Auswahl der Software

Seit Jahren nutze ich für meine CNC-Projekte Autodesk Fusion 360 (F360). Dieses Mal nicht, denn im Wesentlichen ist Fusion360 ein CAD/CAM Programm für Manufacturing und bietet schlicht nicht unmittelbar die benötigten Funktionalitäten für Inlays. Irgendwie ist bestimmt das Erstellen feiner Intarsien auch mit F360 möglich, dann ist es mit einem hohen Aufwand verbunden.

Für das Erstellen von Intarsien, wie ich sie mir vorstelle, eignet sich die Programme der Firma Vectric hervorragend. Dabei ist es egal, ob man mit VCarve Desktop, VCarve Pro oder Aspire arbeitet. Nach endlosen Stunden, die ich mit der Lösungssuche mit Fusion360 verbracht hatte, habe ich mich zum Kauf einer VCarve Desktop Lizenz entschieden, auch, wenn mir durchaus bewusst ist, dass es auch freie Software gibt, die das Erstellen von Intarsien ermöglicht.

Auf YouTube findet man eine Reihe von Tutorial-Videos, die das Erstellen von Inlays beschreiben. An dieser Stelle möchte ich auf ein älteres Video von Vectric verweisen.

Zentraler Bestandteil dieser Inlay-Technik ist ein spitz zulaufender Gravurfräser, der sowohl beim Negativ als auch beim Positiv Verwendung findet. Bei der Erstellung des Positivs achtet man darauf, dass es eine größere Tiefe besitzt als das Negativ. Dadurch wird dafür gesorgt, dass das gesamte Negativ ausgefüllt wird. Der Überstand, der durch die höhere Tiefe entsteht, wird schlicht abgesägt und das Ganze Plan geschliffen.

Erstes Teststück

Bevor ich das Ganze auf ein aufwändig erstelltes Schneidebrett anwende, stehen zunächst ein paar Tests an. Dabei habe ich mir ein freies SVG gezogen (google: „free svg“) und es auf einem Testbrett ausprobiert. Das Brett war ein einfaches Kiefer-Brett, das Inlay aus Nussbaum.

Nachdem beide Holzstücke verleimt und getrocknet sind, habe ich den „Überstand“ des Positivs mit einer Bandsäge entfernt und das Ganze Plan geschliffen. An dieser Stelle gibt es verschiedene Möglichkeiten. Sofern die Werkzeuge meiner Werkstatt es hergeben, würde ich persönlich immer den Dickenhobel als schnellste Methode wählen, um die allerletzten Erhebungen zu entfernen und eine gleichmäßig ebene Fläche zu erzeugen. Als nächste Möglichkeit kann man auch die CNC-Maschine nehmen, um die Oberfläche zu planen. Je nach verwendetem Fräser und der maximal möglichen Geschwindigkeit der Maschine ist dies die zweite Wahl.

Das Ergebnis konnte sich direkt sehen lassen.

Wir ziehen um. Demnächst. Die Veränderungen sind groß, wenn man umzieht. Auch unsere Küche wird davon betroffen werden. Die Schränke unserer Küche werden von Wangen eingerahmt. Da wir eine Echtholz-Arbeitsplatte bekommen, werden die Wangen entsprechend angepasst. Es stehen zwei Varianten zur Auswahl.

1. Die Vollholzvariante.
   Alle Wangen werden wie die Arbeitsplatte aus Vollholz hergestellt.
   Vorteil: vergleichsweise einfach herzustellen
   Nachteil: preislich unangemessen teuer
   
2. Die Furniervariante.
   Auf einen Kern aus MDF oder Spanplatte oder Multiplex wird Echtholz furniert.
   Vorteil: preislich deutlich (!) interessanter
   Nachteil: hoher Arbeitsaufwand

Rein äußerlich werden sich beide Varianten kaum unterscheiden. Nur bei genauer Betrachtung wird an den Kanten der zusätzlich aufgetragene Holzstreifen auffallen und auch nur, wenn bei der Herstellung nicht genau auf die Holzmaserung geachtet wurde und es zu einem farblichen Versatz kommt.

Also wird es die Furniervariante. Furniere gibt es in unterschiedlichen Stärken. Handelsüblich sind die Stärken 0,5mm, 1mm, 1,4mm und 2mm. Letztere sind auch mit Geduld und einer guten Bandsäge selber herstellbar. Je dünner die Stärke des Furniers ist, desto schwieriger wird die Aufbringung auf das Trägermaterial und Furnierpressen kommen zum Einsatz – natürlich nur in der Industrie.

Meine Herangehensweise geht nicht von den handelsüblichen Furnierstärken aus, sondern vom Zieldesign. Die Küchenwange wird eine Gesamtstärke von 25mm haben. Als Trägermaterial werde ich MDF verwenden. Um mein Ziel von 25mm zu erreichen, kann ich auf handelsübliche MDF-Stärken von 19mm oder 22mm zurückgreifen. Bei 22mm MDF bleiben mir je 1,5mm Furnier pro Seite – viel zu schwer herzustellen.

