T8 CNC Engraver von Gearbest – eine CNC Mini Fräse

T8 CNC Engraver Gaerbest
T8 CNC Engraver Gaerbest

Review T8 Mini CNC Engraver von Gearbest

Der T8 ist eine Art Mini CNC Fräse. Der Hersteller hat das Gerät sehr zurückhaltend nur als Gravierer bezeichnet.
Das finde ich gut, da im Marketing oft die Fähigkeiten von Produkten übertrieben werden.
Wer sich auf den üblichen chinesischen Shopping Portalen, eBay oder Amazon umsieht wird mehrere Versionen dieser Maschinen finden. Diese weichen sowohl im Preis als auch in der Ausstattung voneinander ab.
An der Gearbest Version fand ich den geringen Preis und der vollständige Verzicht auf Kunststoffteile interessant.

Im Folgenden lege ich meine bisherigen Erfahrungen mit diesem Gerät dar.

Der Lieferumfang

Die Umverpackung war wohl auf Grund der langen Anreise etwas strapaziert aber intakt. Im Innern war alles ordentlich verpackt und vollständig.

Folgende Bestandteile werden geliefert:

  • Diverse 2020 Alu Profile, welche den Rahmen bilden. Alle sehr sauber geschnitten ohne Spänereste.
  • Diverse 5mm Alu Bleche für Motoren und Achse. Sehr sauber gearbeitet ohne Grat. An Hand der Ecken als Frästeile erkennbar.
  • Als Frästisch kam ein t-Nut Aluprofil zum Einsatz. Hier fanden sich wenige Späne.
  • Diverse 8 mm Edelstahlstangen und 8mm Trapezspindeln. Flanschkugellager, Messinggleitlager.
  • 3x Nema 17 Stepper mit 5 mm Achse, leider nicht abgeflacht. 3x 5x8mm Alu Kupplungen.
  • Ein 24V Spindel Motor mit 5mm Achse und max. 30.000 U/Min., plus zwei 5 zu 3,175mm Messingadapter zur Werkzeugaufnahme.
  • Drei Gravierstichel.
  • 1x Arduino Uno Clon + CNC Shield und A4988 Stepper Treiber, USB Kabel – Eine übliche Ausstattung für kleine CNC Maschinen.
  • Ein 5 Volt Relais für die Spindel.
  • Netzteile 12 und 24 Volt.
  • Diverse Kleinteile, Hammerschlagmuttern, 202-Alu Winkel.
  • 3x Anti Backlash Muttern.
  • Keinerlei Dokumentation.

Zum Aufbau

Der Hersteller verwies auf einen chinesischen Server mit chinesischem Login für Dokumentation und Firmware. Auch gab es vom Hersteller ein YouTube Video mit 300er Auflösung, natürlich auf Chinesisch. Das konnte man also vergessen.
Zum Glück ist die Maschine recht simple aufgebaut. An Hand einiger Fotos und Videos die Google liefert klappte der mechanische Zusammenbau bis auf wenige Fehler.

Glücklicherweise sind dank der 2020 Alu Profile Veränderungen sehr leicht möglich. Einzig die Anbringung der Anti Backlash Muttern musste ich mir ausdenken.
Die Installation der Y-Achse fand ich verbesserungsfähig und habe sie auf die Vorderseite des Profils verlegt. Das bring 25mm zusätzlichen Fräsweg.
Dank der ausschließlichen Verwendung von Metallkomponenten ist die Konstruktion recht stabil und verwindungssteif. Die Anti Backlash Muttern verhindern weitgehend ein Spiel bei den Achsen.
Die Achsen müssen unbedingt so im Rahmen ausgerichtet werden das alle Achsschlitten leicht beweglich sind. Die Achsen und die Spindeln leicht einfetten.

Die Steppermotoren hatten leider keine Steckverbindungen, sondern feste Kabel welche nach 10 cm endeten. Vermutlich wird das dazugekauft was gerade günstig auf dem Markt zu bekommen ist. Die Litzen ließen sich auch nicht löten, so dass ich Quetschhülsen nehmen musste. Arduinoseitig waren es die üblichen 4-fach Stecker.

