CNC Fräse selber bauen oder kaufen? Alle Infos, die du brauchst um die richtige Entscheidung zu treffen!

Ambitionierte Hobby-Bastler und Heimwerker kennen das Problem: Prinzipiell sind immer genau die Bauteile nicht zur Hand, die dringend für die Fertigstellung eines Projektes benötigt werden. Gerade dann, wenn Teile abseits jeder Norm gebraucht werden, gestaltet sich die Suche im Einzelhandel oder auch online mehr als schwierig. Warum die Teile dann nicht einfach selbst herstellen? Im Netz werden Einsteiger-Werkzeugmaschinen günstig angeboten – und dank modernen CNC-Steuerungen ist die Bedienung der Fräsmaschinen auch für nicht ausgebildete Zerspanungsmechaniker mit ein wenig Übung kein Hexenwerk.

Wer sich auf die Suche nach CNC Fräsen für den Hobby- oder DIY-Bereich macht, der wird neben preisintensiveren „Fertigmaschinen“ auch Bausätze oder Bauanleitungen finden. Diese Bausätze versprechen CNC-gesteuertes Fräsen zum kleinen Preis: Stellenweise sind die Bausätze schon für wenige hundert Euro erhältlich. Wir haben uns gefragt, was für Heimwerker und Hobby-Fräser eigentlich sinnvoller ist – der Kauf einer Einstiegsfräse oder ein kompletter Eigenbau. Und daraus ist diese Übersicht hier entstanden.

Vor der Entscheidung steht der Bedarf

CNC Fräsen kleinerer Bauart gibt es im Netz in Hülle und Fülle. Von der kleinen, konventionellen Fräsmaschine in Kreuztisch-Ausführung über Portalfräsmaschinen für einfache Gravur- oder Holzarbeiten bis hin zu ausgewachsenen, gebrauchten Bearbeitungszentren reicht das Angebot der Händler. Und ebenso breit gefächert ist der Preisrahmen. Von 600 Euro für das einfachste Modell ohne CNC-Steuerung bis hin zu weit über 100.000 Euro für „ausgewachsene“ Bearbeitungszentren reicht die Spanne. Daher muss vor allen weiteren Überlegungen die Frage nach dem eigenen Bedarf stehen. Anhand einer kurzen Checkliste lässt sich die Art der benötigten Maschine eingrenzen.

