1. CNC Fräsen – was müssen Sie wissen?

CNC oder Computerized Numerical Control (engl. für „rechnergestützte numerische Steuerung“) wurde vor mehr als 50 Jahren erfunden und hat seitdem durch die hohe Präzision und Automatisierung zur Herstellung unzähliger Produkte beigetragen. In allen Branchen – vom Verteidigungssektor über die Automobilindustrie sowie Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizin und Verarbeitungsindustrie – ist diese hoch entwickelte Technologie Teil der globalen industriellen DNA geworden.

1.1 Worin unterscheiden sich CNC Fräsen und CNC Metallbearbeitung von der traditionellen Metallbearbeitung?

In der traditionellen Metallbearbeitung bedient ein qualifizierter Metallarbeiter eine Maschine bzw. ein Werkzeug, mit welchem das Metall geschnitten oder geformt wird. Der Metallarbeiter arbeitet nach den Spezifikationen, technischen Zeichnungen oder Plänen, die von Konstrukteuren und Ingenieuren vorgelegt wurden. Um die Informationen aus den Plänen auf den Rohling zu übertragen, verwendet er Zirkel, Lineale, Spannfutter, Schraubstöcke usw. Anschließend stellt er das Produkt mit verschiedenen Schneidwerkzeugen her. Während des langen Herstellungsverfahrens prüft der Metallarbeiter mit Messgeräten ständig die Richtigkeit aller Maße. CNC Metallbearbeitung funktioniert auf die gleiche Weise wie traditionelle Metallbearbeitung (durch Schneiden, Bohren, Drehen, Fräsen, Schleifen und andere Metallbearbeitungsverfahren), verwendet jedoch eine computergestützte numerische Steuerung anstelle einer manuellen Maschinensteuerung. CNC Metallbearbeitung ist automatisiert, codegesteuert und von Programmierern entwickelt. Darum ist das erste Produkt genau gleich wie das fünfhundertste. CNC Verfahren werden häufig in der digitalen Produktion (und manchmal in weniger umfangreichen Produktionsserien) verwendet und können für den Einsatz an einer Vielzahl von Materialien und Prozessen angepasst werden. Diese Methode der Metallbearbeitung ist viel präziser und hat heute die traditionelle Bearbeitung in der Fertigung und in der industriellen Produktion weitgehend (wenn auch nicht vollständig) abgelöst. CNC Verfahren nutzen mathematische Koordinaten und die Leistung von Computern, um das gleiche Ziel mit höchster Präzision zu erreichen. Genauer gesagt verwendet die rechnergestützte numerische Steuerung kartesische Koordinaten. Dies sind Raumkoordinaten (in mehreren Dimensionen), die unter Verwendung von Koordinaten und Achsen bestimmt werden. Die Koordinaten wurden von Ingenieuren in einer digitalen Zeichnung bzw. einem Produktplan bestimmt. Die Fräswerkzeugautomatisierung steuert das Schneiden, Bohren, Drehen und andere Metallbearbeitungsverfahren unter Verwendung der numerischen Steuerung durch einen Computer, der die Koordinaten liest.

1.2 CNC Fräsen: Vor- und Nachteile

1.2.1 Vorteile: Schnelles Verfahren und zuverlässiges, genaues und robustes Produkt

CNC Fräsen und CNC Drehen sind sehr präzise und wiederholbare Verfahren. Je nach Spezifikation können wirklich minimale Abweichungen erreicht werden. Die Maschinen können für einen zuverlässigen Betrieb 24 Stunden am Tag, bei Bedarf auch 7 Tage die Woche programmiert werden, weshalb die CNC Metallbearbeitung eine gute Möglichkeit ist, Serienprodukte herzustellen. Besonders wertvoll sind CNC Bearbeitungsverfahren mit Standardwerkzeugen, die auch für die Herstellung einzigartiger Sonderanfertigungen geeignet sind, wie etwa den Austausch alter, verschlissener Teile oder spezielle Nachrüstungen für den Kunden. Ein weiterer großer Vorteil der CNC Technik sind die hervorragenden mechanischen Eigenschaften, die sich durch das computergestützte Verfahren erreichen lassen. Indem das Rohmaterial zerschnitten wird, anstatt es thermisch umzuwandeln (wie das z. B. beim Einspritzverfahren oder der additiven Fertigung der Fall ist), bleiben alle gewünschten mechanischen Eigenschaften des Metalls oder Kunststoffs erhalten. Mehr als 50 verschiedene Industriemetalle, Legierungen und Kunststoffe können durch CNC Fräsen und CNC Drehen bearbeitet werden. Diese Materialpalette umfasst Aluminium, Messing, Bronze, Titan, Edelstahl und Zink. Die einzige Anforderung an das Material für die CNC Bearbeitung ist ausreichende Härte, die gegeben sein muss, damit das Werkstück gut befestigt und bearbeitet werden kann.

1.2.2 Vorteil: günstiger Preis für Großserien

Um CNC Fräsen und CNC Drehen kosteneffizient zu machen, empfiehlt es sich, in Großserien zu fertigen, denn auf diese Weise verteilen sich die Kosten für die Vorbereitung bzw. Kalibrierung der Maschine auf eine große Produktzahl. Je größer die Stückzahl, desto niedriger ist der Stückpreis. Der Stückpreis hängt auch vom Typ bzw. der Kalibrierung der CNC Maschine ab. Am günstigsten ist die Fertigung auf einer 3-Achs-CNC-Fräsmaschine, welche die Herstellung unkomplizierter Produkte mit hohen Toleranzen ermöglicht. Die Herstellung komplexer Bauteile auf einer 5-Achs-CNC-Fräsmaschine kann auch doppelt so teuer sein.

