technische “Kennenlernen” auch auf anderem Wege stattfinden kann, habe ich mich erstmal für eine kleine Fräse mit hohem Eigenbaufaktor entschieden. Die Wahl fiel nach einigen Abwägungen auf eine Shapeoko. Dabei handelt es sich um ein Produkt bzw. Projekt aus den USA. Edward Ford kam auf die Idee aus wenigen Standard- und ein paar individuellen Bauteilen eine CNC-Fräse zu entwerfen. Basis bilden dabei Aluminiumprofile mit Führungsschienen namens Makerslide. Das besondere an den Makerslides ist, dass ihr Profil Open Source ist. Jeder kann also nach belieben das Profil selbst extrudieren (lassen) und verkaufen – niemand hat irgendwelche verpflichtenden Rechte an dem Design. Natürlich extrudiert man dennoch mal nicht soeben seine Profile selbst – der technische Aufwand dafür ist relativ hoch. Nach aktuellen Informationen sind die Profile in Deutschland derzeit am einfachsten über Makerslide Europe in England zu bekommen.

Aber zurück zum Thema. Mit einem Freund zusammen haben wir uns zwei Bausätze für je eine Shapeoko aus den Staaten bestellt. Während seine mittlerweile schon gelaufen ist, befindet sich meine immer noch im Bau. Im ersten Schritt baue ich die Shapeoko mit ihren Standardmaßen. Das heisst am Ende wird eine kleine Fräse mit ca 20x20cm Verfahrweg herauskommen. Das reicht für erste Experimente – deutlich größere Fräsen wurden mit dem System bereits realisiert.

Wer schon mal mit Portalfräsen zu tun hatte wird Anhand der Bilder und Videos auf der Shapeoko Website oder hier feststellen, dass bei dieser Fräse alles etwas anders und deutlich labiler aussieht. Das ist in der Tat so. Die Prämisse liegt hier auf einfache und schnelle Baubarkeit und auf Kostenersparnis. Während bei herkömmlichen CNC-Fräsen sehr viel Geld und Zeit in den Bau des Portals und den Einsatz von Trapezgewindestangen, Kugelumlaufspindeln etc. gesetzt wird zählt hier vor allem “einfach und billig”.

Riemenführung außerhalb für besseren Staubschutz und den Einsatz stabilerer Zahnriemen.

Riemenführung außerhalb für besseren Staubschutz und den Einsatz stabilerer Zahnriemen.

Nichtsdestotrotz habe ich von Anfang an einige Umbaumaßnahmen vorgenommen für Dinge, die mir selbst zum basteln “zu windig” vorgekommen sind. Dazu gehört z.B. der Standardmäßig einseitige Antrieb der Y-Achse der schon auf den ersten Blick nach Verzug schreit. Außerdem habe ich bei der Gelegenheit die Motoren umgebaut und die Zahnriemenführung mit einem anderen Zahnriemen (HTD3M statt MXL) nach außen gelegt. Das hat sich angeboten, da für den zweiten Antrieb ohnehin kein passender Zahnriemen beim Bausatz dabei war. Glücklicherweise hatte ich in meinem 3D-Drucker-Fundus noch die ohnehin sehr robusten HTD3M-Zahnriemen und passende Pulleys rumliegen. Sogar für einen späteren Umbau auf ein größeres FOrmat wären noch ausreichend Zahnriemen hier.

Riemenspanner aus dem 3D-Drucker mit Gewindeeinsätzen aus Messing.

Riemenspanner aus dem 3D-Drucker mit Gewindeeinsätzen aus Messing.

Apropos 3D-Drucker. Wir unschwer zu erkennen kam bei meinem Umbau natürlich direkt der 3D-Drucker zum Einsatz. Sowohl die neuen Motorhalterungen als auch die Spanner für den Riemen in der neuen Position mussten geändert werden und was kommt da gelegener als ein 3D-Drucker mit dem man beides relativ einfach umsetzen kann. Das was auf dem Bild mit den Riemenspannern zu sehen ist sind Gewindeeinsätze aus Messing die ich sehr zu schätzen gelernt hat. In diesem Fall sind es M3-Gewinde die mit Hilfe einer dünnen Lötzspitze und einem heissen Lötkolben in ein Loch mit ca. 4mm Durchmesser gedrückt werden und dort ziemlich fest halten. Das erspart die Mutter auf der anderen Seite und ist deutlich angenehmer in der Handhabung.

shapeoko-cnc-fraese-7

Hier noch ein Bild des fertigen Rohaufbaus der Fräse. Ich habe gestern Abend damit begonnen Kabelverlängerungen an die Schrittmotoren zu löten und werde hoffentlich bald dazu kommen erste Trockentestfahrten zu machen. Bei nächsten mal dann mehr Infos zur verwendeten Elektronik, Software und auch zum Fräsmotor.

3 Gedanken zu „Das nächste Projekt: Shapeoko Mini CNC-Fräse

  1. wann kommt den ein update? ich feier deinen blog wirklich bin auch am überlegen ob ich mir die shapeoko fräse kaufen soll . Eine frage ist sie deiner meinung genau genug für den umbaue auf 3d druck? weil ich hab zwar nen reprap prusa i2 aber mit der shapeoko kann ich die druckfläche leichter vergrößern oder?

    • Hallo Dennis,

      auf dem Blog ists leider sehr ruhig im Moment. Die Shapeoko habe ich seit kurzem gar nicht mehr, da gerade ein größeres Projekt in Arbeit ist mit einer größeren und etwas aufwändigeren Fräse.

      Zum 3D-Druck eignet sie sich zwar grundsätzlich, ich würde die Kombination aus Drucker und Fräse aber grundsätzlich eher nicht empfehlen. Du wirst die Shapeoko nicht auf ein Qualitätslevel bekommen, damit sie mit guten Druckern mithalten kann, außerdem ist der Z-Verfahrweg natürlich zu gering. Wenn dann müsstest du sie also schon stark umbauen.

      Die Shapeoko eignet sich als Einsteiger- und Bastelfräse sicherlich gut. 3D-Drucker haben aber andere Anforderungen an Mechanik und Bauform.

      • ok weil ich bin grade am bau einer cnc desktop fräse da mir die shapeoko leider etwas zu teuer ist (für meine verhältnise als htl schüler).

        das mit der qualität dachte ich mir aber da ich eh aber ich bin schon lange im besitz eines reprap prusa die wir auch mit nem kollegen bauen und verkaufen ;)

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