Anders sieht es bei 19mm MDF aus. Hier bleiben mir je 3mm Furnier pro Seite, um auf eine Gesamtstärke von 25mm zu kommen. Die Wahl ist getroffen, also frisch ans Werk.

Das Ganze beginnt – man mag es kaum glauben – mit Holz. Und zwar einer unbesäumten Holzbohle amerikanischen Nußbaum. Der erste Arbeitsschritt ist das Besäumen (rechtwinkeliges Absägen der Baumrinde).

Die Holzbohle war für meine Zwecke etwas zu breit und zu lang. Daher musste sie noch ein wenig konfektioniert werden. Anschließend ging es ans Hobeln und Abrichten. Bei diesem Vorgang wird aus dem leicht gekrümmten Holz eine sehr gerades, rechtwinkeliges, dickes Brett. In meinem Beispiel ca 600mm x 160mm x 30mm.

Sägen!

Jetzt kommt der spannende Teil: das Sägen des Furniers. Einen so dünnen Schnitt bekommt man unfallfrei nur mit der Bandsäge hin. Gesagt, getan. Der Parallelanschlag wird mit einem Abstand von 3mm zum Sägeblatt ausgerichtet und das Holzbrett längs daran vorbeigeführt.

Um ein gleichmäßiges Schnittergebnis zu erzielen, ist es wichtig, während des Sägevorgangs einen konstanten Anpressdruck in Richtung Parallelanschlag auszuüben. Verwende dafür einen kleinen Holzklotz, den du schiebend/drückend in Höhe des Sägeblattes führst.

Furnieren!

Nachdem das Starkfunier gesägt ist, wird es auf eine Trägerplatte aufgebracht. Als Testobjekt dient ein ausgemustertes Brett aus Kiefernholz. Auf die gesamte Fläche wird Holzleim aufgetragen und das Furnier aufgelegt und stoßfrei angesetzt. Hier zeigt sich, wie gut beim Abrichten der Holzbohle gearbeitet wurde. Nur bei genauem Abrichten entsteht eine lückenlose Kante.

Ist der Leim getrocknet, wird das überstehende Furnier mit einem Bündigfräser an die Trägerform angeglichen.

Bügeln, Baby!

Die Kante bekommt eine besondere Behandlung. Ein Streifen Furnier wird auf die Kante aufgeleimt. Bei der Größe des Streifens ist darauf zu achten, dass er ein wenig über beide Seiten des Werkstücks übersteht.

Theoretisch kann man das Kantenfurnier mit einer Leiste beschweren, mit Zwingen auf das Werkstück pressen und warten oder das Ganze beschleunigen.

Die Bügeleisenmethode

Leim bindet, wenn im Laufe der Zeit der Wasseranteil verdunstet. Diesen Vorgang kann man mit einem Bügeleisen beschleunigen. Ein Bügeleisen wird auf mittlerer Einstellung gestellt und das Furnier aufgebügelt. Dabei bleibt das Bügeleisen länger auf einer Stelle, als man es bei Kleidung machen würde. Das Holz erhitzt sich und der Leim trocknet schneller. Diese Methode funktioniert auch bei 3mm starkem Furnier wunderprächtig – sogar so wunderprächtig, dass ich nach knapp 6-7 Minuten Bügelzeit direkt weiterarbeiten und die überstehenden Kanten mit dem Bündigfräser entfernen kann.

Abschließend wird das Holz geschliffen und geölt. Ich habe mit 120er und 180er Schleifpapier eine sehr feine Oberfläche geschliffen. Da dies nur ein Demostück war, um das Ganze zu testen, habe ich nur eine Schicht Holzöl aufgetragen.

Vorüberlegungen

Nach dem ersten erfolgreichen Test der CNC-Maschine gilt es, die nächste Lernkurve zu nehmen: fräsen in Hartholz und Alu mit mehreren Werkzeugwechseln. Da bot sich etwas an, was schon länger in meinem Kopf und in der Fusion360-Cloud herumschwebte: eine neue Kindergarderobe. Schließlich musste ich schmerzlich erkennen, dass Feuerwehrmann Sam bei meinem Sohn nicht mehr IN ist. Und dieser klebte auf seiner alten Kindergarderobe. Den Halbkreis dieser einfachen Garderobe per Hand mit einer Oberfräse herzustellen war abenteuerlich – aber das ist eine andere Geschichte. Sicher war: die alte Garderobe muss weg.

Natürlich wurde Feuerwehrmann Sam bei meinem Junior nahtlos durch neue Helden ersetzt. Die Figuren aus Lego Star Wars sind nun IN und so bot sich an, dies als Thema für die neue Garderobe zu nehmen. Insbesondere ist der Millennium Falcon DAS Raumschiff. Die Idee war, dies in das Design der Garderobe mit einfließen zu lassen und den Falcon als glänzende Applikation über den Kleiderhaken thronen zu lassen.