Die Inbetriebnahme – Hardware

Das CNC Shield war mit A4988 Treibern bestückt. Alle drei Jumper für das Micro Stepping gesetzt. Das entspricht beim A4988 16 Microsteps. Am Poti kann man die Referenzspannung für den Motorstrom einstellen. 0,54 Volt entsprechen 1A Motorstrom bei der neuen Platine des A4988.
Der 1A Motorstrom hatte ausgereicht mir die Alu Kupplungen zu verformen, wenn ich dummerweise gegen die Endanschläge gefahren bin. Also in der Erprobungsphase lieber weniger Motorstrom einstellen und dem CNC Shield einen einfachen Taster als Not Stopp gönnen.

Der Hersteller hat für die Versorgung der Spindel das 24 Volt Netzteil und für das CNC Shield das 12 Volt Netzteil vorgesehen. Besser ist es auch das CNC Shield mit mehr als 12 Volt zu versorgen. Ich habe daher das 12 Volt Netzteil, welches auch kein CE hat, nicht verwendet, sondern ersetzt.
Ideal wären zwei 24 Volt Netzteile mit jeweils >= 3A.

Von den 2 Messing Werkzeughaltern hatte der eine zu viel Spiel bei den Gewindestiften und schleuderte mir diese gern um die Ohren, der zweite war ok.
Bei dauerhaftem Gebrauch lohnt sich die Investition in ein besseres Spannwerkzeug.
Spannwerkzeug und Fräser sind bestellt. Ich werde berichten.

Die Spindel

Die Nachfrage beim Hersteller zeigte das es wirklich um einen 24V Motor handelt. 24 Volt waren im Fräsbetrieb schon etwas viel, mein Schichtholz neigte zu Brandspuren. Bei 15 Volt am Labornetzteil hatte der Motor 9000 U/Min. Ich rate zu einer regelbaren Spannungsquelle. Die einfachste Möglichkeit dazu wäre das Relais durch einen Power MOSFET zu ersetzten. Damit der Ausgang per PWM steuerbar wird muss eine aktuelle GRBL Software auf dem Arduino werkeln.

Die Inbetriebnahme – Software

Ich habe leider den Fehler begangen den Arduino gleich mit der neuen GRBL Software zu flashen. Besser wäre es gewesen die GRBL Einstellung erst mal auszulesen. So musste ich rumprobieren.

Wichtig bei Einsatz einer neuen GRBL Version:
Die Ansteuerung der Spindel wurde von SPnEn mit Z- getauscht. Das Relais muss also über Z- angesteuert werden. Dann auch mit einem PWM Kommando, „M3 S1000“.

Anbei meine GRBL Einstellungen

Bitte Beachten bei mir ist, da ich Endschalter habe ein Homing aktiviert.

Befehl T8 Bedeutung
$0 $0=10 STEP-Impulsbreite in µsec.
$1 $1=25 STEP-Schlafmode in µsec.
$2 $2=0 STEP-Port Maske
$3 $3=4 Dir Port  Mask
$4 $4=0 STEP-Enable Pin
$5 $5=0 LIMIT-PINs Maske
$6 $6=1 PROBE-PIN
$10 $10=1 STATUS Maske
$11 $11=0.010 Übergangsgeschwindigkeit
$12 $12=0.002 Auflösung von Kreisen
$13 $13=0 Maßsystem
$20 $20=0 Soft-Limits
$21 $21=0 Hard-Limits
$22 $22=1 HOMING Zyklus
$23 $23=3 HOMING Richtungs Maske
$24 $24=25.000 HOMING Feineinstellung
$25 $25=500.000 HOMING Suchgeschwindigkeit
$26 $26=250 HOMING Entprellen
$27 $27=1.000 HOMING pull-off
$30 $30=1000
$31 $31=0
$32 $32=0
$100 $100=800.000 X-STEP pro mm
$101 $101=800.000 Y-STEP pro mm
$102 $102=800.000 Z-STEP pro mm
$110 $110=400.000 X Verfahrgeschwindigkeit
$111 $111=400.000 Y Verfahrgeschwindigkeit
$112 $112=400.000 Z Verfahrgeschwindigkeit
$120 $120=50.000 Beschleunigung in X-Richtung
$121 $121=50.000 Beschleunigung in Y-Richtung
$122 $122=50.000 Beschleunigung in Z-Richtung
$130 $130=120.000 Maschinenbreite in X-Richtung
$131 $131=95.000 Maschinenbreite in Y-Richtung
$132 $132=45.000 Höhe in Z-Richtung

 

PC Software

Auf dem PC kommt der UGS (Universal GCode Sender) zum Einsatz.
Sowohl die Version 1.X als auch die 2.X funktionieren mit der GRBL Version 1.1.
Allerdings kann nur der UGS 2,X die Maschinen Koordinaten korrekt anzeigen.

