Platinenbohrmaschine

 

Ausgangssituation

Der Bastlerkollege Timax Nullt und hat uns zur Geburtstagsfeier eingeladen. Auf der Wunschliste: Irgendwas zu Platinen bohren.  

  Dem Manne kann geholfen werden!  

Meine Lösung

Da der Geschenk-Preis durch 4 ging, stand ein ordentliches Budget zur Verfügung. Als Bohrmaschine kam eine Proxxon MICROMOT 50 Maschine mit Spannzangen zum Einsatz, da die Proxxons eine genormte 20mm Halterung und dieses Modell einen ordentlichen Rundlauf hat. Die einstellbaren Schnellspannfutter sind nicht annähernd so präzise.  

  Bei einem Mechanik-Versand habe ich dann lauter edle Teile geordert:  

Vier 8mm Wellenhalter SH8, zwei geschliffene 8mm Wellen (h6) in 100mm Länge, vier gekapselte 8x30mm Linearlager SCE8UU und einen Wellenhalter SH20 als Aufnahme für die Proxxon.
Provisorisch zusammengesteckt:  

 

  Erster Rückschlag: 20mm Proxxon sind nicht 20mm Wellenhalterung. Da Wellen mit Untermaß gefertigt sind und der 20mm Wellenhalter darauf abgestimmt ist, passt die Bohrmaschine einfach nicht in die Halterung. Da ich keinen 20mm HSS-Bohrer habe, musste sich halt ein alter 20mm Topfbohrer durch das Alu quälen. Nun passt die Maschine prima rein, aber die Halterung ist so dick, dass man nicht mehr an das Bohrfutter kommt.  

  Also wurden 4mm abgefräst und auch die Ecke angeschrägt so dass die Maschine präzise passt und man einen ungehinderten Blick auf den Bohrer hat:  

 

  Das Gestell wurde aus 20mm Buche-Multiplex gefertigt. Mit je zwei Flachdübeln und etwas PU-Leim gibt das einen extrem stabilen Ständer:  

 

 
Da die Linearlager nicht ganz so hoch sind wie die Wellenhalterungen, habe ich eine 3mm Distanzplatte zwischen Lagern und Bohrmaschinenhalterung angebracht. Die roten Teile sind Provisorien, die ich mit dem 3D-Drucker gefertigt habe.  

Die Führung soll auf einer Grundplatte angebracht werden:  

Eine Hebelmechanik mit Gegengewicht hebt die Maschine an. Bohren wird sie nur durch ihr Eigengewicht.
Hier ein Probeaufbau:  

Wie man sieht, wurde die Hebelmechanik erstmal aus Hartfaser ausgesägt um sich an die endgültige Form heranzutasten.  

Und im niedergedrückten Zustand:  

Das Gegengewicht war ein Stück extrem zähen Edelstahls. Ich hatte echt Mühe, das Ding auf meiner Drehbank zu bearbeiten. Der Schneidstahl wollte da einfach nicht rein. Dafür wurde es um so schöner lackiert. Nachdem das händische Besprühen Murx war, habe ich die Farbe mit Aceton weitgehend wieder entfernt und eine Bohrmaschine zu Hilfe genommen.  

Schräg eingespannt, mittlere Drehzahl, mit dem Heißluftfön vorgewärmt, kurz die Sprühdose drüberhusten lassen und dann mit dem Fön schnellgetrocknet:  

 

  Die Wellenhalterungen sind von hinten mit der Grundplatte verschraubt. Die Grundplatte selber wird mit M4 Schrauben in Rampa-Muffen am Holz montiert. Dazu brauchte ich 5mm Distanzhülsen. Da ich sowas nicht hatte, wurden die aus einer 5mm PVC Platte hergestellt. Mit der Dekupiersäge ausgesägt:  

M4-Schraube im Drehfutter mit Kontermutter und Zahnscheibe:  

Das eckige PVC anschrauben:  

und rund machen:  