Im Lastenheft stand folgendes auf dem Zettel:

• Breite von max. 50cm
• Es sollen mehr Kleidungsstücke aufgehängt werden können im Vergleich zur alten Garderobe
• Die Rahmendaten galt die Breite von ca. 50 cm.
• Mir schwebte ein Raumschiff als Alu-Applikation vor
• Die Kleiderhaken sollten passend aus Metall sein
• Als Holzfarbe soll dunkles Holz genommen werden, um einen ausreichenden Kontrast zu den hellen Alu-Applikationen herzustellen
• Der Schriftzug „Star Wars“ soll irgendwo sichtbar sein

Fusion360 war schnell gestartet und los ging es. Auf Pinterest hatte ich ein Schild gesehen, bei dem die Buchstaben nicht in das Holz eingefräst wurden, sondern sich erhoben. Gedacht, getan. Außerdem kam während der Konstruktion die Idee, dass sich der Millennium Falcon vom Hintergrund abgeben sollte und somit der Eindruck entsteht, dass er über dem Holzkörper schwebt.

Heraus kam dann folgende Konstruktion. Während der Konstruktion habe ich gleich die passenden Kleiderhaken bestellt. So konnte ich die Bohrungen direkt mit einplanen, die für die Montage der Haken notwendig waren.

Für ein anderes Projekt habe ich in meinem kleinen Holzlager noch amerikanisches Nussbaumholz liegen, das ich mir kurzerhand in passender Größe abgesägt und zweckentfremdet habe.

Die Fräsjobs

Es gibt bei der Erstellung der Fräsjobs mehrere Strategien.

Eine davon ist, den gesamten Job in ein großes Programm zu stecken und die Werkzeugwechsel programmgesteuert vorzunehmen. Funktioniert prima. Aber nur, solange alles glatt geht und kein Fräser abbricht oder etwas sonstiges unvorhersehbares passiert.

Die andere Strategie ist, je Tool oder je größerem Arbeitspaket separate Programme erzeugen zu lassen. Dies erhöht den Verwaltungsaufwand, weil darauf geachtet werden muss, dass die Jobs mit dem richtigen Tool in der richtigen Reihenfolge starten. Allerdings bietet diese Vorgehensweise den Vorteil, einen längeren Gesamtjob zeitlich auf mehrere kleinere zu verteilen. Unterbrechungen, die beispielsweise durch den Bezug frischen Kaffees oder ähnlichem entstehen, sind dadurch problemlos möglich. Oder – wie in meinem Fall – bricht ein qualitativ minderwertiger China-Fräser. Aus meiner Sicht ist es einfacher, auf solche unvorhersehbaren Ereignisse zu regieren, ohne das Werkstück direkt wegzuwerfen und neu anfangen zu müssen.

So teilte sich das Projekt in acht einzelne Jobs auf:

1. Planfräsen Das 30mm Werkstück wird auf 20mm plangefräst Dazu kam ein 20mm Nutfräser zum Einsatz. Zustellung 3mm, 15000 U/min, 1300mm/min Vorschub. Das wäre garantiert deutlich schneller gegangen, aber der Fräser hat seine besten Tage schon lange hinter sich und ist nicht mehr der schärfste Fräser im Schrank.
2. Innentasche 1 Der Außenrahmen wird herausgearbeitet Dies habe ich mit einem 6mm Fräser durchgeführt. 24000 U/min, 1400mm/min Vorschub. 2 Schruppdurchgänge einmal mit 3mm, dann mit 1,8mm Zustellung. Das Ganze wurde mit einem Schlichtdurchgang von 0,2mm abgeschlossen. Lessons learned: deutlich schneller wäre es gewesen, den 20mm Fräser des ersten Durchgangs zu verwenden und die Ecken mit dem 6er nachzuarbeiten….
3. Innentasche 2 Die Vertiefung des Millennium Falcon Mit demselben 6mm Fräser und denselben Eckdaten wie im vorherigen Job habe ich die Tasche des Millennium Falcon herausgearbeitet.
4. Schriftzug „grob“ Für die Erstellung des Schriftzugs kam ein 2mm Fräser zum Einsatz. Zustellung 1mm, 24000 U/min, Vorschub 1300mm/min. Je kleiner die Fräser, desto schriller der Klang. Dieser hat mich schon ansatzweise an einen Besuch beim Zahnarzt erinnert…
5. Schriftzug „fein“ Der 2mm Fräser hinterlässt in den Ecken eine Rundung von 1mm. Um die Schrift noch „schärfer“ darzustellen habe ich eine Restmaterialbearbeitung mit einem 1.1mm Fräser durchgeführt. Dabei fährt der Fräser die Ecken des Schriftzugs an und arbeitet die Ecke weiter heraus. Zustellung 1mm, 24000 U/min, Vorschub 1300mm/min.

Bei der Betrachtung des Zwischenergebnisses habe ich feststellen müssen, dass die Schrifttiefe von 1mm für meinen Geschmack nicht plastisch genug herausgearbeitet wird. Daher habe ich die Jobs vier und fünf nochmals durchführen mit einer weiteren Zustellung von 1,5mm durchführen lassen. Die Schrift ist nun 2,5mm hoch.

