CNC Fräsmaschine Chassis

[flawapawacrew]

Hallo Zusammen,

Leider schreibe ich ziemlich schlecht auf Deutsch, also ich wede meine Frage auf Englisch schreiben. Ich glaube, dass es so verstandbarer ist. Ihr könnt gerne auf Deutsch antworten, ich vertsteh es

I am planning to build a CNC mill with a UHPC chassis. CAD drawings and views attached. The assembly consists of a base and two columns.

The steel plates will be cast in, and later on machined to ensure flatness and squareness. I am a bit concerned about total mass (I want to be able to move the machine without needing a crane), therefore the thicknesses are quite small.

There are a few topics I would like to discuss.

1. Cracking: From what I read on the forum here, there is a risk of cracking due to the concrete's retraction against the steel plates. On the other hand, Sebastian End (who posted here https://betonsprechstunde.moertelshop.com/forum/maschinenteile-aus-beton/513-cnc-fräse-aus-mineralguss-uhpc?p=6112#post6112) argues that lengths up to 800mm are doable. I suppose the thickness of the concrete also plays a role, and in my case it is no very much.
What are the expert's opinion on the cracking risk?

2. Thicknesses: In my current design, some walls are 15mm thick. Is this too thin? What would be a good minimal thickness (maybe in relation to "Körnung" size?)

3. Durcrete E45 vs E80: Increasing the rigidity by ~80% by just using E80 over E45 looks like a very interesting solution. Are there aspects that make E80 less desirable than E45, except price and lower damping? Maybe it is more difficult to work with and have good results? I am planning to use a simple freefall mixer.

4. Inserts: I am struggling to find a supplier for concrete inserts to hold the steel plates into the concrete. I saw on the Durcrete website (https://www.durcrete.de/uhpc-mit-nanodur) that some industrial suppliers use simple hex-head screws as inserts. This is what I currently designed. What do you think of this? Do you have a recommendation for a supplier of inserts?

Alternatively, I have found these that I would fully expand before casting: https://www.hornbach.ch/shop/Messing...4/artikel.html, but they are not really adapted.

Another option would be to use inserts for wood, but I fear that the sharp thread will create nasty stress risers: https://www.hornbach.ch/shop/Ecrous-...0/article.html

Side question: Due to the deformation of the concrete during curing, is there a possibility of a gap creating between the steel plates and the concrete, leading to poor mechanical bond between plates and concrete? I got all worked up in a design where I could re-tighten the screws after curing (not shown in the pictures), but that leads to a lot of complexity...

5. Mold making: I am planning to make the mold by assembling pieces of bakelite plywood, which I will cut on a CNC router. I understood that the mold need to be made quite water-resistant to avoid water seeping out of the concrete and making it brittle. What can be used to make the mold water-resistant?

Danke sehr für die hilf und biss bald !

Flawa

[dr.backstein]

Hallo flawapawacrew,

willkommen im Forum. Wir freuen uns über alle Beiträge, auch aus dem Ausland und in fremden Sprachen. Vorab aber ein Tipp von mir zum Thema Übersetzung. Es gibt im Internet völlig kostenlos den grandiosen Übersetzungsdienst https://www.deepl.com/translator den ich sehr empfehlen kann. Dort kannst Du einfach Deine Frage in Deiner Sprache eingeben und bekommst sie sofort als wirklich gute Übersetzung präsentiert, die Du nur noch kopieren und hier im Forum einfügen musst. Ich habe das mit Deinem obigen Beitrag gemacht und dabei den deutschen Text erhalten, der etwas weiter unten steht und auf den ich dann noch eingehe. Vorher aber noch ein weiterer Tipp, der nicht nur ausländische sondern alle Beiträge betrifft und für so ziemlich jeden hier im Forum interessant sein könnte. Man kann den Übersetzer nämlich auch dazu benutzen, seine Frage besser und verständlicher zu formulieren, indem man sie mit nur einem Mausklick von der zweiten Sprache wieder zurück in die erste Sprache übersetzen lässt. Wenn man das was, man dann in seiner eigenen Sprache zu lesen bekommt, für wirr und unverständlich hält, dann kann man davon ausgehen, dass andere es auch nicht gut verstehen, egal in welcher Sprache. Und dann kann man einfach noch einmal an dem Text arbeiten, um ihn klarer und verständlicher zu machen und den Übersetzer noch einmal benutzen, um zu sehen, ob der einen dann versteht.

