Paulownia (Leim)Holz für mich entdeckt

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In einem OBI Baumarkt bei mir in der Nähe befindet sich eine sehr gut sortierte Holzabteilung, die jedem Holzwerker das Herz aufblühen läßt. Neulich hab ich mal wieder einen „größeren“  Leimholz gekauft und war doch recht überrascht, dass es dort neben dem normalen Fichten-, Kiefer- und Tannen-Leimholz auch noch ein paar speziellere Sorten gibt.

Neben Eiche- und Buchen-Leimholz findet man dort auch Arkazien- und (für mich bis zu diesem Zeitpunkt völlig unbekannt) Paulownia-Leimholz. Und eben diese letzte Sorte wollte ich euch mal hier kurz vorstellen. Paulownia fiel bei mir auf, weil es sehr leicht ist. Paulownia hat nur ungefähr 310 kg pro m2 – Fichte zum Beispiel hat ca. 470 kg pro m2. Dadurch ist diese Holzart auch relativ weich und ich entschied mich, darauf die Opferplatten meiner Shapeoko-Fräse zu machen.

Ich habe auf einer Webseite gelesen, dass Paulownia als „Aluminium unter den Holzarten“ bezeichnet wird und diese Aussage ist (finde ich) recht passend. Nachstehend noch ein paar Auszüge aus obig erwähnter Webseite, die die Eigenschaften recht gut beschreiben.

Das Holz der Paulownia wird als Wertholz (Link zu: Paulownia-Holz;Wertholz) für die Herstellung von Möbeln, Musikinstrumenten, im Boots- und Flugzeugbau und vielen weiteren Bereichen verwendet in denen ein ästhetisches und leichtes Holz gefragt sind. Aufgrund der Stabilität in Einklang seines geringen Gewichtes gilt Paulownia-Holz als das „Aluminium“ unter den Holzarten. 

Hier wird eigentlich in wenigen Zeilen recht gut erklärt und beschrieben, für was alles Paulownia verwendet werden kann. Möbel daraus sind mit – zumindest bislang – nicht unter gekommen.

Paulownia bildet ein helles Holz, dessen Farbton von einem zarten honiggelb bis in ein leichtes grau hineinreicht. Seine Oberfläche ist von einem seidigen Glanz gekennzeichnet. Besonders ins Auge fällt hierbei die charakteristische Maserung des Holzes aufgrund seiner weit gestellten Jahrringe.

Zum Aussehen möchte ich noch hinzufügen, dass die Oberfläche sehr gleichmässig ist und das kommt sehr wahrscheinlich vom schnellen Wachstum dieses Baum. Erstaunlich ist auch, dass in den Leimholzbrettern, die ich bislang gekauft habe, kein einziger Ast zu finden war. 

Mit durchschnittlich nur 310 kg je Kubikmeter bildet Paulownia eines der leichtesten Hölzer der Welt. Im Vergleich dazu bringt es unser heimisches Eichenholz auf ca. 580 kg je Kubikmeter und selbst unsere als sehr leicht geltende heimische Fichte bringt es auf immerhin noch 470 kg. Obwohl Paulownia trotz dieser geringen Dichte eine hohe Stabilität aufweist, wird das Holz bevorzugt in Bereichen verwandt, in denen die Priorität auf Gewichtsreduzierung liegt. Hierzu zählen unter anderem der Bootsbau, Flugzeugbau und der Bau von Wohnwagen und Karawanen.

Bevor ich die genauen Gewichtswerte von Paulownia kannte, habe ich etwas salopp als „Balsaholz-Variante“ bezeichnet, weil es wirklich überraschten leicht ist.

Aufgrund seiner geringen Dichte besitzt das Holz eine relativ weiche Oberfläche. Diese lässt sich zwar sehr gut bearbeiten, macht sie aber auch anfällig für Kratzer und Beschädigungen.

Genau diese weiche Oberfläche war genau passend für den Einsatzzweck, den ich hatte. Den als Opferplatte für meine CNC-Fräse ist dies sehr dienlich und ich muss mir keine Gedanken machen, sollte ich mal etwas zu tief fräsen.

