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CNC-Fräse aus Mineralguss/UHPC

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    CNC-Fräse aus Mineralguss/UHPC

    Hallo,

    ich möchte eine CNC-Fräse mit Mineralguss/UHPC bauen. Bin etwas irritiert, welches das richtige Grundmaterial bzw. die richtige Mischung ist. Können Sie mir da weiterhelfen? Welches E-Modul erreichen die Mischungen?

    Grüße
    LuPo

    #2
    Hallo LuPo,

    laut Wikipedia ist Mineralguss (manchmal auch als Polymerbeton bezeichnet) ein Werkstoff, der aus mineralischen Füllstoffen wie Quarzkies, Quarzsand und Gesteinsmehl und einem geringen Anteil Epoxid-Binder besteht. Wenn Du es so machen willst, dann brauchst Du also als Bindemittel ein Epoxidharz, was Du im Moertelshop leider nicht findest. Aber den dafür perfekt passenden Sand/Kies haben wir: Silimix 282 . Leider ist Harz ansonsten nicht mein Metier, weshalb ich nicht sehr viel mehr dazu sagen kann.

    Wenn Du es mit UHPC (ultra high performance concrete), also Hochleistungsbeton machen willst, dann ist das Bindemittel ein Zement und kein Harz. Dafür haben wir TEGNO® UHPC Spezialzement grau oder TEGNO® UHPC Spezialzement weiß . Wenn Du Dir im Shop die Produktbeschreibung dazu ansiehst, dann findest Du auch Richtrezepturen. Dabei ist auch eine Rezeptur mit der Du einen E-Modul von 80 kN/mm² erreichen kannst, was weit über den Werten von Normalbeton oder auch Mineralguss liegt.

    Du findest auf dieser Seite von durcrete eine Auflistung der Eigenschaften verschiedener Materialien (Beton, Stahl, Mineralguss, etc.) im Vergleich. Dort sind auch Werte für den E-modul angegeben.

    Sven

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      #3
      OK, dann TEGNO.

      Verarbeitung funktioniert wie auf der Produktseite geschrieben mit einem Freifallmischer. Wie ist es mit der Form? Ich möchte das Portal und das Maschinenbett in einem Stück gießen. Damit der Beton nicht weg läuft, muss das Maschinenbett oben dicht gemacht werden und alles über das Portal eingelassen werden.
      Fließt das Material zuverlässig in alle Ecken?
      Was ist mit aufsteigenden Luftbläschen, wenn das Maschinenbett komplett zu ist?

      Danke

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        #4
        Hallo LuPo,

        vielleicht hättest Du mal ein Bild von dem Ganzen, damit man es sich besser vorstellen kann. Das Material fließt sehr gut, aber es kann trotzdem auch Fälle geben, in denen die Form nicht vollständig gefüllt wird. Das hängt von der Gestalt der Form ab. Du findet dazu auf Seite 10 meiner Werkanleitung Flowstone eine erläuternde Abbildung.

        Sven

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          #5
          Sollte etwas in dieser Art sein. Größe passt recht genau mit meinem Vorhaben.
          https://www.thomas-zietz.de/prod_fs3mg.html


          Zunächst wollte ich ein Skelett aus Aluplatten zur Aufnahme der Linearschienen bauen, dies in eine Form stellen und ausgießen.
          Die Frage ist, ob man diese Form in einem Stück gießen kann oder wie bei dem Link Portal und Maschinenbett getrennt gießen sollte?
          Zuletzt geändert von LuPo; 09.05.2020, 15:10.

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            #6
            Hey LuPu, cooles Projekt!
            Ich wollte sowas auch mal machen, bin aber inzwischen zu alt dazu :-(
            Ich hatte auch beruflich Kontakt mit Polymerbeton. Es muss wohl Gründe geben, warum man dafür Epoxidharz nimmt. Möglich wären:
            • weniger Schrumpfen beim Aushärten?
            • Spaltfreie Eingießbarkeit von Metallteilen, Gewindebuchsen
            • Dauerhaftes wackelfreies Festhalten von metallischen Eingussteilen (Epoxi klebt und hat eine gewisse Plastizität, mineralischer Beton macht nur Formschluss und verhält sich absolut spröde)
            • Verzug/Volumenänderungen duch Feuchtigkeitsaufnahme/Abgabe
            Wenn dir das bewusst ist und wenn du das berücksichtigst (Einkleben von Buchsen nach dem Aushärten und Trocknen, Durchschrauben mit Zugankern und Muttern zum Nachziehen, Aufkleben/Befestigen von Führungen nach dem Aushärten und Trocknen, ...) sollte das aber doch auch mit mineralischem Beton funktionieren.

            Aber auch wenn es attraktiv erscheint, alles in einem Guss zu machen - überleg dir, ob du nicht einzelne Teile gießen willst, und die dann mit Spannbolzen zusammenschrauben willst (mit einer Mörtelschicht dazwischen). Meine Überlegungen damals sind auf eine zusammengeschraubte Lösung hinausgelaufen. Schrauben und ausgleichen/ausrichten musst du sowieso an vielen Stellen. Auch der Thomas Zietz macht Maschinenbett und Portal getrennt.