1. Ausfräsen Nachdem das Werkstück weitestgehend fertig ist, habe ich es mit einem 6mm Fräser aus dem Holzstück ausfräsen lassen. Zustellung 3mm, 24000mm/min, Vorschub 1500mm/min. Fusion hab ich noch angewiesen, Laschen stehen zu lassen, sodass sich das Werkstück nicht direkt aus dem Brett löst, wenn der Job beendet ist. Das hat wunderbar funktioniert.
2. Gravur des Millennium Falcon Auf einem 0,8mm starken Alublech habe ich mit einem Gravurstichel die Struktur des Falken in einer Tiefe von 0,1mm fräsen lassen. Dabei hat sich herausgestellt, dass eine Minimalschmierung trotz dieser geringen Tiefe notwendig ist. Das Aluminium erwärmte sich zu stark, sodass sich nur ein Teil der Späne löste und sich der andere mit der Oberfläche verschmolzen hatte. Der zweite Versuch mit Bohröl war besser, aber bei weitem nicht perfekt. Hier müssen noch weitere Feldversuche stattfinden.
3. Millennium Falcon ausschneiden Als letzte Aktion musste der Falcon noch ausgeschnitten werden. Dies geschah wegen der geringen Werkstücktiefe als Fase mit demselben Gravurstichel.

Das Finish

Die Garderobe wurde noch mit 220er Schleifpapier behandelt und geölt. Dies gibt eine sehr angenehme Haptik.

Es blieb dann nur noch, die Kleiderhaken zu montieren, den Falcon auf die die passende Stelle zu kleben und das Ganze an die Wand zu montieren.

Ich hatte vor zwei Jahren einen einfachen Gartentisch mit einfachen Bänken gebaut. Die Bänke waren nur ein Provisorium – und wie man es kennt – halten Provisorien immer am Längsten. Nachdem alles zwei Jahre dem Wetter und den Jahreszeiten schonungslos ausgesetzt waren, bedurfte zumindest eine der Bänke einer Überarbeitung. Zufälligerweise ist gerade die CNC-Maschine fertig geworden und so wurde diese Bank kurzerhand zum Testobjekt erklärt. Die Vorbereitung verlief in zwei Schritten:

• Das verwitterte Holz wurde zunächst geschliffen und so für die maschinelle Bearbeitung vorbereitet.
• Die Fräsung sollte am Ende mit Lasur eingefärbt werden. Um die ungefräste Sitzoberfläche vor der Lasur zu schützen, habe ich den Fräsbereich zunächst mit einer Schicht Klarlack vor dem Eindringen in das Holz geschützt.

Vor einigen Jahren war ich in Neuseeland und habe einiges über die Maori gelernt. Und so kam mir ein Maori-Tattoo als Objekt für die CNC-Maschine in den Sinn. Gesagt, getan.

Technische Umsetzung

Maori-Tattoo in Fusion360

Das gewünschte Maori-Tattoo habe ich mit dem Tool „Super Vectorizer“ in eine Vektorgrafik gewandelt und in Fusion360 importiert. Dort wurde es auf eine virtuelle Sitzfläche projiziert. Dabei habe ich die gewünschte Frästiefe von 3mm angegeben. Dies hat sich im Nachgang für meinen Geschmack als ein wenig zu tief erwiesen. Bei einer Wiederholung würde ich wahrscheinlich nur 1-1,5mm tief fräsen.

Durch die recht komplexe Objektstruktur war die Umsetzung in CAM ein wenig umfangreicher. Es galt, einen Kompromiss zwischen Qualität und Geschwindigkeit zu finden. War es wirklich immer notwendig, zunächst zu schruppen und zu schlichten oder reicht nicht nur ein Durchgang mit geringerer Geschwindigkeit?

Ich habe mich für unterschiedliche Strategien entschieden: bei den äußeren, größeren Dreiecksflächen habe ich mit der Kombination „Schruppen & Schlichten“ gearbeitet, bei dem Rest nutzte ich nur einen Durchgang mit geringerer Geschwindigkeit (1000mm/min).

Montage der Bank auf die CNC-Maschine

Die Realisierung

Die CNC-Maschine auf einem Tisch mit Rollen zu bauen hat sich als richtige Entscheidung herausgestellt. Nur so war es möglich, die beiden Bretter mit einer Länge von 3 Metern auf die Maschine zu spannen. Den gewünschten Fräsbereich habe ich zuvor mit Klebestreifen markiert, sodass die Bestimmung der Nullpunkte einfach von der Hand gingen.

Es war klar, dass die Gesamtdauer dieses Motivs etwa 1,5h betragen würde und so habe ich den vom CAM erzeugte G-Code in mehrere Teilprogramme ausgeben lassen. Dies hat sich zum einen bewährt, weil ich das Motiv über mehrere Etappen fräsen konnte. Zum anderen hatte dieses Vorgehen einen großen Vorteil, als mir mittendrin ein 1,1mm-Fräser abgebrochen ist. So brauchte ich das entsprechende Teilprogramm nur erneut starten. Zwar kann Mach3 auch mit Pausen arbeiten und seine Arbeit ab einer Stelle fortsetzen, die der Benutzer selber bestimmen kann, aber das erschien mir in meinem Fall ein wenig zu unhandlich zu sein.