Ich wollte euch Paulownia mal als „alternativ Holzart“ vorstellen, denn es kann ja durchaus mal sein, dass ihr ein leichtes, aber doch stabiles Holz benötigt und dafür ist es wunderbar. 😉

 

 

Shapeoko 2: Absaugung angebracht

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Bereits bei meinen ersten Frästests habe ich bemerkt, dass die Späne zwar ziemlich klein sind, aber im Laufe von ca. 10 Minuten doch eine gewisse Menge davon zusammen kommt. Darum bin ich ziemlich schnell auf den Gedanken gekommen, dass eine Absaugung der Späne wirklich nicht schlecht wäre.

Meine momentane Lösung ist zwar relativ einfach, erfüllt aber nach den ersten Tests ihre Aufgabe zum 95 Prozent sehr gut. 

Ich habe mir vom Baumarkt (aus der Garten(teich)-Abteilung) einen 1 Meter langen Schlauch besorgt, der einen Aussendurchmesser von 15 mm hat. Mittels eines selber gebauten Adapters aus Holz kann ich nun damit meinen Staubsauger verbinden.

Den Schlauch selber habe ich mittels einen Aluwinkels an der Fräse befestigt und einfach nur mit den Schrauben der Spindelhalterung montiert. Der Schlauch selber wird derzeit nur von Kabelbinder am Aluwinkel gehalten.

Ich denke, dass wird noch nicht die ganz endgültige Lösung sein, aber für die nächste Zeit sollte ich damit schon sehr gut zurecht kommen.

Shapeoko 2: Abdeckung für Controller-Board

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Mein Bekannter hat mir beim Zusammenbau des Controller-Board ja gleich noch einen Bluetooh-Chip mit aufgelötet, der wirklich hervorragende Dienst verrichtet. Allerdings steht diese Bluetooth-Modul ziemlich weit über alle anderen Bauteile des Board über und die Gefahr ist relativ hoch, dass man dort mal hängen bleibt und einen Schaden verursacht. 

Zu diesem Zwecke wollte ich eine Abdeckplatte darüber bauen umso dieses Bauteil zu schützen. Die eigentliche Platte habe ich aus der Abdeckung eines alten Kabelkanals herausgeschnitten und erfüllt ihren Zweck sehr gut.

Klasse war, dass mein Bekannter auch noch so 50mm Abstandshalter hatte, die zum einen wieder das Board festschrauben und auf der anderen Seite ein M3 Gewinde für meine Abdeckplatte bereitstellen.

Shapeoko 2: Aufbau Arbeits- und Opferplatte

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Im Bereich der Arbeits- oder Opferplatte bin ich etwas von den Vorgaben und Vorschlägen der Bauanleitungen abgewichen und wollte mir da etwas bauen, das in meinen Augen praktischer ist.

Normalerweise wird ja nur eine MDF-Platte auf die 20×20 mm Alu-Profile geschraubt. Dort kann man dann noch Einschlag-Muffen einbauen, damit man diese als Spannvorrichtung verwenden kann.

Mir war diese vorgeschlagene Lösung aber etwas zu starr und unflexibel, so dass ich mir lieber ein Schienen-System von INCRA montiert habe. Dieses sollte aber so einbaut sein, dass es nicht beim „durchfräsen“ im Weg umgeht und die eigentlichen Opferplatten davon unabhängig sind und auch ohne größere Probleme getauscht werden können.  

Nachfolgend ein paar Fotos, wie ich den Aufbau bei mir realisiert habe.

Bereits beim ursprünglichen Zusammenbau der Shapeoko 2 Fräse habe ich unten an die 20×20 mm Alu-Profile ca. 10 mm dicke Sperrholzplatten befestigt. Auf diese habe ich nun noch einen „Rahmen“ aus 18 mm dicken Paulownia Platten montiert.

Diese Platten dienen zum einen zur Höhenüberbrückung und zum anderen kann ich dort meine INCRA Profile besser festschrauben.

