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Contraptor open source DIY rapid hardware prototyping

vor 34 Wochen 1 Tag

Nachdem ich im die ersten gefrästen Platinen des dorkpov gesehen habe, ließ mich der Gedanke nicht los, selber eine CNC-Fräsmaschine zu bauen. Nach etlichen Tagen Recherche im Internet war ich überzeugt davon, dass man so etwas selber bauen kann. Allerdings überzeugten mich die gefundenen DIY-Lösungen meistens nicht - bis ich Contraptor kennengelernt habe.

Contraptor leitet sich aus dem Englischem von "contraption" ab, was ungefähr " neumodischer Apparat" bedeutet. Ich liste hier mal auf, was mich daran so fasziniert:

  • Contraptor ist ein modularer Ansatz. Beliebige Geräte können gebaut werden, ähnlich wie mit einem Metallbaukasten, nur wesentlich stabiler und präziser. Im Gegensatz zu vielen anderen Ansätzen ist man nicht auf die Anfertigung eines einzelnen Gerätes festgelegt
  • Es handelt sich um Open Source Hardware. Alle Pläne sind frei verfügbar und können beliebig verändert oder erweitert werden.
  • Es werden keine herausragenden handwerklichen Fähigkeiten benötigt. Es werden nur Werkzeuge benötigt, die eigentlich jeder zu Hause hat.
  • Die Materialkosten bewegen sich in einem erschwinglichen Rahmen und sind in nahezu un jedem Baumarkt oder im Internet erhältlich. Auserdem können sie für andere Projekte wiederverwendet werden.
  • Der Einsatz der Materialien verursacht kaum "Dreck", ist also wohnungstauglich.
  • Bei den elektronischen Komponenten setzt Contraptor Arduino und MakerBot-Komponenten ein, die aber gegen beliebige andere Elemente ausgetauscht werden können
  • Zu jedem Element gibt es in Google SketchUp Dateien, mit denen sich am Bildschirm Contraptoren konstruieren lassen.

Bilder sagen mehr als tausend Worte, deshalb empfehle ich, sich mal diese slideshow auf flickr anzuschauen. Und hier ist mal ein Plotter im Einsatz zu sehen. und hier ein Video von einem Prototypen einer CNC-Fräsmaschine

Einen Nachteil hat das System, es ist basierend auf den imperial (Zoll, Inch) System aufgebaut. Deshalb habe ich auf der Contraptor Website Material zusammengetragen, um das Ganze in das metrische System zu konvertieren. Einige Elemente habe ich bereits konvertiert, bei anderen tue ich mich sehr schwer mit meinen SketchUp-Kenntnissen, Ich würde mich sehr freuen, wenn sich der ein oder andere daran beteiligt.

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24 Antworten auf “Contraptor open source DIY rapid hardware prototyping”


  1. Jan sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Krasse Geschichte, hab's schon in Deinem Tweet gelesen. Haste mal überschlagen was dann so eine Fräse kostet?

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Das komplette Material einschließlich der Schrittmotoren und der Elektronik schätze ich auf ca. 500€. Da sind dann allerdings mehr als genug Teile dabei, quasi ein Bausatz. Auf der Contraptor Website sind Sets beschrieben, die man entweder selbst zusammen "bauen" kann (im Wesentlichen bohren) oder dort im imperial System bestellen kann. Die Kosten werden bei Contraptor für den Eigenbau mit ca. 590$ und als Bestellset mit ca. 890$ angegeben (inkl. Elektronik und Motoren)

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Doch etwas mehr als ich gedacht hatte.
    Ist sowas nicht stabiler und vielseitiger?

    http://cgi.ebay.de/Alu-Profile-30x30-B-Typ-N8-Aluprofile-Aluminiumprofil...

    Antworten

  1. Stefan (nicht überprüft) sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Bin schon gespannt, wie es damit weitergeht. Wirst Du eine bauen?