Welcome to the forum. We welcome all contributions, also from abroad and in foreign languages. But first a tip from me on the subject of translation. There is a terrific translation service on the internet, https://www.deepl.com/translator, which I can highly recommend. There you can simply enter your question in your language and it will immediately be presented to you as a really good translation, which you only have to copy and paste here in the forum. I did that with your post above and got the German text, which is a bit further down and which I'll go into then. But before I do that, I have another tip that applies not only to foreign posts but to all posts and could be interesting for pretty much everyone here in the forum. You can also use the translator to formulate your question better and more comprehensibly by having it translated from the second language back into the first language with just one mouse click. If you think that what you read in your own language is confused and incomprehensible, then you can assume that others don't understand it well either, regardless of the language. And then you can simply work on the text again to make it clearer and more understandable and use the translator again to see if he understands you then.

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Aber jetzt zu Deinen Fragen. Dein Text mit deepl ins Deutsche übersetzt lautet:

1. Rissbildung: Nach dem, was ich hier im Forum gelesen habe, besteht die Gefahr der Rissbildung durch den Rückzug des Betons gegen die Stahlplatten. Andererseits behauptet Sebastian End (der hier gepostet hat https://betonsprechstunde.moertelsho...=6112#post6112), dass Längen bis zu 800mm machbar sind. Ich nehme an, dass die Dicke des Betons auch eine Rolle spielt, und in meinem Fall ist sie nicht sehr groß.
Wie schätzen die Experten das Rissrisiko ein?

2. Dicken: In meinem derzeitigen Entwurf sind einige Wände 15 mm dick. Ist das zu dünn? Was wäre eine gute Mindestdicke (vielleicht in Bezug auf die Körnung?)

3. Durcrete E45 vs. E80: Die Erhöhung der Steifigkeit um ~80% durch die Verwendung von E80 gegenüber E45 scheint eine sehr interessante Lösung zu sein. Gibt es Aspekte, die E80 weniger wünschenswert machen als E45, außer dem Preis und der geringeren Dämpfung? Ist es vielleicht schwieriger, damit zu arbeiten und gute Ergebnisse zu erzielen? Ich plane, einen einfachen Freifallmischer zu verwenden.

4. Einsätze: Ich habe Mühe, einen Lieferanten für Betoneinlagen zu finden, die die Stahlplatten im Beton halten. Ich habe auf der Durcrete-Website (https://www.durcrete.de/uhpc-mit-nanodur) gesehen, dass einige industrielle Anbieter einfache Sechskantschrauben als Einsätze verwenden. Das ist das, was ich derzeit entworfen habe. Was halten Sie davon? Haben Sie eine Empfehlung für einen Lieferanten von Einsätzen?

Alternativ habe ich folgende Einsätze gefunden, die ich vor dem Gießen vollständig expandieren würde: https://www.hornbach.ch/shop/Messing...4/artikel.html, aber sie sind nicht wirklich angepasst.

Eine andere Möglichkeit wäre, Einsätze für Holz zu verwenden, aber ich befürchte, dass das scharfe Gewinde unangenehme Spannungserhöhungen erzeugt: https://www.hornbach.ch/shop/Ecrous-...0/article.html

Nebenfrage: Besteht aufgrund der Verformung des Betons während des Aushärtens die Möglichkeit, dass ein Spalt zwischen den Stahlplatten und dem Beton entsteht, der zu einer schlechten mechanischen Verbindung zwischen Platten und Beton führt? Ich habe mir eine Konstruktion überlegt, bei der ich die Schrauben nach dem Aushärten nachziehen könnte (nicht auf den Bildern zu sehen), aber das führt zu einer Menge Komplexität...

5. Herstellung der Form: Ich plane, die Form aus Bakelit-Sperrholzstücken herzustellen, die ich mit einem CNC-Router schneiden werde. Ich habe verstanden, dass die Form ziemlich wasserbeständig sein muss, damit kein Wasser aus dem Beton sickert und ihn brüchig macht. Was kann man verwenden, um die Form wasserfest zu machen?

