Bauteile aus der Raumfahrt(agentur)

Eigentlich ein Posting das auf das nicht existierende Blog der Raumfahrtagentur gehoert. Da es allerdings direkt mit den E-Bikes zu tun hat, kann ich nicht mehr still halten und demonstriere den Fortschritt an der CNC-Fräse hier bei elektronenrad.

Das Problem ist vermutlich jedem Bastler und Schrauber schon aus frühster Kindheit bekannt. Das eine kleine Bauteil das fehlt bringt das ganze Projekt zum Stillstand. Ein kleiner Winkel, eine Halterung oder diese Millionen Plastik Nippel die gerne Abbrechen.

Nach den letzten Wochen und Monaten tief unten auf dem Grund des Maschinenbaus und der klassischen CNC Technik steht nun eine komplette Open Source Toolchain für die CNC-Fräse (Vario BF-20) in der Raumfahrtagentur zur Verfügung. Angefangen von der CAD für die Konstruktion über die Aufbereitung der Zeichnungen und Erstellung von Werkzeugpfaden bis hin zur direkten Steuerung der Stepper unserer Fräse ist alles mit freier Software realisiert.

So bewaffnet kann man nun all die fehlenden Teile mit wenig Aufwand und einfach Reproduzierbar aus den Materialen dieser Welt selber ausgraben.

Hier nun eine kleine Runde durch unsere Toolchain. Als Beispiel dient ein fehlendes Bauteil an der Rikscha von elektronenrad. Ein Element am Bremsgestänge war gebrochen und musste ersetzt werden den ohne richtige Bremse Stand das 90kg schwere Fahrzeug erstmal still.

So fängt alle mit einem Photo an:

Das Bauteil wird vermessen

Das Bauteil wird vermessen

Am einfachsten lässt sich das Bauteil mit einer Lehre vermessen. Einfach 1 oder 2 cm an der Lehre einstellen, neben das Problembauteil legen und schön von oben ein Photo machen. – Fertig.

Das ganze Bild dann in einer CAD Software (tut auch Inkscape, HeeksCAD, etc.) in Vektoren nacharbeiten. Als Beispiel dient hier QCad, und die Runde um das Bauteil ist per Hand^W Maus nachgefahren. Mit Inkscape und Co sind noch mehr Tricks möglich. Automatisches erfassen von Konturen mit den Üblichen Magischen Select Tools und sortieren der einzelnen Elemente.

Nachzeichnen des Bauteils

Nachzeichnen des Bauteils

So einmal in ein Vektor Format Umgesetzt (DXF) passt das ganze in eine CAM Software (HeeksCAD mit CNC Plugin). Hier wird nun das Werkzeug definiert und eine Flugroute (Toolpfad) für das Werkzeug definiert.

Der Toolpath wird erstellt

Der Toolpath wird erstellt

Der Toolpfad gibt dann die Flugroute vor und wird in die entsprechende Steuersoftware der CNC-Fräse geladen. Hier ist das EMC2 aus dem LinuxCNC Projekt. Ein wirklich gutes Beispiel für stabile freie Software.

Der Toolpath in der CNC Steuersoftware

Der Toolpath in der CNC Steuersoftware

Das war es auch schon an der Software Front. Kommt noch die, hier undokumentierte, Materialforschung hinzu, Fahrgeschwindigkeiten, die passenden Fräsköpfe und Drehzahl sind ebenfalls wichtig und werden wohl in einer anderen Sendung behandelt.
Auf Play drücken und der Replikator spuckt ein passendes Bauteil aus:

Das fertige Bauteil

Das fertige Bauteil

Was soll ich sagen, die Rikscha bremst wieder und ist das Teil erst einmal im Kasten kann es in diversen Materialien von Hartplastik über Schokolade oder Alu bis Metall nochmal rauslassen.

4 thoughts on “Bauteile aus der Raumfahrt(agentur)

  1. böha. geil, jetzt geht’s aber langsam in die vollen!
    und ich hab’ mir immernoch keine elektronen auf’s rad gepackt… aber die finger jucken immer mehr!

  2. Du hattest vergessen, zu erwähnen, ob alles freie Software ist und OpenSource. Oder ich habe es überlesen. Ist ja unheimlich wichtig, daß nochmal zu erwähnen. Oder viermal.

    Puuuh.

    Was ist so schlimm an kommerzieller Software für eine CNC Steuerung?

  3. @Pickelprogrammierer

    Gar nichts ist daran schlimm.

    Würden wir auch machen, wenn die mitgelieferte Software das tun würde, was sie zu tun versprach. Mach, SheetCam und Co. sind hier (elektronenrad / Raumfahtagentur) alle gelaufen, und man wurde den Eindruch nicht los, daß alles davon dem Waschküchenfirma-Stadium noch nicht entwachsen ist. Bezahlsoftware wieder mal umsonst erworben, toll. _Das_ ist das schlimme daran.

    Was nützt mir z.B. die Tooloffset-Option der Werkzeugwahl von Mach3, wenn dieses Programm beharrlich darauf besteht, alle Tooloptionen von CAMExpert zu wilden konzentrischen Kreisen zu verarbeiten? Genau: ich kann sie nicht verwenden. HeeksCAM und EMC2 hingegen verstehen sich, und EMC2 versteht auch CAMExpert.

    Die Autoren der freien Software machen jedenfalls schon vorher klar, daß sie nicht fertig sind. Deren 0.11-Versionen sind oft eigentlich 1.0 – wenn das Geld gekostet hätte, stünde 3.5 dran, und ist in echt keine über die Messe-0.9 hinausgekommene Version. Und mit RTAI-Kernel darunter habe ich auch garnichts dagegen, daß sogar das Netz an der Maschine noch an bleibt.

    Fazit daraus war für uns: es macht keinen Sinn, mit zwei- oder auch dreistelligen Eurobeträgen das Thema CNC-Toolchain zu bewerfen, man müßte vierstellig darin versenken. SolidWorks, Esprit, Catia hieße das dann – selbst VisualMill kostet bereits 1kEUR. Das Geld geht lieber in das Fräsenzubehör: gutes Werk- und Spannzeug.

    Ach ja, und so eine Jogbox (https://m21.hyte.de/blog/jogbox) an die Software zu massieren, wäre bei Kaufsoftware anstrengender geworden und hätte vielleicht auch wieder extra Geld gekostet…

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