Checkliste für die Entscheidungsfindung

• 1) Arbeitsraum und Verfahrwege
  Eine CNC-Fräse definiert sich über den Platz, den sie für die Bearbeitung der Werkstücke bereitstellt, sowie über die Größe der Verfahrwege. Der Platz für die Aufnahme von Teilen wird als Arbeitsraum bezeichnet. Möchtest du beispielsweise Werkstücke mit einer Größe von 200 x 200 x 20 mm Größe bearbeiten, darf der Arbeitsraum nicht kleiner sein. Zu beachten ist unbedingt, dass die Werkstücke auch gespannt werden müssen – daher darf nicht zu knapp beim Platz kalkuliert werden. Auch bei den Verfahrwegen gilt es, auf die Details zu achten. Wer die Seitenflächen eines Werkstücks fräsen möchte, der braucht entsprechend viel „Luft“ – und Verfahrwege, die dies auch zulassen. Gleiches gilt für die Höhe der Werkstücke.
• 2) Der Platzbedarf
  Auch wenn du mit deiner Hobby-Fräsmaschine höchstwahrscheinlich nicht unter die Großteilebearbeiter gehen wirst, darfst du den Platzbedarf der Maschinen nicht unterschätzen. Je nach Bauform kann selbst eine kleine CNC-Fräse locker 1 m³ Platz in deinem Hobbykeller beanspruchen. Bei gebrauchten Maschinen größerer Bauart aus dem Industriebereich kommt noch ein weiterer Faktor hinzu: Das Gewicht. Sobald Gussteile verbaut sind (was aus Stabilitätsgründen im Profi-Bereich Standard ist), kommt man selbst bei kleinen Fräsmaschinen schnell auf mehrere hundert Kilo. Ausgewachsene Bearbeitungszentren wiegen mühelos mehrere Tonnen. Entsprechend robust sollte hier die Statik deiner Werkhalle ausgelegt sein (den Hobbykeller lassen wir bei Bearbeitungszentren einfach mal außen vor).
• 3) Die Spannung
  In der Regel wird dein Hobbykeller mit einem herkömmlichen 230V Stromanschluss ausgestattet sein. Das reicht für die meisten Kleingeräte – aber nicht für alle CNC-Fräsmaschinen. Denn je nachdem, was du an Leistung an der Arbeitsspindel haben möchtest, wird für den Betrieb der CNC-Fräsen ein sogenannter Dreiphasenwechselstrom -oder kurz Drehstrom – benötigt. Anstelle von 230V wird bei Drehstrom rund 400V (früher 380V) bereitgestellt. Auch ist die übertragene Gesamtleistung eines Drehstromsystems konstant. Ohne jetzt zu tief in die Elektrotechnik einzusteigen bedeutet Drehstrom an deiner CNC-Fräsmaschine, dass deren Drehstrommotor anders als ein Einphasen-Wechselstrommotor seine Last mit konstantem Drehmoment antreiben kann. Gerade beim anspruchsvollen Fräsen von Stahl ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Auch kannst du die Drehrichtung des Drehstrommotors über die Phasenanordnung im Stecker ändern. Je nach Belegung dreht sich der Motor links- oder rechtsrum – die Drehrichtung des Motors ist hier nicht konstruktiv festgelegt!
• 4) Was will ich eigentlich fräsen?
  

Material ist nicht gleich Material – hier erzählen wir dir sicherlich nichts neues. Dennoch ist das Material, welches bearbeitet werden soll, essentiell für die Auswahl deiner CNC-Fräse. Denn der Werkstoff auf deinem Maschinentisch legt fest, wieviel Antriebsleistung du an der Spindel benötigst – und ob du mit oder ohne Kühlmittel arbeiten kannst. Während Holz und Kunststoffe vergleichsweise wenig Spindelleistung benötigen und auch ohne den Einsatz von Kühlschmierstoffen auskommen, sieht das bei Alu oder gar Stahl bereits ganz anders aus. Von Sonderwerkstoffen wie Titan oder Inconel lässt du besser direkt die Finger von – hier im Hobbybereich angemessene Ergebnisse erzielen ist so gut wie unmöglich.

• 5) Welche Geometrien will ich fräsen?
  Im Hobbybereich dominiert das sogenannte 2,5D Fräsen. Das bedeutet, dass du durch die Zustellung und Bewegung von 3 Achsen (Querachse, Längsachse, Vertikalachse) die gewünschten Geometrien herstellen kannst. Alle Flächen deines Bauteils sind entweder parallel zur Tischfläche oder senkrecht dazu angeordnet. Deine CNC-Fräse benötigt für diese Arbeiten also auch nur 3 Achsen. Anders sieht es aus, wenn du 3D-Modelle mit Freiform-Flächen realisieren möchtest. Hier kommst du mit 3 Achsen nicht weit – deine CNC-Fräse braucht zusätzlich noch eine oder mehrere Schwenkebenen. Diese Ebenen können entweder über den Fräskopf oder einen Dreh- und Schwenktisch bereitgestellt werden – oder über eine Kombination der beiden Möglichkeiten. So oder so ist „echtes“ 3D-Fräsen eine Kunst für sich – und die benötigten Maschinen sind nicht nur hoch komplex, sondern auch sündhaft teuer. Wenn dich die 3D-Modellierung interessiert, bist du zumindest im Hobbybereich mit einem 3D-Drucker besser beraten. Wirklich.
• 6) Wie genau willst du mit der CNC-Fräse arbeiten?
  Möchtest du einfache Gravuren realisieren oder ein Bohrbild in Kombination mit Nuten, Langlöchern und recht toleranten Passungen fertigen, sind die Anforderungen an eine CNC-Fräsmaschine vergleichsweise gering. Du brauchst hierfür keine erhöhte präzise Positionier- und Wiederholgenauigkeit, auch ist die Steifigkeit der gesamten Maschine eher sekundär. Möchtest du allerdings auf ein Zehntelmillimeter genau arbeiten oder in engen Toleranzfeldern, muss die Maschine darauf ausgelegt sein. Klar, Präzision hat ihren Preis! Je genauer, desto teurer – das solltest du vor der Anschaffung deiner CNC-Fräse unbedingt im Gedächtnis verankern.
• 7) Wie eng ist dein Budget gesteckt?
  Für den Einstieg in die Welt des CNC-Fräsens reichen eine Maschine und ein Computer leider nicht aus. Je nachdem, was du mit der CNC-Fräse anstellen möchtest, erwartet dich eine ziemlich umfangreiche Zusatzinvestition. Messchieber, Fräswerkzeuge, Spannmittel, Schraubstöcke, Messtaster und natürlich Fräser können ziemlich ins Geld gehen – vor allem dann, wenn du dich bei den industriellen Zulieferern eindecken möchtest. Allein für einen digitalen Messchieber kannst du mehr als 400 Euro loswerden! Eine Suche auf dem Gebrauchtmarkt lohnt sich daher bei Zubehör ganz besonders.