Ich hab die INCRA Schienen ca. 46 cm lang gemacht und ich denke, dass sollte reichen, weil ich in der Breite ja eh nur einen Netto-Fräsbereich von ca. 30 cm habe. Die Aufteilung der Schienen ist nicht ganz gleichmässig, sondern etwas „einseitig verteilt“, weil ich davon ausgegangen bin, dass ich nur selten ganz große Werkstücke fräsen werden.

Momentan stehen die INCRA Schienen einige Millimeter unter der 18mm Platte zurück, was mir grundsätzlich auch gefallen hätte, da ich dann eigentlich nicht Gefahr laufe, dass ich beim „Durchfräsen“ von Teilen die Aluschienen erwischte. Hab jetzt allerdings festgestellt, dass die mitgelieferten „Zoll-Schrauben“ von INCRA da fast etwas kurz werden, wenn man z.B. in ein 18 mm Leimholz fräsen oder festspannen möchte.

Als dann die INCRA Schienen auf dem „Rahmen“ montiert waren, haben wir einfach zwischen den Schienen die Opferplatten angebracht und ausserhalb des Fräsbereiches mit dem „Rahmen“ verschaubt. So können diese Platten schnell und auch einzeln mal ausgetauscht werden. Auch dort habe ich die Paulownia-Platten verwenden, weil sie zum einen ziemlich leicht, und zum anderen relativ weich sind.

So sieht dann meine fertige Konstruktion aus. Ich muss mir jetzt nur noch was überlegen, wie ich die Spannelemente macht, damit im besten Fall die Schrauben von Incra nicht zu kurz werden.

Shapeoko 2: Fertige Elektronik und Stromversorgung

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Da ich mich mit dem „Elektrischen“ nicht so gut auskenne und mich (ehrlich gesagt) auch nicht damit beschäftigten wollte, habe ich diese Arbeiten kurzerhand an einen Bekannten „ausgelagert“. 😉

Dieser Bekannte hatte dann auch gleich nich den Vorschlag, dass man die Platine um ein Bluetooth-Modul erweitern könnte, da das verbaute USB Modul scheinbar bekannt ist dafür, dass es gerne mal Schwierigkeiten macht. (Aussage von meinem Bekannten.)

Nachfolgend ein paar Bilder von der Umsetzung der Elektronik und der Stromversorgung.

Hier ist im unteren, rechten Bereich der Platine gut das Bluetooth-Modul zu erkennen, welches mein Bekannter dazu gebaut hat.

 

 

Shapeoko 2: Erster Fräs-Test

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Nachdem die Elektronik soweit gemacht war, stand mein erster Test der Fräse auf dem Programm. Ich hab gleich mal die Verbindung mit dem Bluetooth-Modul ausprobiert und das klappte gleich auf Anhieb (COM4). Und es ist so verdammt praktisch, wenn man den Laptop und die Fräse nicht mit einem USB-Kabel verbinden muss – das gibt einem soviel mehr (Bewegungs-)Freiheit.

Shapeoko 2: Spannen der Zahnriemen

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Wie auf der Wiki-Webseiten von myhobby-cnc.de (http://myhobby-cnc.de/wiki/doku.php?id=myhobby-cnc:der_zahnriemen_und_dessen_befestigung) beschrieben, habe ich versucht den Zahnriemen zu spannen und bin daran erst einmal gescheitert. 

Mein Problem war, dass ich die Anleitung falsch verstanden habe und vielleicht kriege ich es hier hin, dass ihr gleich versteht, wie ihr es anstellen müsst, damit ihr den Zahnriemen spannen könnt.

Ich hab das nämlich erst so aufgefasst, dass man ein Ende des Zahnriemens durch die Aussparung steckt, dann die Madenschraube einfädelt und schliesslich das Ende wieder zurück durch die Aussparung fädelt. Anschliessend sollte man den Zahnriemen mit dem losen Ende spannen. Das ist falsch und geht somit nicht.