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    @Jan: Es gibt Projekte, die solche Profile verwenden. Der Nachteil ist, dass dann nicht mehr Verbindungselemente verwendet werden können, die man quasi um die Ecke bekommt. Ich glaube auch nicht, dass solche Profile tatsächlich günstiger sind als einfache Winkel-, U- und Kastenprofile. Ich werde darüber berichten, sobald ich Preisinformationen habe. Ich habe mal Alu-Profile mit Wandstärken von 3 mm gesehen, das sind sehr stabile Biester, nicht so der Wackelkram, den man als Alu-Leisten an Türen und Bodenbelägen kennt. Hier ist mal ein Video zur Stabilität und Belastbarkeit der Contraptoren

    @Stefan: Ich plane tatsächlich so etwas zu bauen. Voraussetzung ist, dass das Ganze metrisch und in vernünftigem Kostenrahmen zu bauen ist. Klar gibt es dann auch Berichte und Fotos.

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Kannste das nicht selber bauen, brauchts doch im Prinzip nur Böhrungen im Profil im regelmäßigen abständen. Tischbohrmaschine mit einem Ansatz stimmt sollte doch reichen oder?

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Ich habe jetzt noch eine Aussage vom Contraptor-Team, die ich hier sinngemäß übersetze (im amerikanischen werden solche Profile als T-slots bezeichnet):

    "Contraptor ist mit T-slot Profilen mechanisch kompatibel. Obwohl T-slots ziemlich günstig sind, sind Winkel dennoch etwas günstiger. Das bedeutet, dass es für das gleiche Geld mehr Winkel mit unterschiedlichen Längen gibt. Das ist hervorragend, um herum zu experimentieren. T-slots können in Contraptoren genutzt werden, wenn stärkere Rahmen benötigt werden. Sobald also ein Design fertig ist, können bestimmte Strukturelemente durch T-slots ersetzt werden. Gleichwohl ist es empfehlenswert T-Mutter zu benutzen, die typischerweise wesentlich teurer sind (Anm. von mir: da haben wir die Kostenfrage).

    Hier ist ein Beispiel für ein Design für einen Mini-Router unter Verwendung von T-slot und Contraptor Elementen

    Grundsätzlich wird die Philosophie verfolgt, so modular wie möglich und so kompatibel zu existierenden Lösungen zu sein wie irgend möglich."

    Wer mal ein solches T-slot Projekt sehen will, schaut mal bei cubespawn vorbei.

    Mit Bohrungen in Profilen sollte ein gangbarer Weg sein, obwohl ich dann ja komplett die Vorteile von T-Muttern und deren Stabilität verlieren würde. Den Ansatz kann man ja verfolgen, wenn man mag.

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Der Klarheit halber noch mal was zum Preis: Das Basismaterial kostet insgesamt ca. 450$, das sind ca. 300€. Der Rest ist Elektronik und Motoren.

    Antworten

  1. Benni sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Hi,

    Würde gerne helfen die Teile zu konvertieren - ABER: mit SketchUp konnte ich mich noch nie anfreunden!
    Könnte dir aber Teile bzw. Assemblies im SolidWorks-Format oder alternativ als STP oder IGES geben.

    An sich ein tolles System! Bin gerade dabei einen Kreuztisch zu konstruieren. Als Motoren verwende ich Gleichstrommotoren mit einer Encoderscheibe. Errechnete Toleranz liegt bei 0.015mm! Zur Zeit schreibe ich die Software für den Arduino.

    MfG
    Benni

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 34 Wochen 1 Tag

    Hallo Benni,

    jede Hilfe ist willkommen. Ich selbst tue mich mit SketchUp auch sehr schwer. An meine Grenzen stoße ich momentan, wenn ich Kugellager und Schrauben in SketchUp verwenden will, für die es kein metrisches Template gibt, Insbesonder bei folgenden Elementen habe ich so meine Schwierigkeiten: Linear Rails Metric und Linear Bearings. Da sollten so gut wie keine Toleranzen auftreten. Wenn Du es in einem anderen Format machen kannst, dann kriegen wir es schon irgendwie konvertiert, und sei es manuell - aber die Maße stimmen.

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 34 Wochen 22 Stunden

    Mit Sketchup Pro kann man auch CAD Formate importieren und exportieren. Falls jemand mal im Netz über ne Serialnumber stolpert :)

    Antworten

  1. James jones (nicht überprüft) sagt:
    vor 34 Wochen 13 Stunden

    Großes Werk über die Metrik Contraptor! Außerdem will ich die Contraptor für das Prototyping verschiedene Teile meines Projekt zu verwenden, ich danke Ihnen für die Erwähnung Cubespawn! Ich verstehe ein wenig Deutsch, aber ich benutzte Google, diese zu übersetzen. Ich hoffe, ihr nicht zu grauenhaft!