Warum du dir eine CNC Fräse selbst bauen solltest

Ok, du hast dir Gedanken gemacht, was du auf deiner neuen Fräse fräsen willst, wieviel Geld dir dein neues „Spielzeug“ wert sein soll und hast dir auch überlegt, dass keine der angebotenen Einsteiger-CNC-Fräsmaschinen so richtig zu deinem Bedarf passen will. Also steht die Entscheidung: Du baust dir deine CNC Fräse einfach selbst. Denn nur so kannst du:

• Die Größe deiner CNC Fräse auf den zur Verfügung stehenden Platz anpassen
• Alle Komponenten sorgfältig auswählen und zusammenstellen
• Die Zeit genießen, in der der Weg das Ziel ist

In der Tat ist der Faktor Zeit beim Eigenbau einer CNC Fräse nicht zu vernachlässigen. Selbst wenn du dir alle Konstruktionsaufgaben ersparst und auf Bausätze zurückgreifst, wirst du Wochen, Monate oder auch Jahre mit dem Eigenbau deiner CNC Fräse verbringen. Warum? Nun, ein Eigenbau macht es unumgänglich, dass du tief in die Materie des Maschinenbau einsteigen musst. Du wirst feststellen, dass selbst die Entwickler von Bausätzen nicht alle Feinheiten bedacht haben (und auch nicht bedenken können!), die dir beim Bau deiner CNC Fräse auffallen.

So könntest du beispielsweise in der Bauzeit feststellen, dass

• Eine komplett aus Aluprofilen errichtete CNC Fräse zu instabil ist, um damit ernsthaft Späne zu machen
• Die mit dem Bausatz gelieferten Trapezgewindespindeln dir nicht die Positioniergenauigkeit liefern, die du dir vorgestellt hast
• Deine „Chinaspindel“ zwar ausreichend Drehzahl, aber viel zu wenig Drehmoment bereitstellt
• Die Z-Achse doch noch etwas größer sein könnte
• Dir eine Fräse fehlt, um Teile für deine neue Fräse, die dir fehlen, auf einer vorhandene Fräse zu fräsen

Diese Liste kann beliebig erweitert werden, denn so viel ist sicher: Bei einem Eigenbau sind immer Faktoren zu erwarten, die die Bauzeit verlängern, eine Änderung der Konstruktion notwendig machen oder auch dein gesamtes bisheriges Konzept über den Haufen werfen können. Der Eigenbau einer CNC-Fräse ist absolut nichts für Ungeduldige – und auch kein Projekt für völlige Laien in der Elektrotechnik, Mechanik und natürlich auch in Sachen Steuerung.