Da nur ein Arduino Klon zum Einsatz kommt, muss man die CH340 Treiber für den Arduino auf dem PC installieren.

EMV Probleme

Ich habe übliche 3D-Drucker Endschalter nachgerüstet. Deren Leitungen wirken wie Antennen und dürfen nicht zusammen mit den Schrittmotorleitungen verlegt werden. Der Arduino stürzt sonst ab.
Noch schlimmer ist der Spindelmotor. Hier reichte auch keine getrennte Verlegung. Erst ein Kondensator am Motor beseitigte das Problem endgültig.
Wenn also mitten im Frässvorgang der Arduino inkl. PC Programm abstützt, könnte es an der Spindel liegen.
Als dritte Problemstelle hatte ich einen aktive USB Hub ausgemacht, an dessen Steckdose auch die Netzteile hingen.
Eine Direktverbindung zum PC war stabiler.

Einsatzbereich dieser Mini Fräse

Einsetzbar ist der T8 für Gravier und leichte Fräsarbeiten. Vielfach wird er zum Platinenfräsen eingesetzt.
Die Stepper und die Spindel haben für diese Anwendung keine Leistungsprobleme. Auch gibt es bei den geringen Maschinenabmessungen keine Stabilitätsprobleme.
Allerdings sind auch die Fräswege dementsprechend begrenzt. Sie liegen bei ca. 120x95x45mm (XYZ).
Mehr als Holz, Kunststoff und Platinen sollte man dieser kleine Fräse nicht zumuten.

Vom Start weg kann man nur mit 1/8 Zoll Einsatzwerkzeugen arbeiten. Es gibt für diese 5mm Spindelmotoren recht günstige Spannmuttern für diverse Werkzeugdurchmesser zu kaufen.
Allerdings büßen wir durch die massive Spannzange ca. 15mm Werkstückhöhe ein.

Wofür sich diese kleine Fräse hervorragend eignet, ist sich generell mit dem Thema CNC Fräsen vertraut zu machen.
Die Investitionskosten liegen bei < 200€. Kostenpflichtige Software benötigt man nicht.

Ich selber nutze nur die folgenden drei Produkte für den gesamten Prozess:

  • Autodesk Fusion 360 (Konstruktion+CAM+Postprozessor)
  • UGS
  • GRBL

Wenn man damit zurechtkommt, sollte es auch mit einer größeren Fräse klappen.
Man könnte dann den nächsten Makerspace welcher eine CNC Fräse hat, aufsuchen oder schaut sich mal die Fräsen der Firma Stepcraft an.

Vergleich mit anderen Angeboten

Es gibt auf fast jedem Shoppingportal eine Ausführung dieser Fräse. Zum Zeitpunkt des Artikels waren sie teurer als bei Gearbest und oft mit Kunststoffteilen statt Alu. In vielen Fällen kommt die gesamte Z-Halterung aus dem 3D-Drucker. Dafür laufen die Achsen auf den bei üblichen LM8UU Linearlagern. Die grundsätzliche Konstruktion ist bei allen gleich. Was man als Netzteil geliefert bekommt hängt vermutlich vom Zufall ab.

 

Verlinkung zu Gearbest

Bei dem verwendeten Link handelt es sich um Affiliate Links. Durch einen Kauf über den Link werde ich am Umsatz beteiligt. Dies hat für Dich keine Auswirkungen auf den Preis.

T8 CNC Engraver bei Gearbest

Derzeit gibt es noch eine Promotion Aktion. Mit Gutscheincode bekommt man das gute Stück erheblich günstiger.

Gutscheincode: T8DIYCE

Preis mit Gutscheincode: 137.63

 

Hinweis:
Diese Artikel gibt es häufig bei mehreren Anbietern. Vergleicht die Preise und die Ausstattung. Oft gibt es Unterschiede bei Lieferumfang, Versand oder technischen Details. Achtet bei Geräten mit Netzanschluss (CE!) auf die für Europa geeignete 230V Version inklusiv EU Stecker. Beachte das bei Importen in die EU Einfuhrumsatzsteuer und Zoll hinzukommen können.