Das Finish

Geplant war, die gefrästen Flächen einzufärben, um die Sichtbarkeit des Tattoos zu erhöhen. Um die Holzmaserung nicht zu überdecken, habe ich Holzlasur verwendet. Damit die Lasur nicht in die Holzflächen eindringt, die nicht eingefärbt werden sollen, habe ich vor dem gesamten Fräsvorgang die Oberfläche mit einigen Schichten Klarlack versehen.

Diese Strategie ging sehr gut auf. Die Lasur drang nur in die gefrästen Flächen ein. Nach dem Trocknen der Lasur konnte ich den Klarlack problemlos wieder mit der Schleifmaschine entfernen.

Wenn du den Artikel über die Gedanken zum neuen Design meines Werkkellers gelesen hast, gibt es einen wesentlichen Punkt als Kernelement, das alle weiteren Möbel beeinflusst: die Arbeitshöhe. Im Lastenheft wurde eine Arbeitshöhe von 90 cm aufgenommen. Dies gilt auch für den CNC-Tisch. Deshalb wird er eine Arbeitshöhe von 80 cm haben. 80 cm? Ja!

Um eine einheitlich hohe Werkbank von 90 cm zu erzielen, muss der CNC-Untertisch eine Arbeitshöhe von 80 cm haben. Der Arbeitstisch der CNC-Maschine hat eine Höhe von 10 cm. Um diese Fläche von ca. 130 x 100 cm ebenfalls für die Bearbeitung langer Werkstücke nutzbar zu machen, muss ich die Höhe des CNC-Maschinenbettes mit einrechnen.

Schauen wir uns kurz noch weitere Aspekte des CNC-Untertisches an, die im Lastenheft berücksichtigt werden müssen.

Die Realisierung

Um den CNC-Untertisch preislich im Rahmen zu halten, habe ich auf Bau- bzw. Konstruktionsholz zurückgegriffen. Die bei dem qualitativ eher minderwertigen Holz vorhandenen Äste stören mich beim Bau des Tisches nicht. Die Holzbohlen beim Händler meines Vertrauens haben die Maße 400 cm x 27 cm und eine Stärke von 4,5 cm. Mit dem Dickenhobel wurden die Bohlen abgerichtet und auf eine Stärke von 4 cm gehobelt.

Etwas problematisch bzw. aufwändig war die Montage der Tisch- bzw. Bodenplatte. Die einzelnen Holzstücke wurden mit Domino-Holzdübel verbunden. Das Holzgewicht und der benötigte Druck, der beim Verleimen auf die Platte ausgeübt werden musste, waren die schwierige Elemente.  Beim gleichzeitigen Verleimen der ersten vierten Bohlen konnte ich mit meinen Korpuszwingen nicht mehr genug Druck ausüben, um die einzelnen Bretter spaltfrei zu verleimen. Es blieb mir nichts anderes übrig, als Brett für Brett zu verleimen. Je breiter die Platten wurden, desto schwerer wurden sie logischerweise. Das machte bei einer Brettlänge von 140 cm die Handhabung nicht gerade leichter. Nach dem Schleifen der Oberfläche hatte eine Platte ein Gewicht von ca. 35kg.

Das Ständerwerk zwischen der Boden- und Tischplatte besteht aus 7 x 7 cm Kanthölzern. Ich habe etwas stärkere Konstruktionshölzer gekauft und sie ebenfalls auf Maß gehobelt. Um dem Ganzen einen etwas gefälligeren Eindruck zu verleihen, wurde diese anschließend noch lasiert. Um das Ständerwerk einfacher zusammenbauen zu können, wurden die Seitenteile vormontiert, verleimt und verschraubt, bevor sie zwischen Boden- und Tischplatte montiert wurden.

Die Ausrichtung und Montage der lasierten Kanthölzer auf die Bodenplatte war noch recht simpel. Spannender war es, ohne fremde Hilfe die 35kg-Tischplatte korrekt auszurichten. Um die Platte millimetergenau zu bewegen muss sehr (!) dosiert Kraft auf die gegenüberliegende Seite ausüben – und SCHWUPS – schießt man leicht über sein Ziel hinaus und der Vorgang beginnt von neuem.

Irgendwann nach einer längeren Phase der Tischplattenausrichtung war auch das erledigt und die Platte konnte mit dem restlichen Tisch verschraubt werden.