CNC Fräse im Eigenbau: Mit einem Bausatz günstig zur eigenen Werkzeugmaschine

Bausätze von CNC-Fräsen, die es von unterschiedlichen Herstellern oder als Open-Source-Projekte im Internet gibt, haben einen ganz wesentlichen Vorteil: Die Bausätze ersparen dir die doch recht teuren Montagekosten, die bei einer vormontierten, gekauften CNC-Fräsmaschine entfallen. Bausätze helfen dir auch dabei, deine Fräsmaschine genau kennenzulernen. Du weißt nach dem Zusammenbau genau, wo welches Bauteil sitzt, welche Funktion es ausführt und natürlich auch, an welchen Stellschrauben du bei einer späteren Optimierung drehen kannst. Auch kannst du Fehleranalysen wesentlich schneller und effizienter durchführen, wenn dir die einzelnen Baugruppen deiner CNC Fräse bekannt und bewusst sind. Und natürlich macht ein Zusammenbau auch eine ganze Menge Spaß.

Empfehlenswerte Bausätze für deine eigene CNC-Fräse sind unter anderem:

• Volksfräse VF1 von unclephil.de
  Für knapp 1000 Euro kannst du dir deine eigene Volksfräse bauen. Alle benötigten Baupläne stehen kostenfrei zum Download bereit. Die benötigten Komponenten können als Bauteile-Sets direkt bei den jeweiligen Herstellern eingekauft werden.

• Stepcraft von Stepcraft-systems
  Der deutsche Markenhersteller von CNC-Portalfräsmaschinen hat eine ganze Reihe unterschiedlicher CNC-Portalfräsen für den Einsteiger- und Hobbybereich aufgelegt. Die Maschinen aus der D- und M-Serie sind als Bausatz verfügbar und wollen mit einem Einstiegspreis von gerade mal 800 Euro überzeugen.

• PFM2.6 von m-hoch-5.de
  Für rund 2600 Euro erhält man hier einen Bausatz, der hohe Steifigkeit und eine exakte Orthogonalität der Achsen in Kombination mit hoher Fräsleistung verspricht.

CNC-Fräse im Eigenbau – Es geht natürlich auch ohne Bausatz!

Wenn dir fertig montierte CNC-Fräsmaschinen zu teuer und Bausätze zu langweilig sind, gibt es noch die Möglichkeit, eine komplette CNC Fräse in Eigenleistung zu konstruieren, zu fertigen und zu montieren. Dabei kannst du, je nach gewünschtem Niveau, auf bereits vorhandene CAD-Zeichnungen für die einzelnen Baugruppen zurückgreifen – oder dir diese ebenfalls in Eigenregie erstellen. Ein kompletter Eigenbau kann – aber muss nicht zwangsläufig – der günstigste Weg sein, um eine eigene Fräsmaschine sein Eigen nennen zu können. Allerdings muss dir eines klar sein: Du erkaufst dir den finanziellen Vorteil mit deiner Zeit! Eine Konstruktion einer Maschine ist nichts, was sich mal eben nebenher erledigen lässt – genau wie der eigentliche Bau. Und auch der Einkauf benötigter Aluprofile, Schrittmotoren, Spindelantriebe, Kugelrollspindeln oder Linearführungen kann eine durchaus rechercheintensive und damit zeitraubende Angelegenheit werden (vor allem dann, wenn du auch hier konsequent auf Zusammenstellungen und Bausätze verzichten möchtest). Allerdings, und das will hier unbedingt erwähnt werden: Mit einem kompletten Eigenbau hast du die Königsdisziplin in Sachen CNC-Fräsmaschine gemeistert. Und außerdem: Ohne Schweiß, kein Preis. Oder?