Fazit zum T8 CNC Engraver

Positiv
  • Solide Hardware, keine Kunststoffteile
  • Gute Verarbeitungsqualität
  • Leicht zu ersetzende Standardelektronik (Arduino UNO, CNC Shield)
  • Leicht zu ersetzende Firmware und CAM Software
  • Lieferung inkl. Anti-Backlash Muttern (waren nicht im Angebot aufgeführt)
  • Insgesamt recht stabile Konstruktion.
Negativ
  • recht schlechte chinesische Anleitung und Video.
  • Doku und Software nur auf chinesischem Server, kein Zugriff darauf.
  • 12 Volt Netzteil ohne CE und bedenklichen Netzadapter.
  • Stepper Motoren ohne Buchse, Kabel nicht lötbar.
  • Recht einfache Gleitbuchsen.
Empfehlung
  • 12 Volt Netzteil mit neuem Netzstecker versehen oder am besten gar nicht einsetzten.
  • Sowohl CNC Shield als auch Spindelmotor mit jeweils einem (getrennten) 24 Volt Netzteil betreiben.
  • Stepperstrom der Treiber IC auf ca. 1A einstellen. (0,54V am Poti)
  • Falls Stepperströme >1A notwendig sind, CNC Shield per Lüfter kühlen.
  • Bei eigener GRBL Firmware Stepps/mm korrekt einstellen. Achtung GRBL Versionen > 0.9 haben eine geänderte Spindelansteuerung.
  • Geometrie der Y-Achse verändern um mehr nutzbare Fräslänge in Y-Richtung zu bekommen. (Leicht korrigierbarer Designfehler).
  • Anbringen eines Notstop-Tasters (an E-Stop, Masse).
  • Spindelmotor mit einem Keramikkondensator entstören.
  • Für andere Werkzeugdurchmesser als 1/8 Zoll Spannhülsen einsetzten.

Eine Playlist zu meinen T8 Engraver habe ich hier hinterlegt. Diese wird momentan auch immer länger.

Makeblock – Teile aus dem 3D-Drucker

Makeblock aus dem 3D-Drucker
Makeblock aus dem 3D-Drucker

Makeblock Teile aus dem 3D-Drucker

Makeblock ist ein geniales Konstruktionsspielzeug, welche es hochwertige mechanische Bauteile mit moderner Elektronik verbindet.
Die Modelle sind so gut durchkonstruierte, das sie mit einem Minimum an Bauteilen auskommen. Für eigene Entwicklungen ist das manchmal ein Hindernis. Ich habe daher geprüft, ob es möglich ist Makeblock Teile im  3D-Drucker zu fertigen. Erfreulicherweise sind viele Makeblock Komponenten recht druck-freundlich konstruiert.

Ich habe mit einem Profil Beam 0824 begonnen. Einfache Teile wie eine Motorhalterung kann man auf jeden Fall drucken. Die Profile gibt es in diversen Längen. Mit einem Programm wie Fusion 360 kann man ein Modell konstruieren und per Parameter beliebige Längen davon erzeugen.

Konstruktion

Makeblock veröffentlicht fast alle Maße seiner Bauteile. Die wenigen fehlenden kann man ausmessen. In Autodesk Fusion ist es eine Sache von wenigen Minuten ein Profil zu konstruieren und für den Druck zu exportieren.
Des weiteren findet man bei Grabcad viele komplette Makeblock Bausätze als CAD Modell. Diesen könnte man, gäbe es nicht die Problematik im die Innenradien beim 3D-Druck sofort ausdrucken. Aber auch hier kann man die Maße ermitteln.

3D Druckdaten für Profile

Parameter Wert  Anmerkung
 Schichtdicke  0,3 mm  Ausreichend, 0,2mm aber optisch ansprechender.
 Hülle  3 Perimeter  Erwies sich als ausreichend verwindungssteif.
 Boden, Decke  3 Perimeter
 Durchmesser M4 Bohrung  4,2 mm  3D Druck bedingt, ggf. nachjustieren
 Durchmesser Löcher  4,8 mm  3D Druck bedingt, ggf. nachjustieren
 Füllung  20%

Sofern man beim Druck keinen Elefantenfuß erzeugt sind die Teile winklig. Notfalls unten mit einer kleinen 45 Fase versehen.
Ansonsten habe ich bereits alle Kanten mit 0,5 mm abgerundet.
Die Materialstärke um die Mittellinie entspricht nicht den Original. Ich habe sie ich verdoppelt. Ich habe bisher kein Modell gefunden wo das stört.

