Meine Chinafräse 3040Z

#1
Hab mir bei ebay eine 3040Z mit wassergekühlter 800W Spindel gekauft.
Hier mein Bericht:
Lieferung war flott aus DE Lager. Leichte Transportschäden an der Energiekette und ein etwas verbogener Aluwinkel, ließen mich Böses ahnen.
Dabei lag eine nicht installierbare Version von Mach3 und eine Bedienungsanleitung auf CD, sowie eine Box mit ein paar Fräsern und Sticheln. Etwas Werkzeug, 2 Spannfutter 3,15 und 6mm. Eine "old waterpump" (Beschreibungstext) und eine blaue Steuerbox und ein 1,5kW VFD.
Es mussten nur noch die Schrittmotoren angeschraubt werden. Sonst war das Teil komplett montiert.
Die Montage war fix erledigt. Estlcam und Arduino angeschlossen und null Funktion.
Nach diversen Fummeleien hab ich dann das Problem gefunden. Die Schrittimpulslänge musste auf 8uS erhöht werden. 1600 Schritte/1mm und 3000mm Maximalvorschub und das Teil schnurrte los.
Die Spindel ist fast unhörbar. Dafür lärmt der Lüfter vom VFD und der Lüfter in der Schrittmotorsteuerung macht richtig Krawall. Die Wasserpumpe toppte aber Alles. Ein Wahnsinnsgeräusch, dafür förderte sie kein Wasser.
Also erst einmal die Pumpe zerlegt und diverse Späne von der Produktion rausgefummelt. Nun kam Wasser, aber der Lärm blieb.
Nachdem sich alles drehte und bewegte schaute ich mir die Fräse mal genauer an. Das Portal hatte in Y-Richtung gewaltiges Spiel. Es kippte 2-3mm wenn man es leicht mit der Hand bewegte. Spiel in den Linearführungen. Das ließ sich durch Einstellen der Lager restlos beseitigen. Die Linearführungen sind übrigens komplett unterstützt.

Nun aber losgefräst. Der Elchtest passt zur Weihnachtszeit und es entstand in kürzester Zeit ein ganzes Elchrudel aus Sperrholz. Allerdings war in der Opferplatte nur ein halber Elch zu sehen.
Nachgemessen und 2/10 mm Abweichung in der Z-Achse festgestellt.
Also hab ich eine Siebdruckplatte draufgeschraubt und den ganzen Arbeitsbereich plangefräst.
Aber so richtig begeistert hat mich das nicht. Für manche Sachen braucht man die Nuten.

Also hab ich die Platte wieder abgemacht und mir die Nutenplatten mal genau angeschaut. Genaues Nachmessen ergab dann sogar 8/10 Abweichungen. Ich hab dann mit einem Fräser die Platte abgetastet und mir die Abweichungen auf der Platte notiert. Nun die Platte gelöst und solange Unterlagen dazwischen gelegt, bis ich maximal 5/100mm Abweichung erreicht habe. Ich denke, das ist ein sehr guter Wert. Das ging leichter als gedacht. Die letzten Feinheiten habe ich mit der Schutzfolie vom doppelseitigen Klebeband ausgeglichen.

Aus einem Flachsyphon habe ich dann noch eine Absaugvorrichtung gebaut. Das Teil ist genial und lässt sich einfach abklippsen. Gesaugt wird mit einem Kärchersauger. Dieser hat den Vorteil, dass die Abluft über den Blasanschluss geht. Schlauch dran und per Muffe ins Abwasserrohr gepustet. Sollte wirklich Feinstaub raus kommen, ist er gleich entsorgt. Die Fräse steht zudem in der Besenkammer, die durch den Sauger immer schönen Unterdruck hat. Da kann kein Dreck rauskommen. Die Türe zieht sich beim Einschalten des Saugers von selbst zu.

Das erste richtige Projekt waren dann Motorhalter aus 2mm Carbon. Klebeband auf die justierte Aluplatte und aus einem großen Stück gleich 12 Halter in einem Gang gefräst. Als Opferplatte hatte ich nur das Klebeband. Es war komplett unbeschädigt und das Carbon war voll geschnitten.

Nicht ein Staubkrümel zu sehen. Die Absaugung ist super. Auch der Taschentuchtest blieb ohne Ergebnis.