Wenn du dir mal ansehen möchtest, wie eine komplett selbst entwickelte CNC Fräse aussehen könnte, dann klick hier: www.homeconstructor.net

Warum du dir eine CNC Fräse kaufen solltest

Seien wir doch mal ehrlich: Eine CNC Fräse ist vorrangig zum Fräsen da. Das ganze Montieren von Bausätzen lenkt nur ab. Und wer hat schon die Zeit, Stunden um Stunden in den Bau einer Maschine zu stecken? Wenn du das genauso siehst, dann ist der Kauf einer CNC Fräse für dich eindeutig die bessere Alternative zum Eigenbau. Gerade im Hobby- und Einsteigerbereich hat sich in der CNC-Frästechnik in den letzten Jahren einiges getan, so dass fertig montierte CNC Fräsen zwar immer noch nicht günstig, aber zumindest erschwinglich geworden sind. Die CNC Fräsmaschinen für den Hobbybereich unterscheiden sich von ihren ausgewachsenen Geschwistern aus der Industrie zumeist nur durch eine geringere Größe und einer etwas „abgespeckten“ Ausstattung. So wird man im Hobby-Bereich auf gegossene Maschinenelemente, Flachführungen oder automatisch positionierende Fräsköpfe für Simultanarbeiten verzichten müssen.

Außer natürlich, du entscheidest dich für eine gebrauchte CNC-Fräsmaschine aus der Industrie. Hier kannst du – ein entsprechendes Platzangebot in deiner Werkstatt oder im Hobbykeller vorausgesetzt – vor allem bei Maschinen mit älteren Steuerungen und kleinen Arbeitsräumen echte Schnäppchen machen. Bedenke aber, dass diese Maschinen im Vergleich zu „echten“ Hobby-CNC-Fräsen immens schwer sind. Und auch die verbauten Steuerungen an den Profi-Maschinen sind nicht einsteigerfreundlich. G-Code solltest du hier unbedingt beherrschen, egal ob du dich für eine Maschine mit Fanuc-, Siemens- oder Heidenhain-Steuerung entscheidest. Bei gebrauchten CNC Maschinen aus der Industrie hast du dafür aber eine größere Auswahl, was den Maschinentyp anbelangt. Hier kannst du aus Konsolfräsmaschinen, Bettfräsmaschinen, Fahrständer-Fräsmaschinen und Portalfräsmaschinen wählen – während Hobby-CNC-Fräsmaschinen zumeist als Portale ausgelegt sind. Jeder Maschinentyp hat seine eigenen Vor- und Nachteile – daher können wir dir hier keine allgemeingültige Aussage hinsichtlich der richtigen Bauform für deine CNC Fräse liefern.

Der Kauf von CNC-Fräsen bietet dir einige Vorteile:

• Plug and play: Du kannst die Maschine direkt nach Lieferung in Betrieb nehmen
• Optimal aufeinander abgestimmte Komponenten und Baugruppen
• Die Maschinen sind von Profis konstruiert und zusammengebaut
• Du sparst eine Menge Zeit bis zum ersten Span
• Du musst nicht aus Fehlern lernen, die bereits andere vor dir gemacht haben

Natürlich wollen wir dir die Nachteile einer gekauften CNC-Fräse auch nicht vorenthalten:

• Du musst eine ordentliche Stange Geld in die Hand nehmen
• Du bist nicht flexibel, was die Verfahrwege und den Arbeitsraum anbelangt
• Ein Nachrüsten, beispielsweise mit einer leistungsstärkeren Spindel, ist nicht immer problemlos möglich
• Fräsmaschinen im industriellen Maßstab sind nicht nur verdammt teuer, sondern auch verdammt groß und schwer

Diese Anbieter von CNC Fräsen für den Hobbybereich solltest du kennen!

• 1) Carbide 3D Shapeoko Z-Plus Standard
  Die kleine Desktop-Fräse in Portalbauweise ist aktuell für rund 1.600 Dollar unter oben genanntem Link erhältlich. Wie alle Shapeoko Maschinen ist auch diese Fräse komplett erweiterbar. Als kleines Manko kann man den recht begrenzten Arbeitsraum nennen.

• 2) Ranzix 4
  Für 1.500 Euro bekommt man mit der Ranzix 4 eine kompakte Desktop-Fräse, die im Standard über eine Besonderheit verfügt: Die 4. Achse. Ein horizontales Futter ermöglicht hier Gravur- und leichte Fräsarbeiten.

