C-Beam – general build experience

I finished my C-Beam kit from Ooznest some days ago and I thought you might be interested in some of the “issues” during the build

First of all, it has been a big pleasure to build this machine. When you´re designing things yourself most of the time there is a point where you just value a well thought out kit that just fits, as expected from a aluminum profile kit. 😛

It took roughly two afternoons to get everything together, followed up by some additonal hours of choosing the right software and adjusting the settings. Hendrik found a nice little programm called cnc.js. I had a look at the standard solutions openbuilds suggested and chllipeppr but they didn´t seemed quite right. It worked straight away and despite I haven´t tested it yet with a real cutting job I can really recommend it.

As I´m using the Kress from my MPCNC for testing purposes on the C-Beam I had to do some minor modifications to the tool clamp. I had to get it lower than the intended mounting point and all I had to do was grinding the screws a little down on the edges.

That way It was possible to screw the clamp from the backside of the plate securely. Not as good as the corners that are intended for this but it should work. At least two of them are securing the clamp from above.

What I didn´t liked so much and I suppose it´s not a common thing with the kit is the quality of the supplied cables. They were crimped on the isolation and that meant they didn´t had any reliable contact to the PSU. After three seconds the PSU switched off. My first thought was that the PSU was faulty and the second was that I might had connected something wrong. As I repeatedly check connections before I power something up I usually suspect the error elsewhere. 🙂

The bare metal shoudln´t stick out at the front and crimping the isolation leads to missing pressure on the cable itself causing a loose connection. I corrected this to get it stable and safe  and everthing works fine now.

Those were the only two points I had to modify. Everthing else went smoothly. Pictures from the final machine will follow soon 🙂

MPCNC – Quickstart in DE

1. Gedanken zur Materialbeschaffung

Grundsätzlich ist es von Vorteil die gedruckten Teile sowie Fräser und Zubehör bei Ryan (Vicious1.com) zu bestellen. In die Konstruktion und den Service fließen viele Arbeitsstunden. Man sollte zumindest eine Spende in Erwägung ziehen um das Projekt zu unterstützen.

2. Druckteile

Die gedruckten Teile benötigen je nachdem was für Drucker man zur Verfügung hat und der dafür freien Zeit 1- 2 Wochen. Es ist aber durchaus schaffbar und macht einen Teil der Faszination für diesen Router aus. Die Teile sind gut konstruiert und lassen sich auf einem kalibrierten Drucker sauber herstellen, ohne große Nachbearbeitung. Gedruckt habe ich sie mit den von Ryan empfohlenen Einstellungen. Aufgrund der langen Druckzeit empfehle ich bei einer Schichthöhe von Oberhalb 0,2 mm zu bleiben. Die Genauigkeit ist vollkommen ausreichend und die Druckzeit bleibt erträglich. Verwendet hab ich PLA und PETG von “Das Filament” genaueres dann in der Teileliste. PETG ist zwar zäher aber leider auch flexibler deswegen ist die PLA variante zu bevorzugen, wie ich später feststellte.

3. Mechanische Komponenten

Je nachdem wieviel man ausgeben möchte kann man hier natürlich auch hochwertigere Komponenten verwenden. Ich habe mich für Edelstahl entschlossen da ich auch die Bearbeitung von Aluminium im Sinn hatte.

Die größe des Routers spielt eine entscheidende Rolle. Möchte man Aluminium oder Komposite verarbeiten sollte man unter einer Gesamtgröße von etwa 70 x 70 cm bleiben. Umso kleiner umso stabiler wird das ganze natürlich. Auch die Höhe wird vom angestrebten Verwendungszweck mitbestimmt. Möchte man die MPCNC als 3D Drucker verwenden ist es hierbei jedoch sinnvoll mindestens 10 cm finale Bauhöhe zu bekommen. Ich habe mich für eine nutzbare höhe von 15 cm entschieden. Um Aluminium und GFK fräsen zu können hab ich mir einen erhöhten Arbeitstisch gefertigt, der dann die Höhe zum Mittelpunkt der sich kreuzenden Streben minimiert. Die Standfüße sind natürlich dann trotzdem lang und geben etwas nach aber zumindest das Spiel im Werkzeugkopf und somit die Abweichung am Fräser ist minimiert und die Vielseitigkeit bleibt erhalten.

