Die Geschichte

Vor kurzem habe ich mir die  Genmitsu Sainsmart 3030-PROVer MAX gekauft um kleine Projekte nun endlich zu Hause CNC fräsen zu können. Da ich auch Holz, wo viel Späne anfällt und PCBs wo Gesundheitsgefährdende Stoffe freigesetzt werden und ich die Fräse in meiner Wohnung nutzen möchte muss eine zuverlässige Absaugung her.

Warum selber machen

Da es von dem Hersteller der CNC bereits ein passendes Zubehör gibt, stellt sich die Frage, warum selber entwickeln und nicht einfach kaufen. Nun ja, das mag zum einen Stimmen, aber was ich selbst mache, das erfüllt auch genau die Funktion für die ich es brauche. Die Absaugung vom Hersteller hat lange Bürsten, welche sich zwar schön an Konturen anpassen, jedoch sind diese nicht in der Länge verstellbar und was teils zu schlechter Absaugleistung führt und auch zu stärkerer Abnutzung.

Zusätzlich wird das vom Hersteller am äußeren Durchmesser des Motors befestigt, was diesen zum einen isoliert, also er wird sich dadurch mehr erwärmen und zweitens kann der Motor nun nicht mehr ganz nach unten gegeben werden, wenn man einen längeren Fräser oder ein größeres Werkstück eingespannt hat. Ja es gibt 2 verschieden Längen und es wird magnetisch gehalten, was ich leider dennoch nicht positiv hervorheben kann, da das Cover nach unten entfernt werden muss, sprich ich muss neben, oder weit über dem Werkstück sein, um das Cover zu tauschen, entfernen, oder aufzubringen, was schlussendlich darauf hinausläuft, dass ich die Bearbeitung pausieren muss. 

Ich bin leider auch kein Freund davon, sowas magnetisch zu machen, denn bei staken Vibrationen oder wenn sich die langen Borsten verfangen, dann könnte das Cover sich lösen und bei den kleinen Fräsern großen Schaden anrichten.

Der Dust-Shue-Cover wird nur mit einer Wurmschraube befestigt und da bin ich mir nicht sicher, wie zuverlässig das bei einem steifen Staufsaugerschlauf hält.

Zusätzlich müsste ich so oder so einen Adapteranschluss für den Staubsauger drucken, der jedoch nur per Klemmung gesichert werden kann, was speziell bei transparentem Kunststoff sehr fragwürdig ist, denn meiner Erfahrung nach ist transparenter Kunststoff zwar steif, jedoch aber sehr spröde und bricht sehr leicht. Nein das wäre es nicht

Das Grundkonzept

Am Anfang überlegte ich mir, ob ich zusätzlich zur Absaugung eine Kühlung verwenden muss, wenn ich Alu fräsen will. Da ich dazu jedoch keine Informationen im Internet finden konnte, musste ich mir selbst Überlegungen anstellen. Basierend auf den meisten Aussagen von CNC-Technikern, die zumindest per Druckluft speziell bei tiefen Taschen unbedingt dazu raten mit komprimierter Luft zu arbeiten überlegte ich, warum wegpusten, wenn ich die Späne gleich absaugen kann. Vorteil von Druckluft ist die, dass die Nozzle etwas weiter weg sitzen kann, als eine Absaugung, denn diese funktioniert nur sinnvoll, wenn diese rund um den Fräser geht und der Luftspalt von der Absaugung zum Werkstück muss deutlich kleiner sein, was bei komplexen Formen schwierig wird.

Also Absaugung ist bei tiefen großen Taschen nicht sinnvoll umsetzbar, daher nutzt jeder professionelle CNC Techniker Druckluft, bzw. gleich Flüssigkühlmittel. Da die Fräse klein ist und hauptsächlich einfache Formen, zumindest vorerst und speziell bei Faserverbundplatten, die ich unbedingt fräsen möchte funktioniert es.

Und da kam es  mir, alle PCB-Plotter (Fräsen die für Leiterbahnenproduktion verwendet werden) haben eine Absaugung, um die Gesundheitsgefährdenden Glasfasern sofort absaugen zu können.