    Antworten

  1. spirou sagt:
    vor 34 Wochen 10 Stunden

    Moin,
    Das ist spannend. Fräsen sind gerade groß im kommen.
    Dieser Baukasten ist ja Märklin-Metal für Große. Abgesehen von dem nicht metrischem System erscheint es mit recht tauglich. Bei meiner Suche nach CNC-Resourcen bin ich da leider nicht drauf gestoßen. Ob ich mich dann aber für dieses System entschieden hätte kann ich nicht sagen.

    Ich habe mich jedenfalls entschieden meine Fräse (Portal-Bauweise, ruhendes Werkstück) aus 40(8)er Profilen und 30(8)er zu bauen. Seit letztem WE steht das Portal mit 60cm netto Weg in X-Richtung und 20cm in Z. Die Profile habe ich von BSO. Deren Profilverbinder benötigen keine Stufenbohrung und funktionieren extrem gut. Für die 40er Profile gibt es auch die meisten Verbinder, Winkel, Halter und und und. 30(6)er Profile oder auch die kleinen 20(5)er sind hier nicht so gut ausgestattet. Bei CAP gibt es eine gute Übersicht über die Verschiedenen "Standard" Profile. Die Preise halten sich im Rahmen und die meisten Anbieter haben auch Bohrungen und Schnitte im Programm.

    Die Linear-Lager kommen von igus. X- und Z-Achse habe Ich mit einem Kreuztisch realisiert. Das Portal fährt auf Drylin-T. Als Motore habe Ich QSH4218 1A, 42mm (Nema 17) Stepper. Bezugsquelle: Reichelt.

    Bisherige Materialkosten 650 - 700€. Dabei entfallen 350€ auf Profile und Verbinder

    Elektronik:
    Arduino-Mega, RepRap Stepper Controller, Später soll noch ein Display und 3 Drehencoder zum einstellen von Basisparametern hinzukommen.

    Leider finde ich keine Zeit darüber zu bloggen. Vom Portal habe ein paar Fotos gemacht.

    So. genug geschrieben. Ich muss mich jetzt um die Endschalter kümmern und der Not Aus Taster muss auch noch eingebaut werden und von der Software will ich mal gar nicht reden.

    Von daher:
    Keep on hacking!

    - Spirou

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 34 Wochen 10 Stunden

    @Spirou
    Wieviel Meter Profile hat Dein Design?

    Im letzten Chaos Radio Express wurde auch viel zu Fräsen erzählt. Es gibt da ne Linux Lösung, die auch in kommerziellen Bereich viel Anwendung findet:
    http://www.linuxcnc.org/

    In der Episode wurde auch von eine "China-Fräse" gesprochen, damit war glaube ich diese hier gemeint, nicht ganz billig, kann dafür aber sie auch Stahl bearbeiten.
    Ist wohl eine "Mill" im vergleich zu "Router".

    http://www.optimum-machines.com/products/milling-machines/bf-20-vario/in...
    http://www.optimum-machines.com/products/cnc-pc-controls-complete-and-ad...

    Im Podcast war von 3500 Euro die Sprache, autsch, wohl eher was fürn Hackerpsace.

    Antworten

  1. spirou sagt:
    vor 34 Wochen 9 Stunden

    @Jan:
    Ich hab einfach die Maße aus meinem Sketchup (7) genommen und dann auf den nächsten Meter aufgerundet.
    Ergab: 4m 40er, 2m 30er, 1m 40x160, 1m 80x16, 1m 160x16 alle mit 8er Nut.

    ACHTUNG: Die Zeichnung ist als Symbolbild zu betrachten.

    Der Kreuztisch ist 10cm Länger und die Y-Führung muss mit zwei Wagen ausgestaltet werden. Daher werde ich wohl mit dem 40er Profil nicht auskommen. Der Y-Antrieb muss auch näher an das Festlager, kann also nicht in der Mitte bleiben.

    Ob eine 10mm Spindel ausreicht oder ob ich eine dickere benötige weiss Ich noch nicht. Ich werde es aber erst einmal mit der 10x2er Spindel bauen. Wenn es nicht klappt, muss ich nur die Spindel, Lager, Kupplung und Mutter tauschen. Oder ich lass die dickere Spindel an beiden Enden auf 10mm abdrehen, dann brauche ich nur die Mutter tauschen und benötige auch keine Stellringe mehr.

