Hallo miteinander,

angesichts der aktuellen Flaute im Forum möchte ich gerne über den Baufortschritt meines aktuellen Projekts berichten: Eine CNC-Wickelmaschine.
Damit möchte ich Rohre aus Kohle- oder Glasfaserroving für meine Raketen wickeln. Der Roving wird dabei als Helix auf das Rohr gelegt und ergibt das typische Kreuzwickelmuster, welches man von gewickelten Rohren und von ein paar amerikanischen Bausätzen her kennt.
Auf die Idee bin ich durch ein Projekt auf RC-Network gekommen. Da hat jemand eine sehr ähnliche Maschine gebaut um Carbonrohre für den Segelsport zu wickeln. Seine Maschine stand meiner Vorbild.

Das Grundgestell besteht aus 30x30mm Aluprofilen (die billigen von Ebay). Das machts recht einfach Sachen an das Gestell zu schrauben.
Als Linearführung für die X-Achse hab ich auf das DryLin N System von Igus zurückgegriffen. Sehr leichtgängig und sprengt auch das Budget nicht.

Bewegt wird der X-Achsenschlitten über ein Bowdenzugseil welches zwischen zweie Rollen gespannt wird. Eine Rolle ist direkt am Schrittmotor befestigt welcher die Achse antreibt.


Das Seil läuft durch das Loch im Aluminiumprofil wieder zurück zur ersten Rolle.

Die Schrittmotoren sind mit 3mm starken Aluwinkeln befestigt. So auch der Motor für die Drehachse, welcher auch ohne Getriebe arbeitet.


Schrittmotoren, Steuerung und Netzteil hab ich von RC-Letmathe.de. Die Steuerung hat Endstufen onboard für bis zu 4 Achsen und kann auch auf eine 5 Achse erweitert werden. Also ausreichend für spätere Ausbaustufen und weitere CNC-Projekte.


Also Steuerungssoftware nutze ich momentan MACH 3. Eigentlich wollte ich EMC2 verwenden, doch leider wollte Ubuntu nicht mit der Hardware des PC's ordentlich zusammenspielen.
Die Steuerungsbefehle (G-Code) schreibe ich bei einfacheren Rohren entweder per Hand oder lass Sie durch eine selbst programmierte Software generieren.


Viele Grüße
Thomas

Großartig! Da werde ich mit meinen Gewindestangen, gedruckten Teilen und selbstgeätzten Platinen ja richtig neidisch ...

Du musst das Teil nachher als Bausatz anbieten ;-)

Oliver

Hi,

so etwas steht bei mir auch auf der To-Do-Liste, aber eher für Druckbehälter.
Wie viele Achsen nutzt du denn? Schaut man sich die Maschinen mal bei Youtube an, so haben die mindestens 3. Der Rowing selber muss passend zum Wickelwinkel gehalten werden.
Bin schon gespannt auf das Harzbad für den Rowing.

Gruß

Neil

Harzbad ist nicht unbedingt notwendig, man kann ja auch eine Infusion legen oder nach alter Väter Sitte ordentlich Harz draufschmieren und dann vakuumieren.

Oliver

Hi Oliver,

Nachbau natürlich erwünscht . Anfangs wollte ich die Platine auch selbst ätzen. Jedoch hab ich keine Garantie das es auch funktioniert. Bei der gekauften Platine hab ich das Problem nicht .... anstecken und los gehts. Und bei dem Preis lohnt sichs fast nicht selbst den Lötkolben zu schwingen.

Momentan bin ich dabei die Tränkeinrichtung für den Roving zu bauen. Eine erste Version hat nicht so funktioniert wie ich wollte. Wer also Ideen dazu hat .... immer her damit.

Gruß Thomas

Hi,

Ideen zum Harzbad habe ich. Willst du nicht auf 4 Achsen aufbohren? Dann kam man auch Druckbehälter wickeln ?
Das Harzbad muss verschieden Funktionen erfüllen:
- Tränken
- Überschuss abstreifen
- Fasern des Rowings glätten.

Hier würde ich durch ein Rollenlabyrinth den Rowing im Harz merfach umlenken. Dadurch sollte er ausreichend getränkt werden. Vorher im trocknen Zustand schon etwas auffächern. Das Problem hier sollte sein, das alle Rollen exakt paralle sein müssen, da sonst der Rowing zu einer seite laufen wird. Als Rollen würde ich polierte Edelstahlstangen nehmen.
Das Abstreifen kann mit zwei Walzen geschehen, oder indem man den Rowing über eine Kante zieht. Diese Kante würde dem Rowing dann auch auffächern.
Das Problem was hier entsteht ist die kontrollierte Spannung im Rowing. Fürs tränken und abstreifen sind evtl. unterschiedliche Spannungen notwendig. Es wäre also zu überlegen ob man an passenden stellen eine Bremse einbaut die über die Spannung im Rowing geregelt wird. Meine Lösung wäre eine Umlenkrolle mit Gewicht. Mit Lichtschranke darüber und raunter wird die zuführende Rolle gelöst oder angezogen. Das Gewicht liefert die konstante Spannung.
Das Harzbad würde sich anbieten weit entfernt aufzubauen stationär mit der Abwickelvorrichtung des Rowings. Sieht man ja auch in den Videos zu den Maschinen.