• 3) Sain Smart Genmitsu CNC Fräs-/Graviermaschine 3018-PROVer Kit
  400 Euro Einstiegspreis, ein Arbeitsbereich von 260 x 155 x 35 mm und eine Hochfrequenzspindel mit 10.000 min-1 sind eine Ansage – vor allem für diejenigen unter euch, die für vergleichsweise wenig Geld erste Erfahrungen im Bereich des CNC Fräsens machen wollen.

• 4) CNC 3018 Pro
  Die CNC 3018 Pro gehört seit Jahren zu den beliebtesten CNC Fräsen im Bereich Modellbau/Hobby. In nur 30 Minuten soll sich die Fräse montieren und in Betrieb nehmen lassen. Für schmale 220 Euro erhältst du hier eine Maschine, die nicht nur gravieren und fräsen kann, sondern mit dem passenden, optional erhältlichen Kopf, auch zum Lasern eingesetzt werden will.

Retrofitting – eine Alternative zum Kauf oder Eigenbau von CNC-Fräsen?

Retrofitting, also das Überarbeiten und Modernisieren von in die Jahre gekommenen Werkzeugmaschinen ist in der Industrie Standard. Klar, denn mit einer modernen Steuerung, frischen Führungsbahnen und neu gelagerter Arbeitsspindel werden selbst „Dinosaurier“ unter den Maschinen wieder tauglich für die Produktion. Doch eignet sich eine Überholung alter Maschinen auch für dich und deinen Hobbykeller? Am besten, du machst dir zunächst selber ein Bild über das Angebot an gebrauchten Fräsmaschinen auf den gängigen Portalen:

• www.maschinensucher.de
• www.surplex.com
• trademachines.de
• www.ebay.de

Du wirst feststellen, dass du ältere Universal-Fräsmaschinen oder Konsolfräsmaschinen aus den 1970er oder 1980er Jahren, beispielsweise die Deckel FP1 oder die SH4 von Steinel, für deutlich unter 3.000 Euro kaufen kannst. Diese Maschinen sind für dich insbesondere dann interessant, wenn du „richtig Späne machen“ willst – denn sowohl die Antriebsleistung als auch der Arbeitsbereich liegen bei den ausgewachsenen Fräsen deutlich über dem, was dir ein Eigenbau oder eine CNC-Fräse für den Hobbybereich bieten können. Allerdings musst du bei den gebrauchten Maschinen in der Regel auf eines verzichten: Die CNC-Steuerung. Allerdings machen das viele Maschinen mit Digitalanzeigen für alle Achsen wieder wett. Wenn du hauptsächliche Flansche bohren möchtest, einfache Geometrien in Alu oder Stahl fräsen willst und Langlöcher oder Nuten fräsen dir völlig ausreichen – dann kannst du auf die Steuerung verzichten. Entsprechende Fachkenntnisse vorausgesetzt, denn auch eine ältere, konventionelle Fräse kann dir mühelos einen Finger abfräsen.

Alte Maschinen mit neuer Steuerung ausrüsten – geht das?

Generell gilt: Keine Maschine ist zu alt für ein Retrofitting! Es gibt einige Unternehmen, die sich auf die Überholung alter Maschinen oder den Umbau von konventioneller zu CNC Technik spezialisiert haben. Mit entsprechenden Kenntnissen, Zeit und ausreichendem Budget kannst du ebenfalls alte Steuerungen gegen moderne Varianten austauschen – oder gar einen Komplettumbau wagen. Beachte hier aber unbedingt alle Sicherheitsnormen im Umgang mit CNC-Maschinen! Denn während eine konventionelle Deckel FP1 problemlos mit einem ungeschützten Arbeitsbereich verwendet werden darf, sieht das bei CNC-Maschinen ganz anders aus. Hier ist eine Schutzumhausung Pflicht – das gilt natürlich auch im Hobbybereich.

Gibt es überhaupt noch Ersatzteile für alte Fräsmaschinen?