Der Plan

Bie bei vielen Einfamilienhäusern habt auch unseres im oberen Stockwerk Zimmer mit Dachschräge. Das kann durchaus gemütlich sein, aber wenn es um passende Schränke geht, die sich an die räumlichen Gegebenheiten anpassen lassen, ist IKEA nicht die erste Wahl. Tatsächlich passen in den seltensten Fällen Möbel von der Stange passgenau in einen Raum mit Dachschräge. Bei uns musste ein Kinderzimmerschrank her – und zwar ein maßgeschneiderter. Grund genug, Sketchup anzuwerfen und einen Regelschrank und Kleiderschrank zu konstruieren.

Die Raummaße waren schnell ermittelt und der Schrank auch recht schnell konstruiert. Folgende Punkte standen im Lastenheft:

• KEINE KUNSTSTOFFBESCHICHTETE SPANPLATTE !!!
• der Kleiderschrank soll Standardmaße haben und 1m breit werden
• der Kleiderschrank hat neben dem großen Stauraum auch eine Schublade
• der Regelschrank soll auch Schubladen besitzen

Das Material

Da der Schrank im Kinderzimmer stehen soll, ist eine gewisse Robustheit sehr wichtig. So entschieden wir uns für 20mm Buche Multiplex für den Korpus. Die Türen sollten lackiert werden. Daher nahm ich hier 20mm beschichtetes MDF.

A

Hettich VB 36

Als Möbelverbinder habe ich die Hettich VB36 M /16 in Verbindung mit den Einschraubdübeln Hettich DU 265 genutzt, um ggf. bei einem Umzug genug Flexibilität beim Ab- und Aufbau zu bekommen.

A

Hettich Synsys 8645I

Als Möbelverbinder habe ich die Hettich VB36 M /16 in Verbindung mit den Einschraubdübeln Hettich DU 265 genutzt, um ggf. bei einem Umzug genug Flexibilität beim Ab- und Aufbau zu bekommen.

A

SCHUBLADENAUSZUG KA 5632

Mit einer Belastbarkeit von 45 kg ist dieser Schubladenauszug ausreichend dimensioniert für die Schublade des Kleiderschranks, in dem neben dem Eigengewicht der Schublade nur wenige Kilogramm an Kleidung zu tragen sind.

Der Sägeplan

Das Holz habe ich natürlich nicht im Baumarkt, sondern beim Holzhändler meines Vertrauens gekauft. Damit geht einher, dass ich den genauen Zuschnitt der einzelnen Holzteile selber durchgeführt habe, denn sowohl Multiplex als auch MDF ist als Plattenware am preiswertesten. Die Multiplexplatten haben eine Größe von 2500 x 1500mm und die MDF-Platten waren auch nicht viel kleiner. Da diese Größe dann doch nicht mehr in mein Auto passt, stand eines schönen Tages ein LKW vor der Tür und lud das Holz ab.

Nachdem alles in Sketchup modelliert war, zerlegte ich das Modell, ordnete die Einzelteile auf virtuellen Holzplatten an und erstellte somit meinen Sägeplan.

Materialbearbeitung

Nachdem alle Teile millimetergenau gesägt waren, kam als nächstes die Bearbeitung der Einzelteile dran:

• Um die Bohrungen für die Möbelverbinder zu fräsen, habe ich mir eine Schablone angefertigt. Mit dieser konnte ich mit Hilfe der Oberfräse und der Kopierhülse genaue Bohrungen anfertigen.
• Dasselbe galt für die Bohrung für die Verbindungsdübel.
• Die Nuten für die Schubladenböden wurden gefräst.

Nachdem die Einzelteile für den Zusammenbau vorbereitet waren, kam noch einer der langwierigsten Schritte des gesamten Projektes…

Das Finish

Die Oberfläche der Multiplexplatten war unbearbeitet. Das bedeutet, jedes einzelne Multiplex-Holzbrett von beiden Seiten mehrfach mit Wasser einzunässen um anschließend die aufgestellten Fasern des Holzes mit immer feiner werdender Körnung abzuschleifen, bis die Oberfläche glatt war. Ich habe pro Brettseite vier Durchgänge gebraucht… nass machen… trocknen lassen… schleifen… Ergebnis prüfen… immer noch nicht glatt… nass machen… trocknen lassen… usw.

Nachdem ich die Multiplex-Schrankelemente endlich (!) geschliffen hatte, wurden sie mit Holzöl pro Seite mit zwei Durchgängen geölt. Sehr hilfreich dabei war das Surfix-System von Festool.

Viel länger hat allerdings die Lackierung der Schranktüren und Schubladenfronten gedauert. MDF saugt die Farbe einfach ein – wenn man nicht zunächst grundiert, wobei eine Schicht schlicht nicht ausgereicht hat. Im Wesentlichen durfte ich

• grundieren
• schleifen
• nochmals grundieren
• schleifen
• erste Farbschicht auftragen
• schleifen
• zweite Farbschicht auftragen
• schleifen
• dritte Farbschicht auftragen
• schleifen
• Klarlack auftragen

Diese Prozedur habe ich je MDF-Teil von beiden Seiten durchgeführt. Da das Möbelstück für das Kinderzimmer vorgesehen war, habe ich Lacke auf Wasserbasis verwendet, die wegen des fehlenden Härters eine deutlich längere Trockenzeit aufwiesen.