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Hier meine Antworten:

1) Sebastian End bezieht sich in seinem Beitrag auf die Seite 83 des besagten Buches (ISBN-13: 978-3410271864), wo es um lange Stahlleisten, aber nicht um Stahlplatten mit 800 mm Kantenlänge geht. Ich persönlich würde das Einbetonieren so großer Teile selbst bei Stahlleisten für problematisch halten, bei Stahlpatten wäre es aber definitiv ein Auslöser späterer Risse, und wenn wie in Deinem Fall auch noch mit geringen Betonwandstärken gearbeitet werden soll, dann wird es einfach nicht funktionieren. So große Teile sollte man immer erst nachträglich durch Klebeverbindungen an den Beton anbringen.

2) Man kann Hochleistungsbeton in Wandstärken von 15 mm verarbeiten, ob das aber im Zusammenhang mit einem Maschinenbett eine gute Idee ist, würde ich bezweifeln. Aber ich habe es selbst noch nicht probiert, und deshalb wirst am Ende Du uns mehr dazu sagen können als ich, nachdem Du es ausprobiert hast.

3) Wenn Du von den beiden in der TEGNO-Produktbeschreibung vorgeschlagenen Rezepturen diejenige mit der Durigid-Körnung nimmst (E80-Beton), so ergibt sich daraus kein Unterschied in der Verarbeitung gegenüber der andere Rezeptur (E45-Beton).

4) Meine Empfehlung zu den Einsätzen wäre, nichts einzubetonieren außer möglichst weichen Platzhaltern (z.B. aus Silikon) und alle Metallteile dann nachträglich mit Epoxidharz einzukleben, wenn die Schwindung des Betons abgeschlossen ist.

5) Zum wasserdichten Versiegeln der Gussformkanten würde ich MOLLYPUT und eine Kittkugel empfehlen.

Sven


Here are my answers:

1) Sebastian End refers in his article to page 83 of the book in question (ISBN-13: 978-3410271864), where it is about long steel battens, but not about steel plates with 800 mm edge length. Personally, I would consider concreting in such large parts to be problematic even with steel slats, but with steel slats it would definitely trigger later cracks, and if, as in your case, you also have to work with low concrete wall thicknesses, then it simply won't work. Such large parts should always be glued to the concrete afterwards.

2) You can use high-performance concrete in wall thicknesses of 15 mm, but I would doubt whether this is a good idea in connection with a machine bed. But I haven't tried it myself yet, so in the end you will be able to tell us more than I can after you have tried it.

3) If you take the one with the Durigid grain (E80-concrete) from the two formulations suggested in the TEGNO product description, there will be no difference in processing compared to the other formulation (E45-concrete).

4) My recommendation for the inserts would be not to concrete anything in except for the softest possible placeholders (e.g. made of silicone) and then glue in all metal parts with epoxy resin once the shrinkage of the concrete is complete.

5) For waterproof sealing of the casting mould edges I would recommend MOLLYPUT and a putty ball.

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Sven

[flawapawacrew]

Hallo,

vielen Dank für Ihre Antwort! Ich werde von nun an deepl verwenden

1. Verstanden, dann werde ich das Konzept ändern und wie Sie sagen, den Beton gießen und den Stahl später hinzufügen. Wenn ich also die Einsätze einklebe, kann ich vielleicht die Messingeinsätze verwenden, die ich gefunden habe?

2. OK, dann werde ich es versuchen! Ich werde Sie über die Ergebnisse auf dem Laufenden halten.

3. Danke, dann werde ich das Rezept befolgen.

4. Ich werde versuchen, die Platzhaltern mit flexiblem Filament in 3D zu drucken. Obwohl ich mich frage, ob ein Kunststoffdruck mit sehr wenig Füllung (d. h. hohl) ausreichen würde, um das Schrumpfen des Betons zu ermöglichen?

5. Vielen Dank!

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Flawa

[dr.backstein]

Hallo Flawa,

ja, die Messing-Spreizdübel kannst Du natürlich auch verwenden. Ich habe sehr gute Erfahrungen mit der Verwendung von Silikonschläuchen gemacht. Man kann damit sehr einfach und schnell ausreichend weiche Platzhalter herstellen. Es gibt sie in allen möglichen Durchmessern, und man kann einfach eine Schraube oder Gewindestange hineinschieben, damit sie ganz gerade sind und sich an der gewünschten Stelle in der Gussform gut befestigen lassen.

Sven