Grundsätzlich ist die Chinafräse recht robust. Die Linearführungen und die Kugelspindeln machen einen guten Eindruck. Die Verarbeitung ist von der Mechanik her recht gut, im Detail aber lausig. Die Kabel zur Spindel sind nicht geschirmt. Keine Erdung vorhanden. Beschreibungen mangelhaft. BDA für das VFD fehlt völlig. Die Verkabelung war schon angeschlossen, aber ohne jede Zugentlastung. Die Schrittmotorsteuerung ist innen sehr aufgeräumt. Erdung auch hier Fehlanzeige. Die Lüfter sind allesamt Schrott. Stecker sind schlecht montiert.
Das Gerät dürfte so niemals in den Verkehr gebracht werden. CE Kennzeichen fehlt. Die Spindel macht einen guten Eindruck. Kein messbares Spiel, weder radial noch axial.

Die ausgefrästen Teile sind extrem maßhaltig. Abweichung unter 1/100. Mehr gibt mein Messwerkzeug nicht her.

Fazit:
Unterschätzt hatte ich den Aufwand bezüglich der Absaugung. Die ersten Elche haben eine Riesensauerei gemacht.
Überrascht hat mich die solide mechanische Konstruktion und die Präzision.
Sehr erstaunt war ich, dass ich mit Null Vorkenntnissen recht schnell zu passablen Ergebnissen gekommen bin.
Gezeichnet hab ich mit Sketchup. Estlcam und die Anleitungen auf der Webseite sind super.
Ohne solide Kenntnisse der Elektrotechnik, sollte man das Teil nicht in Betrieb nehmen. Im Auslieferungszustand ist das lebensgefährlich. Mit etwas Verstand und handwerklichem Geschick, kann man aus der Chinafräse etwas Brauchbares machen.

Plan:
Ich werde auf die Nutenplatte noch Alustreifen aufkleben und dann das Teil plan fräsen. Lüfter und Pumpe werden getauscht. Dem Chinamann werde ich wegen der Mängel noch ein paar Dollar aus der Tasche ziehen.

Ich hoffe, dass die Einrichtung nun erledigt ist. Nun werde ich mich mal mit der Fräserei befassen. Da bin ich noch voll blöd.
 
#2
Absaugung aus Syphon:
photo_2015-12-12_13-08-19.jpg
photo_2015-12-12_13-09-00.jpg
photo_2015-12-12_13-09-48.jpg

Die Spannvorrichtung ist komplett umschlossen. Da die Absaugung einfach abnehmbar ist, ist der Fräserwechsel einfach zu machen.
 
Zuletzt bearbeitet:

cgreen235

Erfahrener Benutzer
#4
Schöner Bericht. Danke fürs Schreiben.
Ich selbst habe auch eine 3040Z und damit im Wasserbad CFK gefräst. Zuerst mit Tesaspiegeltape Opferplatte und Werkstück fixiert. Das ging natürlich in die Hose. Dann mit einer recht teuren und sehr dünnen Spiegelfolie fixiert. Das ging schon etwas besser, aber irgendwie verschob sich das teilweise immernoch. Nun habe ich das CFK doch mit Schrauben fixiert, damit es still liegt. Abweichungen sind trotzdem noch zu sehen, aber ich denke, dass meine Spindel (230Watt brushed) am Schaft nicht wirklich steif genug ist um wirklich gute Ergebnisse zu erzielen.
Abweichungen von unter 1/100 wäre wirklich besser als super. Kann ich kaum glauben, dass man das mit der Fräse erreichen kann.

Die Absaugungsidee ist mal klasse. Schade, dass ich kein Abflussrohr in der Nähe meiner Fräse habe. Ich filtere die CFK-Späne in einem durch einen Filter getrennten Ausgleichsbehälter, welcher in einem Wasserkreislauf hängt.
 
#5
Mittlerweile halte ich auch 1/100 für einen Zufallstreffer. Gemessen hatte ich die Motorträger mit allem was ich so da habe.
Streichmaß mit Nonius, Schieblehre klassisch und Digital und einer Mikrometerschraube. Ich war total verblüfft.

Inzwischen habe ich auch andere Ergebnisse. Das ist ganz witzig welche Faktoren eine Rolle spielen.
Mache ich das Fenster auf, läuft mir meine Nutenplatte weg. Das geht auf der z-Achse in den zehntel Bereich, egalisiert sich aber auch irgendwann wieder.
Fräse ich auf Klebeband, bleibt etwas Staub auf dem Fräser hängen.
Sauge ich nicht richtig ab, läuft es etwas weg usw.
Aber das ist Kohrintenkackerei auf hohem Niveau. In der Praxis spielt es für meinen Bastelkram überhaupt keine Rolle. Es ist viel genauer, als alles was ich bisher je fabriziert habe.