 

  Die Platten und die Hebel wurden aus 3mm Alu gelasert. Dazu habe ich mich erstmal in eine 2D-Cad Software einarbeiten müssen, um DXF-Dateien zu erstellen. Die Wahl fiel auf das kostenlose Draftsight . Blöderweise hatte ich die Geometrie gegenüber den Hartfaserbügeln etwas verändert. Dadurch stieß der Hebel gegen die Grundplatte:  

Also musste ich neben den hochpräzisen Löchern eigene Bohrungen anbringen. Sieht aber trotzdem edel aus:  

 

  Ein kleines Video zeigt, wie sich die Maschine auf- und ab bewegt:
Rauf-runter-rauf (19MB)  

  Unter dem blauen Gewicht liegt ein Streifen Moosgummi. Je nach Dicke kann man damit den Bohrer schon mal näher an die Platine bringen, also mit weniger Hub arbeiten. Außerdem dämpft das den Aufprall des Gewichts.  

  Die Maschine ist mit 20000 1/min und 12V angegeben. Wer's glaubt! Das musste ich natürlich messen. Also einen 3mm Bohrer eingespannt und eine Seite mit weißem Nagellack, die andere mit schwarzem Edding bepinselt. Eine Reflexlichtschranke draufgehalten und den Fotostrom auf dem Oszilloskop dargestellt. Meßergebnis: 12V bringen das Ding auf 15000Touren. Erst bei 16V wird die angegebene Maximaldrehzahl erreicht.  

  Als Spannungsversorgung kam ein Notebook-Netzteil mit nachgeschaltetem Step-Down Wandlermodul zum Einsatz. Dessen Spannung wird mit einem Spindeltrimmer eingestellt. Ich habe einen Widerstand parallel geschaltet und einen kleinen Kippschalter spendiert. Nun kann man zwischen 12V und 16V umschalten: Dauerbetrieb und Turbo.  

Wie man sieht: Der Proxxon-Stecker steckt in einer Lüsterklemme, der Step-Down-Wandler (grüne Platine) wird von einer Kabelschelle gehalten (mit 3mm-Spax statt Nagel).  

  Montiert sieht das so aus:  

Man mag es kaum glauben: In dem Ding sind ca. 50 Schrauben verbaut! Einmal zerlegen und wieder Zusammenbauen dauert daher eine gane Weile.  

  Fehlt noch die Bohrer-Beleuchtung. Leider waren die weißen 3mm LEDs am letzten Tag noch unterwegs. Also habe ich eine SMD-Led, die als Ersatz für den Blinker im Außenspiegel meines Autos gedacht war, an einen starren 1,5mm² Kupferdraht gelötet. Der Draht dient gleichzeitig als Minuspol und Halterung und ist einfach an einer Unterlegscheibe festgelötet, die zusammen mit der Motorhalterung angeschraubt ist. Zusammen mit etwas Schrumpfschlauch gibt das eine extrem kleine aber lichtstarke Beleuchtung:  

Zur Einschätzung der Größenordnung: Der Bohrer ist oben 3.1mm, unten 0.8mm! Hier sieht man, wie gut Platine und Bohrer beleuchtet sind:  

Meine dünnsten Bohrer sind 0,25mm Vollhartmetallbohrer mit 3,1mm Schaft.  

So einer bricht meist schon beim scharfen angucken ab. Aber die Führung des Bohrständers ist dermaßen präzise, dass ich damit problemlos mehrfach in das gleiche Loch bohren konnte. Leider habe ich den Bohrer dann beim ausspannen geknackt.  

  Nachdem das Holz mit der Oberfräse abgerundet, geschliffen, 2 mal grundiert und dann matt lackiert war, kam die Maschine in einen passenden Karton.
Seufz! Das schöne Ding einzupacken war schon ein wenig schmerzlich...  

  Aber dann wurden wir alle durch die große Freude des Beschenkten beim Auspacken reich belohnt.