In der Industrie werden Maschinen nicht selten über 30, 40 oder gar 50 Jahre in der Produktion eingesetzt. Ja, wirklich! Denn gerade die alten Maschinen werden für ihren robusten Aufbau und die einfache, nahezu „unkaputtbare“ Technik geschätzt. Daher bieten die allermeisten Hersteller auch für alte Maschinen noch umfangreiche Ersatzteil-Pakete an. Und selbst wenn nicht: Zumindest Normteile kannst du problemlos auch online bei entsprechenden Fachhändlern kaufen!

Ist ein Retrofit denn nun eine wirklich Alternative zum Eigenbau einer CNC-Fräse? Wir meinen: Abhängig von deinem Bedarf auf jeden Fall. Zumindest dann, wenn du ernsthaft Späne machen willst, auf den Komfort von CNC-Steuerungen verzichten kannst und ausreichend Platz für eine ausgewachsene Maschine hast. Verfügst du über ausreichend Fachkenntnis, Zeit und Geld, kannst du dir eine alte Maschine auch mit moderner Steuer- und Regeltechnik upgraden.

Gebrauchte CNC-Fräsmaschinen müssen auch nicht unbezahlbar sein. Vor allem die Maschinen aus den frühen 1990er Jahren sind bereits mit halbwegs komfortablen Steuerungen ausgerüstet. Der für die Programmierung notwendige G-Code lässt sich mit ein wenig Geduld recht schnell erlernen – und allen modernen Komfort-Features zum Trotz kannst du auch mit alten Steuerungen respektable Fräsergebnisse erzielen. Abhängig von den verbauten Schnittstellen ist es sogar möglich, alte Steuerungen via Windows-PC mit CAD-Daten zu füttern – so sparst du dir die Werkstatt-Programmierung direkt an der Maschine in G-Code.

Solltest du jetzt mit dem Gedanken spielen, dir eine alte, gebrauchte Fräsmaschine zuzulegen, denke aber bitte daran, dass du für den Betrieb zwangsläufig einen Drehstromanschluss benötigst. Abhängig von der Leistungsaufnahme der Maschine kann dein Stromnetz im Haus oder deiner Werkstatt für den Betrieb nichts ausreichen – spreche vor dem Kauf daher unbedingt mit einer Elektro-Fachkraft!

Stichwort CNC Steuerung: Welche Software brauche ich eigentlich für meine CNC Fräse? Ganz gleich, ob du deine neue CNC Fräse nun selber bauen, als Bausatz kaufen oder auf fertig montierte Maschinen zurückgreifen möchtest: Ohne passende Software läuft nichts. Denn die Unterstützung durch Computer ist essentiell für die Funktionsweise der durch „computerized numerical control“ gesteuerten Maschinen.

Abgesehen von dem Spezialfall, dass du dir eine „ausgewachsene“ Maschine mit integrierter Steuerung und der Möglichkeit der Werkstattprogrammierung mittels G-Code zulegst, benötigst du immer und grundsätzlich folgende Ausstattung – und die entsprechenden Fertigkeiten für die Bedienung:

• CAD
  CAD Anwendungen dienen der Erstellung von digitalen 2D-Zeichnungen der Bauteile, die du später auf deiner CNC Fräse fertigen möchtest. Wir empfehlen dir hier kostenlose Programme wie LibreCAD – denn professionelle CAD Programme sind immens teuer.
• CAM
  Wenn du deine Zeichnung in der CAD Umgebung erstellt hast, benötigst du eine CAM Software. Diese Software „übersetzt“ die Daten aus der CAD Datei in maschinenverständlichen G-Code. Aus deiner CAD Zeichnung wird also Programmzeile für Programmzeile eine Anweisung für deine Maschine, wann und in welche Richtung die Achsen verstellt werden sollen, mit wieviel Zustellung du arbeiten wirst und mit welcher Drehzahl die Fräse Späne machen soll. Freeware gibt es im CAM Bereich leider nicht. Wir empfehlen dir einen Blick auf das leistungsstarke, aber nicht ganz günstige simplexCAM
• Postprozessor
  Wenn dein CAM Programm den G-Code aus dem CAD erstellt hast, brauchst du die nächste, computergestützte Hilfe. Denn nun brauchst du eine Software, die mit der Steuerung deiner Fräse kommuniziert. Im Hobby-Bereich basieren Fräser-Steuerungen häufig auf Arduino, allerdings gibt es hier unzählige Alternativen. Einige CAM Umgebungen können auch direkt mit der CNC Steuerung kommunizieren – wir empfehlen aber ausdrücklich eine separate Ansteuerung. Diese ist deutlich robuster im Betrieb und weniger stör- und damit fehleranfällig!