Wegen deiner Nachfrage hab ich jetzt noch mal alles bisher gefräste nachgemessen. Die Spanne reicht von nicht messbar bis zu einem halben Zehntel, jeweils auf x/y bezogen. Habe bisher nur geschnitten und die Z-Achse daher nicht vermessen.

Gefräst wurde mit 900mm/min Vorschub, Zustellung 1,5 mm und 24000U/min mit einem 2mm Fräser für Verbundwerkstoffe. Ich würde mal behaupten der ist diamantverzahnt. Alles in Carbon bis 9mm Dicke.
 
#6
Kleiner Zusatz noch:
Gezeichnet wird ab sofort mit Design Spark Mechanical. Der Erfinder und ich, wir müssen Brüder im Geiste sein. Das Teil ist wie für mich gemacht.
 
#7
Mache ich das Fenster auf, läuft mir meine Nutenplatte weg. Das geht auf der z-Achse in den zehntel Bereich, egalisiert sich aber auch irgendwann wieder.
Fräse ich auf Klebeband, bleibt etwas Staub auf dem Fräser hängen.
Sauge ich nicht richtig ab, läuft es etwas weg usw.
[...]Die Spanne reicht von nicht messbar bis zu einem halben Zehntel, jeweils auf x/y bezogen. Habe bisher nur
[...]Gefräst wurde mit 900mm/min Vorschub, Zustellung 1,5 mm und 24000U/min mit einem 2mm Fräser für Verbundwerkstoffe. Ich würde mal behaupten der ist diamantverzahnt. Alles in Carbon bis 9mm Dicke.
Die Fräsparameter, die Fräse und das angegebene Material passen irgendwie nicht mit dem Ergebnis (Genauigkeit besser oder gleich 0,05mm) zusammen. Klingt überspitzt ein wenig wie "Ich war neulich mit meinem Polo mit 280kmh auf der Landstraße unterwegs".
Ansonsten wäre das die erste Fräse, die alle "hochwertigen" (und steiferen) Pendants und deren Ausstattung (Linearführungen usw.) hinsichtlich Genauigkeit ad absurdum führen würde.

Aber wie Du schon schriebst: "In der Praxis spielt es für meinen Bastelkram überhaupt keine Rolle."

Wie groß sind die Teile eigentlich? Die Ungenauigkeit steigt meist mit der Größe der Teile aufgrund der Ungenauigkeit der Maschine.
Ist das Deine erste Fräse?
 
Zuletzt bearbeitet:
#8
Erste Fräse.
Null Plan bisher.
Aber das mit der Genauigkeit stimmt wirklich. Die Teile sind aber klein. Maximal 10 cm Kantenlänge.
Frage: Was wäre denn an Toleranzen zu erwarten bei so einem Chinateil?

Der Hersteller schreibt:
Wiederholgenauigkeit:0,05 mm
Rücklaufgeschwindigkeit:0-4000mm/min
Spindelpräzision Radialausschlagschärfe:≤0.03mm
 
#9
Die Toleranzen hängen von den Komponenten der Maschine ab. Das ist aber Basiswissen, "Fräsen verstehen Teil 1", und wurde schon überall ausgiebigst diskutiert. Das möchte ich nicht nochmal vorkauen.

Stichworte:

Toleranzen bei Spindeln: gerollt, geschliffen, C5, C7

Bei Führungen einfach mal über die Vor-Nachteile einlesen: Linearführungen mit Kugelumlauf, Rundwellen, unterstützte Rundwellen,

Zur Mechanik: welche Kräfte treten beim Fräsen auf, E-Modul (Biegung der Materialien)...

