In meiner kleinen Werkstatt gibt es bereits einiges an Werkzeugen. Nur für die exakte Herstellung von Kleinteilen fehlte noch etwas. Jetzt gibt es dafür eine CNC-Fräse.

Die Anfertigung filigraner Modellteile bereitete mir in der Vergangenheit große Mühen. Während gerade Schnitte dank Kreissäge und Schleifmaschine nicht so problematisch sind, poltert es bei Ecken, Rundungen und Ausschnitten. Vor längerer Zeit kaufte ich einen Proxxon-Fräskopf mit Ständer und Koordinatentisch, der genau diese Problemfälle lösen sollte. Leider ist der von Hand bediente Koordinatentisch für meine Zwecke nicht geeignet. Ein anderes Werkzeug musste her.

Eine CNC-Fräse ist genau das richtige Werkzeug. Diese Maschinen bewegen sich allerdings in unerreichbaren Preiszonen. Eine interessante Alternative ist ein Fäsen-Bausatz. Die Firma Stepcraft bietet ein mittlerweile ausgereiftes System in der zweiten Generation an. Für meine Zwecke ist das Modell Stepcraft 2/300 genau richtig. Der Arbeitsbereich ist so groß wie ein A4-Blatt. Was kann mit dieser Maschine alles verarbeitet werden? Ich möchte sie für die Verrichtung folgender Tätigkeiten nutzen:

Lok- und Wagenteile aus Gfk (Leiterplattenmaterial) fräsen,
Holzteile und Modellbauformen aus Holz fräsen,
Kunststoffe fräsen,
dünne Messingbleche fräsen

Ich arbeite vorrangig mit kleinen 1 und 2 mm Fräsern. Die Wiederholungs-Genauigkeit liegt bei 0,05 mm. Das ist für meine Zwecke mehr als ausreichend. Diese Maschine bewegt sich in einem anderen Preissegment als „richtige“ Fräsmaschinen, was man an Details im Aufbau bemerkt. So sind die Spindeln recht labbrich und es war auch nicht einfach, alle Teile spielfrei einzustellen. Für eine Hobby-Maschine ist das alles jedoch völlig angemessen.

Der Fräsen-Bausatz allein reichte leider nicht, weitere Investitionen waren notwendig bzw. sinnvoll:

Stepcraft Frässpindel mit 500 W. Auf dem Bild ist der kleine Fräskopf eingespannt sichtbar. Links neben der Fräse steht das Steuergerät sowie die Luftpumpe, die die Spindel vor Spänen schützt. Die Frässpindel schafft max. 20000 U/min.
Nutentisch aus Aluminium
Absaugadapter
Werkzeuglängensensor
und eine Vollversion der mitgelieferten Software WinPC-NC, da die kostenlose Beigabe nur für einfachste Anwendungsfälle nutzbar ist.

Erst hatte ich Bedenken vor so einem teuren Bausatz mit ungewissem Erfolg. Die Anleitungen, die Videos von Stepcraft und anderen Nutzern sowie das Forum sind einfach toll. Die Teile passen perfekt und der Aufbau gelingt auf Anhieb. Etwas kompliziert war das spielfreie Einstellen der Mechanik.

Warum nun so eine teure Fräse? Für das Grubenbahn-Projekt benötige ich viele gleichartige Teile für die Akkulok mit 4 gleichen Tendern (4 Fahrwerke + 4 Lokrahmen + 4 Akkukästen sowie weitere Teile) und 12 Grubenhunte. Und dann möchte ich auch noch den Gleisbau mit gefrästen Formen aus Holz stark vereinfachen. Ohne diese Maschine hätte ich mich sicher vor der vielen Arbeit gedrückt.

Arbeitsfluss

Anfänglich etwas umständlich war die Nutzung der Software-Werkzeuge. Ich verwende nicht nur ein Programm, sondern eine ganze Liste:

Mit Microsoft Visio fertige ich technische Zeichnungen von meinen Vorhaben an.
Mit dem CAD-Programm QCAD fertige ich technische Zeichnungen von den Frästeilen an. Der Unterschied zum ersten Schritt liegt darin, dass hier nur das gezeichnet wird, wo der Fräser ran muss. Diese Zeichnungen liegen im DXF-Format vor.
In die Anwendung Estlcam importiere ich die DXF-Zeichnung und definiere Werkzeug-Parameter (Fräserdurchmesser, Vorschubgeschwindigkeiten) sowie Innen-, Außenkonturen und Bohrungen. Estcam berechnet daraus Fräsbahnen und speichert diese als GCODE-Befehle ab.
Die Anwendung WinPC-NC dient als GCODE-Interpreter und steuert via USB die Fräse an.