Gruß

Neil

Hi Neil,

Die 3 Achse ist nicht nötig. Ich hab mit einigen Leuten gesprochen die selbst bereits eine Wickelmaschine gebaut haben. Die waren sich alle einig ... eine 3 Achse ist nur nötig wenn man konische Teile oder im Polarwickelverfahren wickeln möchte.
Ich möchte erstmals nur Rohre wickeln, später kann man dann auch über eine 3 Achse nachdenken und vielleicht auch über die Verstärkung von Brennkammern und Tanks

@Oliver
An Harzinfusion hab ich noch gar nicht gedacht. Das sollte auch sehr gut machbar sein und wohl die besten Ergebnise liefern. Das Harzbad beschränkt die Wickelgeschwindigkeit ... bei größeren Rohren kann man so schnell die Topfzeit des Harzes überschreiten.


Übrigens: Als Roving verwende ich vorerst einen 430 Tex Glasfaserroving mit Silanschlichte.
9kg für 15 Euro als Restposten ersteigert:


Viele Grüße
Thomas

Geändert von schmidi093 am 02. Januar 2013 um 11:14

Neil, zum wickeln von Drucktanks brauchts nicht unbedingt 4 Achsen.
Schau dir dieses Video dazu an:
http://www.youtube.com/watch?v=f3fHUDcE7pM
Ich bin mir nicht sicher ob die Führung des Rovings auch eine steuerbare Achse ist, oder ob sich die Rolle selbst durch die Bewegung des Rovings mitdreht.

Die Drehbare Führung ist meiner Meinung nach auch nicht unbedingt nötig. Ein einfacher Edelstahlring durch den der Roving geführt wird sollte reichen. Es entsteht zwar ein kleiner Fehler im Wickelwinkel zwischen den Wendepunkten, das gleicht sich beim Wenden und zurückfahren aber wieder aus .... außerdem kann der Fehler durch entsprechenden Gcode relativiert werden

Hi,

es kommt darauf an was man will.
Wenn man anfängt Tanks zu wickeln, geht man auf hohe Festigkeit bei leichtem Gewicht. Hier müssen alle Fasern parallel liegen. Wenn du beim Wendepunkt einen Fehler machst, hängt ein Teil der Fasern durch. Das würde zu einem Versager führen.
Es scheint sehr wichtig zu sein, die Fasern immer ideal auf den Kern aufzulegen. Vor allem wenn man beim Klöpperboden um die "Ecke" muss, kann es sein das ein falsch geführter Rowing runter rutscht wenn er nicht ideal als Tangente aufliegt. Daher wohl die aktive Führung und nicht das Schleppen. Es dürfen keine Querkräfte entstehen.
Ähnliches Problem solltest du beim wickeln von Rohren auch bekommen. Wie machst du das Ende? Der Rowing sollte eigentlich beim umkehren vom Rohr runter rutschen.
Wenn du wie auf dem Foto zu sehen den Rowing aus dem Kartoon würde er bei jeder Runde von der Spule einmal in sich selber verdrehen. Dadurch kann er nicht mehr glatt auf dem Rohr aufliegen, würde eine raue Oberfläche erzeugen und zu einem nicht idealen Verhältnis von Harz und Faser führen.
Zum wickeln würde ich im übrigen sehr hohe Topfzeiten wählen und evtl. die Temperatur etwas runter drehen. Es wäre sogar denkbar Harz und Härter getrennt aufzutragen. Also erst durch das eine Bad ziehen und dann durch das andere. Danach ein paar mal um Rollen wickeln um es etwas zu mischen.

Gruß

Neil

Hi,

Ok, jetzt verstehe ich was du meinst. Was du meinst ist sowas?:
http://www.youtube.com/watch?v=3opzktClUn8

Ich möchte erstmals nur zylindrische Teile wickeln und verstärken. Den Roving werd ich noch aufhängen, so dass er sich schön abrollen kann.
Zu den Wendepunkten: Schau dir dieses Video an, da erkennt mans ganz gut: http://www.youtube.com/watch?v=wcdBTq2TpPc

Was du möchtest ist das Wickeln im Polarverfahren. Ich hab dazu keine Anwendung, vorallem lohnt es sich meiner Meinung nach nicht den Klöperboden auch mit zu verstärken, bei unseren kleinen Durchmessern macht sich das geringe Mehrgewicht durch eine unverstärkte Aluminiumausführung kaum bemerkbar. Bei größeren Durchmessern sieht es dann schon anders aus.
Es hängt schon stark von der Form ab wie Aufwendig das Wickeln und der Maschinencode ist. Bis jetzt hab ich keine Möglichkeit Maschinencode für Maschinen mit 4 Achsen zu generieren. Kommerziele Software ist viel zu teur für mich als Student und das selbst programmieren nimmt auch viel Zeit in Anspruch (das ganze geschieht schließlich nebenbei zum Studium)

Gruß
Thomas

Geändert von schmidi093 am 02. Januar 2013 um 12:02