Leider stand mir für diese Arbeitsschritte keine Lackierkabine zur Verfügung, sodass ich kurzerhand meine Garage zu einer provisorischen Lackierstation umgebaut habe.

Insgesamt hat dieses Projekt deutlich länger gedauert, wie ich zunächst angenommen hatte. Vor allem die Lackierarbeiten waren der zeitintensivste Teil bei dem Projekt. Auch wenn ich mit dem Gesamtergebnis sehr zufrieden bin, würde ich von weiteren Projekten mit Lackierarbeiten in diesem Umfang vorläufig Abstand nehmen – aber wer weiß, was mir noch so alles einfällt. 🙂

In Sketchup war die Gaderobe innerhalb weniger Minuten konstruiert. Eigentlich wäre das Ganze auch ohne Konstruktion gegangen, schließlich sind es nur fünf einfache Bretter, die zusammengeschraubt werden. Eine Handzeichnung mit Maßen wären wirklich genauso gut gewesen. Ich mag es aber lieber wohl dokumentiert und so ist dann folgende Zeichnung entstanden.

Als Holzwunsch stand Eiche hell im Lasterhaft. Ein Besuch beim Holzhändler meines Vertrauens stand also auf dem Plan. Bei ihm erstand ich einige nette Eichenbohlen in einer Stärke von 40-45mm und einer Länge von 4000mm. Ich stelle bei jedem Holzkauf immer wieder fest, dass Holz im Rohzustand ein wenig Ähnlichkeit eines ungeschliffenen Diamanten hat. Die Schönheit kommt erst bei der Verarbeitung zum Vorschein. Das gilt auch für Eiche. Ehrlich gesagt stand Eiche bisher nicht auf meiner Wunschliste ganz oben, wenn es darum geht, Möbel herzustellen. Dazu waren mir die klobigen Eichenschränke im Rustikal-Look in zu schlechter Erinnerung, die ich von Verwandten und Bekannten in meiner Kindheit her kannte.

Zuhause angekommen, wurden die 4m langen Stücke in handliche 2×1,5 und 1x1m Portionen konfektioniert. Damit kann man deutlich besser arbeiten. Die Stücke wurden weiter in die Bretter von 1500 x 140 mm bzw. 500 x 140 mm gesägt. Dies geschah mit einer handelsüblichen Tischkreissäge. Die Zielgröße erreichte ich mit dem Dickenhobel, indem ich die 40mm starken Bretter auf 20mm gehobelt habe – welch eine Verschwendung. Irgendwann steht eine Bandsäge in meinem Keller…

Die Eichenbretter wurden – wie immer – noch mehrfach geschliffen und mit Festoll Holzöl geölt. Dies ergibt ein samtige Oberfläche.

Der Gehäuse-Bauplan war schnell erstellt. Mein Lastenheft bestand aus nur zwei Punkte:

• Zunächst wollte ich die Lautsprecher von hinten an die Frontplatte montieren, um die Schrauben zu verbergen.
• Ich wollte zum Bau die Materialien verwenden, die noch in meinem Werkkeller vorhanden waren.

So entschied ich mich für ein Gehäuse aus 10mm starkem MDF und eine Frontplatte aus 15mm starkem Buche-Multiplex.

Nachdem ich alle Teile zurecht gesägt hatte und die Box zusammengeleimt hatte, kam der erste schwierige Part: die Einpassung der Lautsprecher. Für den Tieftöner brauchte ich eine Öffnung von 80mm, der Hochtöner 50mm. Für beides hatte ich nicht direkt das passende Werkzeug. Also baute ich mir kurzerhand einen Kreisschneider für meine Oberfräse selber, indem ich ausgehend von der Aufnahme für die Kopierhülse der Oberfräse die benötigten Abstände als Zentrierhilfe mit 1mm Bohrungen eingebohrt habe. Die Einfassung der Chassis habe ich anschließend mit der Frässchablone beim Hochtöner und Freihand beim Tieftöner gefräst.

MDF ist recht unansehnlich. Vor allem im Wohnzimmer. Um dies zu ändern habe ich die Boxen furniert. Ich hatte noch einige Bögen „Kirschbaum gemasert“ von Designholz herumliegen. Im Profibereich gibt es Furnierpressen, die mit gleichmäßig hohen Druck das Furnier auf das Grundmaterial pressen. Dies stand mir nicht zur Verfügung. Da musste die Bügeleisenmethode her. Die funktioniert wie folgt:

Der Furnierbogen wird zurechtgeschnitten. Dabei ist es wichtig, einige Millimeter Überstand zu schneiden. Anschließend wird der Bogen angefeuchtet. Das verhindert das Reißen des Holzes beim erhitzen durch das Bügeleisen. Allerdings bedeutet das auch, dass der Bogen Furnierholz dazu neigt, sich zusammenzurollen.