Richtig ist: Man fädelt eine Schlaufe durch die Aussparung, passt dann die Länge des Zahnriemens durch verschieben der Zähne an und denn dann die Länge passend ist, schieb man die Madenschraube durch die Schlaufen. Dies kann ruhig auch etwas streng gehen, da man so nur noch etwas mehr Spannung auf den Zahnriemen bekommt. 

Auf meinen Bildern seht ihr momentan noch einen Schraubenzieher, der in der Schlaufe steckt. Da ich gerade die Madenschrauben nicht zur Hand hatte. 😉

Shapeoko 2: Befestigung Grundplatten

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Ich hab mich dazu entschlossen, dass ich nicht nur einfach eine Opferplatte montiere, sondern erst einmal eine Grundplatte. An dieser ist die Shapeoko -Fräse befestigt und somit auch fest im Winkel ausgerichtet. Die eigentliche Opferplatte schraube ich dann einfach auf die Grundplatte, die aus 12 mm starken Multiplex ist, auf.

Von dieser Konstruktion erhoffe ich mir, dass das Tauschen der Opferplatte aus MDF zum einen schneller geht und zum anderen die Ausrichtung der Fräse im Winkel unberührt und somit gleich bleibt.

Ich hab etwas überlegt, wie ich die Multiplex-Platten an den 20×20 mm Aluprofilen bestestige, bin aber dann doch einfach dazu übergegangen, dass ich durchs Alu und die Platte ein Loch bohre und beides mit einer M4 (x 30mm) Schraube befestige.

 

Shapeoko 2: Zusammenbau des Z-Achsen Upgrade Kits

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Nachdem ich anfänglich meine Problem mit dem Verständnis des Zusammenbaus mit dem Z-Achsen Upgrade-Kit hatte, klappe dieser dann wunderbar, nachdem ich einen „Stups“ in die richtige Richtung bekommen habe. 
Ronald von myhobby-cnc.de (wo ich auch die Fräse gekauft habe), hat mir im Forum einen Link geschickt, bei dem der Zusammenbau einer Shapeoko-X erklärt wird und dort sieht man recht schön auf den Bilder, wie das Upgrade zusammen gebaut werden muss.

Nachfolgende noch ein paar Fotos von mir, die euch vielleicht auch noch weiterhelfen.

Shapeoko 2: Montage der Metallplatten bei den unteren MakerSlide Profilen

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Hier noch ein Bild, wie die Metallplatten bei den unteren MakeSlide Profilen befestigt werden. 

Hier möchte ich aber noch was anmerken, bzw. einen Tipp los werden.
Montiert man die Platten und die Profile alleine, dann kann es durchaus etwas fummelig werden, wenn man versucht mit den Schrauben das Gewinde in die Aluprofile zu „schneiden“. Ich hatte da immer irgendwie eine eine Hand zu wenig.
Darum habe ich mich entschlossen, dass ich die M5 Gewinde in die MakerSlides vorab mit einem Gewindeschneider anbringe, damit später die M5 Schrauben leichter fassen. Hat sich bei mir als gut bewährt. 😉

Shapeoko 2: Z-Achsen Laufwagen auf MakerSlide Profile montieren

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Hier ein paar Fotos, wie ich den Laufwagen der Z-Achse auf die MakerSlide Profile montiert habe und wie die seitlichen Platten befestig wurden.

Was ich hier noch bemerken möchte: Man kommt an die unteren beiden Schrauben des Schrittmotors, nach dem der Laufwagen auf die beiden MakerSlide Profile aufgeschoben ist, nicht mehr hin.

Shapeoko 2: Zusammenbau Laufwagen Z-Achse

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Hier noch ein paar Fotos vom Zusammenbau des Laufwagens für die Z-Achse der Shapeoko 2 Fräse, die auf dem Komplett-Kit von myhobby-cnc.de stammt. Hier möchte ich euch vor allem den Einbau und die Verwendung der Exzentermuttern und der Distanzscheiben zeigen, die für die V-Rollen verwendet werden – da ich diese beim ersten Versuch falsch verbaut hatte.

Verwendet man die Exzentermutter und die Distanzscheiben richtig, dann läuft auch die M8-Gewindestange schön parallel zum MakerSlide-Profil.