Wenn mich nicht alles täuscht sind z.b. bei den China-Fräsen nur C7 Spindeln verbaut. Das erlaubt einen Steigungsfehler von 0,05mm / 30cm. Also max 0,1mm bei 60cm. https://tech.thk.com/de/products/pdf/de_a15_011.pdf

Hast Du die Infoseiten von mixware schon gelesen? Falls nein, mach das mal. Ist informativ für den Anfang. http://web.archive.org/web/20120120115538/http://www.mixware.de/index.html

Grüße
Andreas
 
#10
Hmm, habe die Links mal studiert.
Demnach ist meine Fräse eigentlich ganz vernünftig gebaut. Allein die Qualität der Chinabauteile soll ja unter aller Sau sein.
Ich kann das zumindest für die Führungen nicht bestätigen. Ein echter Schwachpunkt scheint mir die Nutenplatte zu sein. Das ist mehr so ein Wellblech.

Ich kann mich aber auch des Eindrucks nicht erwehren, das nicht sein kann, was nicht sein darf. Anfänger fräst auf Chinafräse Carbon im hunderstel Bereich. Das kann/darf nicht sein. Wie auch immer, ich bin sehr zufrieden. Das Teil übertrifft alle meine Erwartungen. Ich hatte nach den diversen Forenberichten Schlimmeres erwartet. Eventuell gibt es ja auch einen Qualitätsschub in China. Leider habe ich nichts, was im 30cm Bereich noch auf Hunderstel misst. Es hätte mich doch sehr interessiert.
 
#11
Testsstück gefräst aus 2mm CFK.
Soll 270mm x250mm. Dann zu einer Firma gefahren, die Spezialteile und Prototypen drehen und Fräsen. Der Inhaber ist ein Sportkollege. Der hat es vermessen. Auf der längeren Seite -0,0224mm. Kurze Seite +0,0373mm.

Der hat mich angeguckt wie ein Auto und meinte, dass wären Fehler die kaum fassbar seien, für so ein Gerät. Hat mir noch einen stundenlangen Fachvortrag gehalten von dem ich fast nix verstanden hab. Anfängerglück usw. Gemessen wurde das in einem Fertigungszentrum. Son Teil, wo jeder Hobbyfräser Tränen in den Augen hat. Bei Gelegenheit will er mir mal eine richtige Nutenplatte machen.
 

cgreen235

Erfahrener Benutzer
#12
Da bin ich wiedermal baff....also meine packt das nicht! Vielleicht hast du echt mit deiner richtig, richtig Glückt gehabt! Freut mich und ärgert mich zugleich ;-)
 

cgreen235

Erfahrener Benutzer
#14
Das kann ich gar nicht so genau beantworten. Es hängt eben mit der Festigkeit des Materials zusammen, welches ich bearbeite. CFK ist anscheinend so "hart", dass der dünne teil meiner 230watt spindel sich wegbiegt. Was bei 10cm eine Abweichung von nur 2/10 hat. Ist jetzt auch nicht wenig, aber damit bin ich bei der Strecke noch zufrieden.
Was viel schlimmer ist: Die Abweichung tritt auch bei den kurzen Strecken auf. 3mm Löcher kamen auch schon mal als 2,8mm raus. Da ist die Abweichung dann schon etwas zuviel.
Vorschub war 200mm/sec und 0,75mm Zustellung.
Mit einer steiferen 800Watt Spindel wären sicherlich bessere Werte zu erreichen, aber nicht mit meiner Labberspindel ;-)
Alu habe ich noch nie probiert.
Holz geht dafür ganz gut :)
 
A

al_bundy

Gast
#17
Mit Qualität hat das nicht viel zu tun.
Wenn da Kugelumlaufspindeln drinne sind ist das ok. Die haben halt kein Umkehrspiel wenn man Glück hat. Der Rest der Tolleranz kommt von der Frässpindel. Die Winkelgenauigkeit der Achsen spricht noch ein Kleines Wörtchen mit. Da sollte man mal messen.
In der Regel ist zumindest in Z immer der Wurmdrinn. X und Y Achse sind dagegen einfacher in den Griff zu kriegen.

Meine 3020 arbeitet auch sehr genau.
 
A

al_bundy

Gast
#18
Mit Qualität hat das nicht viel zu tun.
Wenn da Kugelumlaufspindeln drinne sind ist das ok. Die haben halt kein Umkehrspiel wenn man Glück hat. Der Rest der Tolleranz kommt von der Frässpindel. Die Winkelgenauigkeit der Achsen spricht noch ein Kleines Wörtchen mit. Da sollte man mal messen.
In der Regel ist zumindest in Z immer der Wurmdrinn. X und Y Achse sind dagegen einfacher in den Griff zu kriegen.

Meine 3020 arbeitet auch sehr genau.
 
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