Auf das Trägermaterial – in meinem Fall die Box aus MDF wird Leim aufgetragen. Dabei ist es wichtig, ihn gleichmäßig auf die gesamte Furnierfläche zu verteilen. Anschließend muss der Leim antrocknen, darf natürlich beim nächsten Arbeitsschritt noch nicht komplett getrocknet sein.

Das feuchte Stück Furnierholz wird auf das Trägermaterial gelegt und mit einem Bügeleisen festgebügelt. Dabei darf das Eisen nicht zu heiß sein. Die Hitze bewirkt das schnelle Trocknen des Leims. Durch die gleichmäßige, langsame Bewegung des Bügeleisens mit leichtem Druck wird verhindert die Blasenbildung des Furniers. Um das Furnierholz zu schonen kann man ein altes Trockentuch zwischen Bügeleisen und Holz legen.

Anschließend werden die Kanten passend zum Gehäuse gebrochen. Fertig.

Vor der Hochzeit zwischen der Frontplatte und dem Gehäuse wird alles geschliffen und mit Klarlack überzogen.

Danach bleibt nur noch das Löten der Weiche und der Zusammenbau der Box. Da die Frontplatte auf das Gehäuse verleimt wird und anschließend keine Korrektur an der Elektronik mehr möglich ist, ohne alles zu zerstören, habe ich selbstredend ausführliche Funktionstests unternommen.

Das war es. Wichtig ist noch, dass die Box auf jeden Fall an den Klebeflächen luftdicht ist. Deshalb kam an die Klebekanten eine Extra-Schicht Leim.

Hier das fertige Ergebnis. Zum Schluss blieb noch das Einmessen mit dem Verstärker in die Surround-Umgebung.

Ein neuer Sandkasten muss her! Soviel ist sicher! Zumindest hat mir das mein kleiner Sohn glaubhaft versichert. Das war Grund genug, meine Werkstatt um eine ordentliche Kappsäge zu erweitern und mich mit der Planung und dem Bau eines Sandkastens zu widmen. 🙂

Der Plan war schnell in Sketchup gezeichnet und die Maße ermittelt. Die Idee war, dass auch mehrere Kinder im Sandkasten spielen sollten. Damit fällt die Standard-Sandkastenmuschel aus dem Baumarkt direkt aus dem Raster. Da ich etwas Beständiges bauen wollte, habe ich mich für eine Siebdruckplatte entschieden. Die sollte die nötige Robustheit liefern, auch ungeschützt Regen, Schnee und andere Witterungen auszuhalten, ohne in den kommenden fünf bis sieben Jahren zu verrotten. Die Grundmaße haben sich ein wenig nach dem gerichtet, was der Holzhändler meines Vertrauens liefern konnte. Die Bodenplatte hat die Grundmaße von 200cm x 80 cm. Für das Holz der Sitzfläche wurde mit Douglasie empfohlen. Mein Plan sieht vor, dass die Bretter der Sitzfläche nur verschraubt werden sollen, um bei Bedarf einzelne Teile austauschen zu können.

Der Bau

Ich habe zwei dieser Siebdruckplatten mit Flachdübeln verbunden und verleimt, sodass der Sandkasten eine Grundfläche von 200 cm x 160 cm hat. Das sollte reichen. Die Außenmaße ergeben sich dann von selber.

Die Seitenteile haben eine Höhe von 23 cm und werden lediglich ineinander gesteckt. Die notwendigen Nuten waren recht einfach mit der Kappsäge gesägt. Das dadurch entstehende Rechteck aus Seitenwänden habe ich einfach mit dem Boden des Sandkastens verschraubt.

Spannender war die Realisierung der Sitzfläche, die aus vier Brettern bestehen soll, die an den Enden auf 45 Grad gesägt sind. Wie sollen sie miteinander verbunden werden, ohne verleimt zu werden? Die Idee war, sie mit Spannern zu verbinden, wie man sie aus dem Küchenbau her kennt, um Arbeitsplatten zu verbinden. Leider habe ich bei der Planung die Höhe solcher Spanner nicht beachtet und das Holz der Sitzfläche in nur 20mm Stärke gekauft. Damit musste ich mir für die Verbindung etwas anderes einfallen lassen. Eine einfache Schraube mit Unterlegscheiben war eine einfache aber effektive Lösung.

Der ganze Bau war an einem Wochenende erledigt.

Hier ist der Plan zum Download: Jan’s Sandkasten

Nachtrag April 2015

Inzwischen lebt der Sandkasten das fünfte Jahr im Garten. Entgegen meiner Befürchtung musste ich bisher keine Seite der Sitzfläche tauschen. Die Improvisation mit der Schrauben-Unterlegscheiben-Verbindungslösung erweist sich nach wie vor als sehr stabil und hat viele Stunden härtester Kinderspiele ausgehalten. Der Sandkasten muss im Sommer und gelegentlich auch im Winter bei sonnigen und trockenen Wetter aufgedeckt werden, damit der Sand trocknen kann. Damit haben wir die Bildung von Moos und Schimmel bisher gut vermieden. Die Konstruktion und die Wahl der Materialien haben sich bewährt.