Die Rohrlängen können mithilfe dieses kleinen Tools ermittelt werden. Simple MPCNC Calc

In meinem Fall hab ich also bei einer Gesamtgröße von 70 x 70 cm eine Bearbeitungsfläche von 40 x 40 cm und eine Bauhöhe von 15 cm. Meine Tests bestätigen dabei eine gute Fräsleistung sowie genug Raum um das ganze als 3D Drucker zu betreiben. Die Werte für die Rohre können natürlich gerundet werden um den Schneidvorgang zu vereinfachen.

4. Elektronische Komponenten

Ich habe die empfohlenen Steppermotoren verwendet. Da hier zwei Stepper pro Achse werkeln bringen diese ausreichend Drehmoment für alle bisher getesteten Materialien und Geschwindigkeiten mit.

Als Steuerung kommt ein RAMPS 1.4 board und ein originaler Arduino Mega 2560 zum Einsatz. Zusammen mit den DRVs ist das auch die empfohlene Konfiguration. Alternativ könnte man ein Smoothieboard verwenden welches ein wenig intelligenter beim Fräsen vorgeht und feinere Abstufungen bei runden Formen ermöglicht. Dafür gibt es allerdings keine vorkonfigurierte Firmware und auch der Preis ist logischerweise etwas höher. http://smoothieware.org

Die Kress FME 800 ist eine gute Wahl als Frässpindel. Genügend Leistung, geringeres Gewicht als bei Beispielsweise Suhner und präzise im Rundlauf. Ich hatte bisher noch nicht beobachten können das die Leistung der 800 Watt Version nicht ausreicht. Selbst bei schnellen Aluminium Schnitten ist die Drehzahl nicht eingebrochen zumindest mit den bisher verwendeten 3mm Fräsern. Die Lautstärke ist recht hoch und liegt etwas Oberhalb des üblichen Staubsaugers aber da hilft wohl nur eine HF Spindel. Zu dem Thema hatte ich mich kurz informiert und was qualitatives und halbwegs bezahlbares konnte ich nicht finden, bis auf die dubiosen “Chinaspindeln”. Dennoch scheint es eine ganze Menge Leute zu geben die mit dieser Alternative zufrieden sind.

Bei der Stromversorgung hab ich mich für die 30 A Version entschieden. Das ist prinzipiell nur nötig wenn man später 3D Drucken möchte und grössere Heizbetten verwendet. Für gewöhnlich reicht ein Netzteil mit um die 10 A (12V) locker aus.

5. Kleinteile und Zubehör

Optional aber hilfreich sind Sachen wie Endstops für Werkzeugwechsel, Energieketten für die sichere Führung der Kabel und ein LCD mit SD Karten slot für PC freien Betrieb.

6. Teileliste mit Link

Hier ein Beispiel zu den verwendeten Komponenten und wo man sie bekommt. Ich habe gute Erfahrungen mit diesen Lieferanten gemacht daher liste ich sie auf. Bitte trotzdem selbst prüfen ob die Teile geeignet sind. Dafür kann ich keine Garantie geben.

Desklamp “century”

It has been a while since the last post and the reason for that is the design and manufacturing of a desk lamp. The initial design differs from the final product as the whole process has been simplified a little. I gathered materials for three of them so the first one will serve as a production test to find out if everything fits. Once finished I am going to include the finer details.

Centuries desk lamp

The pedestal is a 3D cnc piece made from walnut here. It has been changed to a more simple round apple wood base with a 10mm phase cut with a bandsaw. Since the apple wood has a real nice grain I like it even more by now. I made three of them and one is probably going to be machined on a lathe by a friend to get closer to the intended design.

Desk lamp parts

The switch case mounted in front is going to be replaced by an inline switch, this also eases up the amount of needed prints. The joint for the arms above has been redesigned and is now clamping instead of a bolt through design with three possible positions. I have not tested yet if the clamp produces enough force to hold the arms and the lampshade with all the components. I hope this works out well.

desk lmap arm clamp and joint

The arms should be made out of aluminium and I found some nice bars I can make them of. The first step will be to mill them out of some old wood planks I got. That is a good test to see if the dimensions of the parts work together well from a design perspective. The final arms are then milled as intended when the design is validated.

The lampshade is 3D printed and adapted to a regular E14 lamp socket. The threads came out usable on first try and I will keep those first parts.

desk lamp lampshade

The project was started in july and was delayed because I had to build the MPCNC first but I´m almost finished by now. Pedestal and arms need to be cnced and some of the knobs are left to be printed.