[:de]Das Buch[:en]The Book[:]

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CNC-Fräsen für Maker und Modellbauer (edition Make:) ist im April 2016 beim »dpunkt.verlag« erschienen.

Worum geht es?

Modellbau, Holzarbeiten, Gravieren und ähnliche handwerkliche Hobbys sind heute weit verbreitet. Wo vor 20 Jahren noch Holz und Laubsäge üblich waren, ziehen zunehmend Werkzeugmaschinen in die Hobbykeller ein. Durch die Entwicklung der Technik und immer niedrigere Kosten sind CNC-Fräse, 3D-Drucker oder Drehmaschine längst nicht mehr nur dem Fachmann vorbehalten. Mit ein wenig Motivation und Einarbeitung setzen Sie diese auch ohne handwerkliche Ausbildung in kurzer Zeit ein.

Eine eigene CNC-Fräsmaschine bauen Sie heute komplett oder als Bausatz selbst, oder Sie kaufen diese fertig aufgebaut. Solche Fräsmaschinen reichen für einen Großteil der Anwendungen aus und sind mit Toleranzen im Bereich von 2-3 Hunderstel Millimeter sehr genau, wenn man mit Maschine und Material richtig umgeht. Aber nicht nur der richtige sondern auch der sichere Umgang ist sehr wichtig. Werkzeugmaschinen sind keine Kinderspielzeuge und bergen einige Gefahren in sich, von denen einige nur den Wenigsten bekannt sind. Oder wussten Sie, dass Feinstäube von Verbundwerkstoffen oder von Buchenholz krebserregend, oder das einige Schmierstoffe allergen und giftig sind? Technik und Sicherheit gehören genau wie Pflege und Wartung zum Thema CNC-Fräsen.

Was enthält das Buch?

Nach einer detaillierten Einführung in das Thema Fräsen und Fräsmaschine und damit verbundenen Gefahren wird erklärt, wie man die richtige Fräsmaschine findet. Am Beispiel einer Stepcraft-2/600-CNC-Fräsmaschine wird ausführlich erklärt, wie Sie diese und alle weitere Fräsmaschinen der zweiten Stepcraft-Serie als Bausätze montieren. Der Aufbau aus einem Bausatz erlaubt ein besseres Verständnis der Funktionsweise und senkt die Hemmschwelle vor der Technik. Zum Abschluss des Kapitels wird die Fräsmaschine in Betrieb genommen und ein erstes Werkstück hergestellt.

In einem weiteren Kapitel dreht sich alles um Fräswerkzeuge und wie Sie die richtigen Fräser für den jeweiligen Anwendungszweck auswählen. Danach geht es ausführlich um das 2D-Fräsen und die Verarbeitung von Werkstoffen wie Hölzern, Kunststoffen, Alu-Dibond, Aluminium oder Messing, welche Fräswerkzeuge man dazu verwendet, mit welchen Schnittgeschwindigkeiten Sie arbeiten und wie Sie die richtigen Einstellungen ermitteln. 

Für weitere Anwendungsmöglichkeiten wird die Maschine um viele nützliche Dinge Erweitert:

  • Ein T-Nutentisch mit Maschinenschraubstock und selbst gebaute Spanneisen zum Aufspannen von Werkstücken und Zubehör.
  • Ein selbstgebautes professionelles Gehäuse schützt vor Staub und Gefahren und reduziert Lärm.
  • Eine Absaugvorrichtung mit Fliehkraftabscheider reudziert Staub und Späne auf ein Minimum.
  • Ein Werkzeuglängensensor erlaubt das einfache ausmessen des Werkstücknullpunkts.
  • Ein selbst gebautes Wasserbad ermöglicht das staubfreie Verarbeiten von Werkstoffen wie CFK und AFK.

Im Anschluss geht es um das 2.5D-Fräsen, um das Unterwasserfräsen und um das Isolationsfräsen von elektronischen Platinen inklusive aller Arbeitsschritte und die Bedienung der unterschiedlichen Programme.

Als Steuerungssoftware für die Stepcraft-Fräsmaschinen werden WinPC-NC USB und UCCNC mit UC100 erklärt. Als CAM-Software kommt Estlcam zum Einsatz, das als günstige aber gute Alternative auch teureren Programmen Konkurrenz macht. Abgerundet wird das Buch mit einem Glossar, dass  Fachbegriffe rund um das CNC-Fräsen erkärt.

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What is the book about?

Model making, woodworking, engraving, and similar craft hobbies are widespread today. Twenty years ago wood and fret saws were still common; today machine tools are increasingly moving into the hobby cellar. Due to advancements in technology and decreasing costs CNC milling machines, 3D printers, and lathes are no longer tools for specialists only. You will be able to use them in a short time without further technical training.

You can build your own CNC milling using a kit or you can buy a product from shelf. Milling machines have many applications. They are very accurate and work within tolerances of 2-3 hundreths of a millimeter; provided you’re handling both the machine and the material correctly.

Correct and safe handling is important. Machine tools are no toys and can be dangerous. Did you know that fine piles of composites or beechwood are carcinogenic or that some lubricants are highly allergenic and toxic? Technology and safety as well as maintenance are important subjects related to CNC milling and this book covers them all.

What’s in the book?

After a detailed introduction to milling and milling machines and associated hazards, we explain how to find the right milling machine. Using the Stepcraft-2/600 CNC milling machine we explain the assembly for all other milling machines of the second Stepcraft series. The construction of a kit helps to better understand its operation and lowers the inhibition threshold to take it apart again for fixing and maintaining it. At the end of the chapter the milling machine is put into operation and produces a first workpiece.

Following chapters cover milling tools and show how to select the right milling cutters for your application. You will deal with 2D milling and process materials such as wood, plastics, aluminum dibond, aluminum, or brass. Zouäll learn which milling tools determine the cutting speed and you’ll learn how to find the perfect settings. 

For advanced application the machine will be extended by many useful things:

  • A T-slot table with machine vise and custom-built clamping jaws for clamping workpieces and accessories.
  • A custom-built professional housing that protects against dust and dangers and reduces noise.
  • A suction device with a centrifugal separator that reduces dust and chips to a minimum.
  • A tool length sensor allows for easy measurement of the workpiece’s zero point.
  • A custom-built water bath allows for dust-free processing of materials such as CFK (carbon fiber) and AFK (aramid/kevlar fiber).

Eventually, the book explains 2.5D milling, underwater milling, and isolation milling of electronics boards. It explains all steps and operations of the various programs. The book ends with a glossary that explains technical terms related to CNC milling.

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