            Falls du dich doch für einen Integral-Guss entscheidest, kannst du auch überlegen, ob du das Gestell nicht "auf dem Kopf" gießen willst




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              #7
              Hallo LuPo,

              ein so komplexes Gebilde wie auf dem Bild in Deinem Link würde ich auf keinen Fall aus einem Stück gießen. Es ist sehr wichtig, sich vorab zu überlegen, mit welcher Geometrie man am besten Lufteinschlüsse beim Guss verhindert, wie ich weiter oben schon erklärt habe. Außerdem sollte man ähnliche Überlegungen zum Schwindverhalten anstellen.

              Das Eingießen von starren Strukturen (Skelett aus Aluplatten zur Aufnahme der Linearschienen) wie von Dir geplant wäre fatal, denn es würde zu Rissen führen. Sieh Dir dazu auch diesen Beitrag an. Im Maschinenbau verwendet man Beton grundsätzlich ohne Bewehrung. Alu und Frischbeton vertragen sich außerdem überhaupt nicht.

              Mach es lieber so wie von Beton-Joe vorgeschlagen: Verkleben und Verschrauben von möglichst einfachen Grundelementen. Für das nötige Hintergrundwissen empfehle ich auch die Lektüre des Buchs von Herrn Sagmeister .

              Sven

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                #8
                Hallo,

                zunächst mal vielen Dank für die ausführlichen Ratschläge, ohne die ich wohl Bruchlandung gebaut hätte.

                Meine Erkenntnisse bisher:
                - nicht einteilig, besser mehrere einfache Formen verschrauben
                - keine Skelettstruktur -> Risse und vermutlich Verzug der Aluteile
                - kein Alu mit eingießen

                D.h. grundsätzlich Stahl statt Alu? Sebastian End hat dies so gemacht. https://www.youtube.com/watch?v=5ucB4pr27oQ

                Aluplatten kann ich aber auf dem Maschinenbett nach dem Trocknen festschrauben? Wie dick sollte das Maschinenbett mindestens in etwa sein? Wie hoch ist der Schwund bei Tegno?

                Thomas

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                  #9
                  Hallo LuPo,

                  wenn der Beton erst einmal hart ist, kannst Du ihn problemlos mit Alu in Verbindung bringen. Eine Empfehlung für die Dicke Deines Maschinenbettes kann ich Dir leider nicht aus dem Bauch heraus geben. Du könntest dazu die Materialkennwerte der geplanten TEGNO-Beton-Rezeptur nehmen und damit einen klassischen Festigkeitsnachweis zu Deiner gegebenen Geometrie führen. Falls Du das noch nicht gemacht hast, dann musst Du einfach nach Gefühl dimensionieren. Du kannst grob mit einem Schwindmaß von 0,5 bis 1 mm pro 1 m Kantenlänge rechnen.

                  Das sehr schöne Video von Sebastian End kenne ich natürlich, und es macht mir ehrlich gesagt etwas Bauchschmerzen, dass er so massige Metallteile eingegossen hat. Das kann eigentlich nicht ohne Risse geblieben sein. Vielleicht fragst Du einfach mal bei ihm nach.

                  Sven

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                    #10
                    Moin,
                    ich wurde grad im Discord darauf aufmerksam gemacht doch auch mal meinen Senf dazu zu geben ?
                    Grundsätzlich erst einmal Danke an Herrn Dr. Backstein für das tolle Produkt! Außerdem für die Namen im Shop ? Alleine deswegen macht es Laune einmal durchzublättern ?
                    Zu der Geschichte mit dem Beton und der Elke.
                    Ich habe mir im Vorfeld dieses Buch hier gekauft: ISBN-13: 978-3410271864
                    "Maschinenteile aus zementgebundenem Beton" gekauft,
                    und habe mich an die Empfehlungen aus dem Buch gehalten. Unter anderem, dass keine Armierung vorzusehen ist. Alle Bauteile die ich eingegossen habe, dienen als Träger irgendwelcher anderer Bauteile. Auch hier wieder, wie im Buch beschrieben, maximal 800mm Stahl. Dann sollte eine Dehnungsfuge eingeplant werden (wenn ich mich noch recht erinnere ?)
                    Die Mischung die ich verwendete ist die E45.
                    Elke lebt noch und ist noch nicht zerbrochen ? Wenigstens ein bisschen habe ich also richtig gemacht. Bei der Auslegung der Bauteile kannst du dich ein bisschen an der Kunst orientieren. Nimmst die Drittelregel, machst nix Falsch. Also als Beispiel: 300mm breites Maschinenbet, 200mm dick. Ebenso bei stützweiten. 300mm hohes Maß unter Portal, am Fuß in Y-Richtung 200mm stark. In X jeweils 100mm. Ist übrigens keine Erfindung von mir ? Die Natur macht solche Spielchen auch gern.

                    Ich hoffe ich habe nicht zu viel Verwirrung gestiftet ?

                    Wünsche einen schönen Sonntag!

                    Grüße, Sebastian

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                      #11
                      Hallo Sebastian,

                      vielen Dank für das Einklinken in diese Gruppe. Die Empfehlungen von jemandem, der es selber schon gemacht hat, sind halt einfach die besten.

                      Sven

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