Das Wichtigste (fast zum Schluss)

CNC Fräsen ist vor allem dann immer gefragt, wenn es um hochpräzise Bauteile geht. In der Regel wird in Bereichen von Zehntel- oder Hundertstel-Millimetern geplant, konstruiert und auch gefräst. Klar, dass eine solche Präzision nur dann möglich ist, wenn deine Fräse von Grund auf solide und hochgenau zusammengebaut wurde. Selbst ein unscheinbarer Schraubenkopf, der nur minimal und kaum sichtbar eine Längsführung anhebt, sorgt für Geometriefehler – und bei dir garantiert zu Frust.

Gerade dann, wenn du deine CNC-Fräse komplett selbst baust oder dir einen Bausatz zulegst – achte mit größter Sorgfalt auf eine saubere Montage! Genauso wichtig wie absolute Präzision ist auch das richtige Werkzeug. Mit stumpfen Bohrern kannst du keine maßhaltigen Löcher fertigen, mit alten Feilen keine Fasen herstellen und ein Messschieber mit ausgeleierten Schenkeln wird dir alles anzeigen – nur keine zuverlässigen Messwerte. Und ein kleiner Tipp: Achte beim Zusammenbau unbedingt auf eine stabile, ebene Fläche. So vermeidest du Winkelfehler während der Montage – die dir spätestens beim ersten Span einen Strich durch deine Präzisions-Rechnung machen werden.

Unser Fazit

Gerne würden wir dir hier an dieser Stelle den ultimativen Tipp bezüglich deiner neuen CNC Fräsmaschine geben. Allerdings gibt es kein klares „Ja“ oder „Nein“ hinsichtlich dem Eigenbau, dem Kauf oder dem Retrofitting von CNC-Fräsen. Jede Herangehensweise hat ihre ganz eigenen Vor- und natürlich auch Nachteile.

Eine CNC Fräse selber bauen kommt für dich in Frage, wenn:

• Dir das Konstruieren und Entwickeln fast noch mehr Spaß macht als das Fräsen
• Du deine Maschine von Grund auf kennenlernen willst
• Du bei allen Komponenten die volle Entscheidungsfreiheit haben willst

Du bist eher der Typ für den Kauf einer vormontierten Fräse, wenn:

• Du zwar gerne fräsen möchtest, aber auf Konstruktion und Entwicklung keine Lust hast
• Du lieber auf die Kompetenz der Hersteller vertraust, was die Auswahl der Baugruppen anbelangt
• Du einfach mal für vergleichsweise wenig Geld einen Einblick in die CNC Technik bekommen möchtest

Und eine gebrauchte Fräse aus der Industrie ist genau das richtige für dich, wenn

• Du ordentlich Leistung an der Spindel möchtest
• Auch mal Stahl oder Edelstahl fräsen möchtest
• Du dich mit G-Code und Werkstattprogrammierung auskennst
• Du dich auch mit konventionellen Maschinen anfreunden kannst
• Du ausreichend Platz und einen Drehstromanschluss dein Eigen nennen kannst

Wie sind deine Erfahrungen im Bereich der CNC-Fräsen? Hast du dir bereits eine Maschine selbst zusammengebaut oder eine Desktop-CNC-Fräse bei dir im Einsatz? Dann schreib und – wir freuen uns auf deine Erfahrungsberichte!