So nun war es beschlossen, ich werde eine Absaugung mittels Staubsauger realisieren, welche direkt um den Fräser das Material absaugt und zugleich als Kühlung fungiert.

Die Wahl des Staubsaugers

Bevor man für einen Staubsauger etwas designen will, muss man sich entscheiden für welchen, denn es könnte zu unterschiedlichen Designentscheidungen führen.

Anforderungen an den Staubsauger:

• Es muss mind. ein M zertifizierter Staubsauger sein und idealerweise mit einem H Filter ausgestattet werden
• Es soll ein Staubsauger sein, für den man einfach Beutel und Ersatzfilter bekommt, die von guter Qualität sind
• Idealerweise mit Antistatischen
• Idealerweise die Saugkraft regelbar
• idealerweise automatische Filterreinigung

Schlussendlich viel eine Wahl auf den Bosch GAS 35 da dieser in jedem guten lokalen Fachgeschäft verfügbar ist und ich daher auch sichergestellt habe, dass ich auch einfach Ersatzsäcke zu besorgen.

Berechnen des Durchmessers

Nun stellt sich die Frage, wie groß muss der Durchmesser des Rohres sein, denn die Absaugung soll weder zu groß, denn dann wäre die Absaugleistung zu gering und Platz hätten wir auch nur begrenzt, als auch zu klein, denn da wird der angeschlossene Staubsauger unnötig belastet und wieder sinkt die Absaugleistung.

Also nahm ich das Handstück und nahm Maß an der dünnsten Stelle. Dann nahm ich Maß an der Frässpindelmutter und legte dies als inneren Durchmesser fest.

Die Berechnung

der Durchmesser des Handstücks des Staubsauger gibt mir die ideale Strömungsfläche.

Die Absaugung an der Fräse ist wird nun ein Rohr mit einem Innenbereich, der nicht Also benötige ich nun den Außendurchmesser 

Also haben wir für die Absaugung ein Fläche der Spindel, die nicht umströmt wird und bestimmen nun den Außendurchmesser, welcher die Spindelfläche um die Handstückdurchmesser erweitert.

So nun haben wir eine Absaugung, die den Staubsauger nicht belasten sollten und so sehr lange genutzt werden kann, ohne, dass der Staubsauger überhitzt. Achtung, man muss dennoch auf den Abstand zwischen Absaugung ende und Werkstück aufpassen, denn wenn hier der Abstand, speziell bei Platten zu gering ist, dann kann hier auch der Staubsauger überlastet werden!

Konzeptionierung

Da nun der Durchmesser definiert ist, stellt sich nun die Frage, wie soll das ganze aussehen, wie kann ich den Absaugstutzen am Fräskopf befestigen und wie komme ich zur Spindel um den Fräser zu wechseln. Natürlich wollte ich es mir nicht leicht machen und stellte mir weiter die Frage, wie kann ich den Absaugstutzen in der Höhe verstellen.

1. Fixierung des Handstücks des Staubsaugers am Fräskopf

Vom Hersteller gibt es bereits solche Absaugungen, wie ich es designe, für Holzarbeiten und diese werden 

Der erste Einsatz

Erfolg, die Absaugung funktioniert besser als erwartet und saugt wirklich alles ein, was produziert wird

Update:
Nach ein paar Einsätzen, nachdem ich die Fräsparameter deutlich optimiert habe und hier deutlich mehr und größere Späne abgeführt werden, landen hin und wieder ein paar größere Späne außerhalb des Absaugbereichs, aber dennoch bin ich extrem zufrieden, da hier wirklich nur mini

Fazit

Eine Staubabsaugung macht sowohl bei Aluminium, Holz und Faserverbundplatten sinn und eine zusätzliche Kühlung ist nicht nötig. Der Staub wird zum Größten Teil abgesaugt und nur minimale Späne bleiben zurück, aber es wird deutlich mehr abgesagt als ich erwartet hätte und das Aluminium wird besser gekühlt als erwartet. Wenn man perfekte Oberflächen haben will kann man dickflüssiges Schmiermittel mittels Pinsel ganz dünn vor dem Schlichtdurchgang auftragen.

Dieses Upgrade ist für mich ein "Nobrainer", jeder mit einer kleinen Fräse sollte sich dieses Upgrade nachrüsten.