Makeblock Profil modifiziert
Makeblock Profil modifiziert

Ergebnis:

Das Gewinde kann bei einer Auflösung der Druckdüse von 0,4 mm nur angedeutet werden. Die Schrauben halten aber besser als im Original und lassen sich mit leichtem Widerstand gurt ein schrauben. Keinesfalls sollte sich das Profil dadurch verformen.
Die Materialkosten liegen bei einem 6er Profil bei 2 Cent.
Dank 3 Perimeter Materialstärke und 20% Füllung ist das Profil sehr verwindungssteif.
Wichtig ist die Rechtwinkligkeit der Kanten.
Optisch ist es natürlich nicht so schick wie das Original. Am besten sehen sehr dunkle bzw. halb-transparente Filamente aus.

Perspektiven:

Der Nachbau eines einfachen Profils macht überhaupt keine Schwierigkeiten. Man kann natürlich auch eigene Modifikationen einbringen oder unter Einhaltung des 8 bzw. 16mm Makeblock-Rasters komplett eigene Teile kreieren.

Einschränkungen:

Längen über 20cm lassen sich auf den meisten Druckern nicht fertigen. Auch steigt mit wachsender Größe die Gefahr von Verformungen. Auch bleibt abzuwarten ob der Kunststoff unter dem Einfluss von Licht und Temperatur nicht spröde wird oder sich verzieht.

Fazit:

Profile und Halterungen lassen sich einfach drucken. Sie sind ein schneller Ersatz falls mal ein Teil fehlt.
Sie sehen bei weitem nicht so gut aus wie die Originalteile, welche von hervorragender Qualität sind.
Ich hoffe das mit weiterer Verbreitung von Makeblock die Preise sinken und man mit Makeblock genau so frei wie mit LEGO Technik oder fischertechnik bauen kann.

Weitere Herstellungstechniken

Da die Profile und Halterungen recht einfach konstruiert sind, wäre auch möglich diese mit Lasercutter und Fräse herzustellen. Ein Teil der Makeblock-Bausteine entstammt eh schon den Lasercutter.
Die 8mm Profile lassen sich auf den meisten Cuttern noch aus Acryl schneiden. Das Fräsen macht meiner Meinung nach nur Sinn wenn das Rohmaterial in der richtigen Stärke vorliegt. Ansonsten wäre der Kauf die günstigere Variante.
Ein einfaches Nachbauen übt keinen großen Reiz aus. Wenn man schon im CAD-Programm ist, kann man auch gleich seine eigenen Ideen mit einfließen lassen.

CAD Daten

Die Autodesk Fusion 360 Datei um das Profil in beliebiger Länge auszudrucken habe ich hier bei Thingiverse hinterlegt.

<p “>Mein Favorit bei der nächsten Investition wäre der xy-Plotter.
Da ich Laser und Elektronik schon habe wäre die Anschaffung noch erschwinglich.

Winkelanschlag für Bandsäge, Kreissäge, Fräse selber machen – 3D-Druck

Thema: Winkelanschlag für diverse Maschinen selber bauen

Ich habe letztens eine Metabo Bandsäge 0633 aus der beliebten Magnum Baureihe erstanden.
Leider ohne Anschläge. Würde man die einzeln nachkaufen, wenn überhaupt möglich, würde dies den Wert des Gerätes übersteigen.
Also habe ich den Sägetisch vermessen, meine Idee in Tinkercad gepackt und meinen 3D-Drucker angeworfen. Das Ergebnis kann man sich auf Thingivers ansehen.
Die Führungsschiene muss man auf sein jeweiliges Gerät anpassen, das Oberteil ist universell.
In der Minimalvariante sind nur zwei zusätzliche  M5 Schrauben/Muttern erforderlich.

Bei meiner Magnum gab es leider geringe Differenzen zwischen linker und rechter Führungsschiene des Alu-Sägetisches. Hier geht man entweder einen kleine Kompromiss zwischen Klemmen und Wackeln ein oder fertig zwei Anschläge.

Man bekommt auf jeden Fall einen spielfreien Anschlag hin. Besser als manch handelsübliches Modell. Mit der Zeit könnte der Kunststoff durch Gebrauch verschleißen. Dann druckt man eben eine Schiene nach.

Der Druck selber ist bis auf die Ziffern völlig problemlos. Deren Qualität hängt vom Druckertyp ab.
In einer neuen Version würde ich die Ziffern wohl größer wählen bzw.  aus der Grundplatte ausschneiden.

Hier geht es zu den Druck-Dateien meines Winkelanschlags.

Winkelanschlag
Winkelanschlag