magst Du dazu etwas mehr schreiben? Das Thema interessiert mich. Mein
nächtes Projekt (für die "staade Zeit" (Weihnachten)) wird ein 3D-Drucker
(wird wohl ein Prusa i3 MK2 Bausatz werden).

Hallo Sylvia,

was möchtest Du denn konkret wissen? Allgemein kann ich sagen, dass ein 3D Drucker, ein Lasercutter, ein (Schneid-)Plotter, eine CNC Fräse, ... in Portalbauweise alle auf dem gleichen Funktionsprinzip beruhen: man hat mindestens 3 Achsen bzw. Linearführungen und treibt diese mit Schrittmotoren an. (Deltakonstruktionen mal ausgenommen.)

Eine Fräse ist dabei ein Sonderfall, weil die mechanische Belastung sehr hoch ist, d.h. man muss die Konstruktion viel solider und schwingungsärmer auslegen, wenn man akzeptable Vorschubgeschwindigkeiten fahren will.

Die Ansteuerung der Motoren erfolgt über geeignete Treiber, welche die Impulse verstärken, erzeugt werden sie mit einem Mikrocontroller. Mann kann sich in allen Preis- und Leistungsklassen fertige Steuerungen kaufen oder selbst bauen.

Ich baue gerade einen ersten kleinen Prototyp mit Nema 17 Motoren, A4988 Treibern, Ansteuerung über einen Arduino mit der Grbl Firmware. Vorteil: Man muss sich nicht selbst um die Ansteuerung inkl. Beschleunigungs- und Bremsrampen kümmern - das macht alles die Firmware, welche man weiträumig parametrieren kann. Mann streamt einfach den Gcode via USB und schon geht es los. Kosten für die Bauteile unter 100 Euro (ohne Linearführungen / Kreutzisch und Fräse).

Nachteil: Viel mehr als 30 kHz sind diesem µC mit Grbl nicht zu entlocken = die (beim Fräsen sehr häufigen) Leerfahrten sind vergleichsweise langsam.

Die meisten preiswerten 3D Druckerbausätze basieren übrigens auf exakt dieser Steuerung.

Software: Den Gcode erzeuge ich mit Estlcam (ist beim Fräsen erheblich komplexer als beim Drucken / Schneiden, weil man sich Gedanken über Gleichlauf- / Gegenlauf machen muss, über verschiede Arbeitsgänge mit verschiedenen Fräsern, permanente Z-Kalibrierung nach Werkzeugwechsel, u.v.m.), bezahlbare Alternativen wären Autodesk Fusion 360 oder Mach 3.

Natürlich träume ich bereits von einer 4. und 5. Achse, aber ab da wird die benötigte Software (welche die CAM Daten erzeugt) richtig teuer. Die Möglichkeit, das Werkstück zu drehen oder den Fräser zu neigen, erlaubt dann die Fertigung von Hinterschneidungen ohne umspannen. Ein Werkzeugwechsler ist auch toll. Aber nicht umsonst kosten gute 5 Achs Maschinen + Softwarepaket sechsstellige Summen - das ist abgefahrene Präzisionstechnik und die Software dahinter ist alles andere als trivial (im Gegensatz zu einer 3 Achs Portalsteuerung).

Es ist ein komplexes Thema und es gibt riesige Foren, welche sich mit nichts anderem, als mit den damit verbundenen zigtausenden Detailproblemen und -lösungen beschäftigen.

Beste Grüße, P.