    - Spirou

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 33 Wochen 6 Tage

    Als Reaktion auf das Video mit dem Belastungstest bricht jetzt wohl ein Wettkampf , was DIY-Konstruktionen bewegen können. :-D

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 33 Wochen 5 Tage

    Lustig, aber die Hände sehen beim letzen Versuch schon sehr verkrampft aus. Ich glaube die waren sich selber nicht ganz sicher ob die Konstruktion hält.

    Antworten

  1. bkone (nicht überprüft) sagt:
    vor 33 Wochen 5 Tage

    Hallo zusammen,

    sehr interessate Idee sich sowas zu bauen.
    Mir schwebt vor Holzoberflächen mit dem Laser zu beschriften (einbrennen).
    Hat jemand zu dem Thema und der Idee Eigenbau schon mal was gehört?
    Geht sowas überhaupt im Eigenbau?

    Gruß

    BKone

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 33 Wochen 3 Tage

    Gehen tut alles :)

    Ich hab schon Tutorials gesehen zum Lasercutter Selbstbau. Bis hin zum CO2 Laser der Blech schneidet. Zu bedenken ist allerdings, dass viele Bauteile beim Laser recht teuer sind. Der Laser selber natürlich, aber auch die Spiegel und Optik. STandardteile geht da nicht aufgrund der Hitzeentwicklung und benötigten Präsision. Am Ende brauchst Du auf jeden Fall eine Optik um den Strahl zu fokussieren. Durch die hohe Leistung braucht man hier spezielle Bauteile. Google mal nach DIY Laser Cutter oder such auf Instrucables. Die X-Y Mechanik nehmen dabei viele aus alten Plottern. Augenschutz nicht vergessen.

    Antworten

  1. spirou sagt:
    vor 32 Wochen 2 Tage

    Moin,
    Ich habe ein bisschen Zeit gefunden und angefangen mein Fräsen Projekt zu dokumentiern.

    - Spirou

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 30 Wochen 6 Tage

    Hier noch einmal eine Ergänzung zu den Kosten. Ein Contraptor Mini-CNC-Kit inkl. der Motoren und der Elektronik wird für ca. 330€ inkl. Versand angeboten.

    Antworten

  1. Jan sagt:
    vor 30 Wochen 5 Tage

    Ich hab mir die Frase vom FabLab Aachen mal (online) genauer angesehen. 18.000 Steine und Werkzeugwechsler. Wow!
    Da überraschen mich die Platinen nicht mehr.
    Wie gut werden denn Platinen mit ner Eigenbau CNC Fräse?

    Antworten

  1. gatonero sagt:
    vor 30 Wochen 5 Tage

    Ich habe die Fräse auch schon näher live erlebt. Und obwohl ich schon hinein geschaut habe, habe ich keine Steine entdecken können, sah alles nach Metall aus ;-)

    Die FabLab-Fräse hat natürlich eine sehr viel höhere Auflösung als eine DIY rapid prototype Fräse. Die Auflösung für die FabLab-Fräse liegt laut Produktbeschreibung bei 0,25 Mikrometer = 0,00025 Millimeter. Für die Mini-CNC Fräse wird angenommen, dass die Auflösung bei 0,0254 Centimeter = 0,254 Millimeter liegt. Das sind natürlich Welten und dürfte sich in der gleichen Größenordnung wie der Preis bewegen. Aber immerhin noch eine Auflösung die mit PCB-Anfertigungen im DIY-Bereich per Tonertransfer-Methode oder Belichtung durchaus mithalten kann.

    Antworten

  1. Wikiant (nicht überprüft) sagt:
    vor 19 Wochen 2 Tage

    Hallo zusammen

    Wow, freeduino.de gefällt mir super gut :) und diese Beschreibung über Contraptor und Eure Ergänzungen... chapeaux!

    auf wikiants habe ich die Seite Contraptor mit Euren Erkenntnissen angelegt.

    Vielleicht wisst ihr gerade weitere spannende Open Source Projekte... übrigens freeduino ist auch drauf :)

    Liebe Grüsse und...

    let's rock the open source movement :)

    Antworten

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