1.2.3 Nachteil: hoher Preis für kleinere Produktionsserien

Zu den Nachteilen der Metallbearbeitung mit Hochleistungs-CNC-Maschinen zählt die Tatsache, dass geometrische Komplexität ihren Preis hat. CNC Fräsen und CNC Drehen ist am wirtschaftlichsten, wenn Komponenten bzw. Produkte mit einfachen Formen und kleineren Abmessungen bearbeitet werden. Aufgrund der Zugänglichkeit des Werkzeugs wird es immer einige konstruktive Einschränkungen geben, obwohl das Ausmaß dieser Einschränkungen von der Anzahl der Achsen der CNC Maschine abhängt. Mit anderen Worten, je mehr Achsen verwendet werden, desto komplexer sind die Eigenschaften. Der zweite Kompromiss besteht darin, dass die Anfangskosten der CNC Bearbeitung hoch sein können. Die Kalibrierung, das Bestücken der Maschine mit dem Schneidewerkzeug und das Programmieren von CNC Fräsmaschinen und CNC Drehmaschinen muss von einer qualifizierten Fachkraft durchgeführt werden. Zum Glück handelt es sich dabei um Fixkosten, sodass die Nutzung derselben Kalibrierung für eine größere Stückzahl das Verfahren wirtschaftlicher macht. Eine Kostenersparnis lässt sich auch dadurch erreichen, dass das Werkstück so wenig wie möglich von Hand bewegt wird. Die Bearbeitung auf einer 5-Achs-CNC-Fräsmaschine kann bei mehrseitigen geometrischen Formen manchmal wirtschaftlicher sein, weil das manuelle Bewegen des Werkstücks entfällt.

1.3 Anwendungsbereiche für CNC Fräsen und CNC Drehen

Die CNC Bearbeitung hat sich seit ihren Anfängen in der Luft- und Raumfahrtindustrie auf alle Industrie- und Fertigungsbereiche ausgebreitet. Zu den häufigsten Anwendungsbereichen dieser Technologie gehört heute der Bau von Formen und Werkzeugen. CNC Bearbeitung wird in der Produktentwicklung und -veredelung für die Luft- und Raumfahrt, Medizin, Automobilindustrie, Elektronikindustrie und viele andere Industriebranchen eingesetzt.

2. Wählen Sie einen hochwertigen Anbieter für CNC Fräsen aus

Entscheiden Sie sich für ein erfahrenes Unternehmen, das sich auf CNC Fräsen bzw. CNC Metallbearbeitung spezialisiert hat und mit fortschrittlichen Produktionsverfahren sowie modernsten Werkzeugen und Maschinen den hohen Ansprüchen heutiger Kunden gerecht wird. Stellen Sie sicher, dass bei der Arbeit ausschließlich geprüfte Materialien von höchster Qualität verwenden und die Produkte präzise hergestellt werden. Prüfen Sie, ob das Unternehmen sowohl Groß- als auch Kleinserienaufträge für Produkte und Halbfabrikate annimmt.

3. CNC Drehen

Rechnergestützte numerische Steuerung (CNC) ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem das Schneidwerkzeug neben dem Werkstück platziert und dann das Material abgedreht bzw. abgedrechselt wird. Dies geschieht normalerweise auf einer CNC Drehmaschine oder einer Drehmaschine, die unterschiedliche Materialien wie Holz, Metall und Kunststoff schneiden kann. Bei CNC Schneidmaschinen wird das Werkstück am Untergrund befestigt, während das Schneidwerkzeug an der rotierenden Spindel befestigt wird. Beim Schneiden bewegt sich das Werkzeug um das Werkstück herum. Im Gegensatz dazu wird beim CNC Drehen dieser Vorgang umgekehrt – das Werkstück rotiert und wird dabei eingeschnitten, indem das statische Schneidstück entlang des Werkstücks bewegt wird. CNC Drehmaschinen werden zur Herstellung zylindrischer oder länglicher Formen verwendet.

4. CNC Fräsen

Unzählige moderne Produkte, vom Smartphone bis zum Überschalljet, existieren heute allein aufgrund der Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit des CNC Fräsens. Das Verfahren ist ideal für die schnelle Herstellung von Prototypen sowie für die Massenproduktion von Produkten aus Kunststoff und Metall. CNC Fräsen ist ein Herstellungsverfahren, bei dem ein auf einer rotierenden Spindel montiertes Schneidwerkzeug verwendet wird, um selektiv Material aus einem Rohmaterialblock zu entfernen. Das Werkstück wird auf dem Frästisch befestigt, der in verschiedenen Ebenen bewegt oder gedreht wird, damit das Werkzeug in verschiedenen Winkeln arbeiten kann. Hoch entwickelte Maschinen für erweiterte Anwendungen können über 5 oder mehr sich unabhängig bewegende Achsen verfügen.

5. CNC Fräsen und CNC Drehen – das Verfahren

Bei der CNC Bearbeitung kommen Schneide-, Dreh-, Fräs- und Schleifverfahren zum Einsatz. Das heißt, das Rohmaterial wird durch Abtragen des Materials fertig bearbeitet. Bei der subtraktiven Fertigung wird die endgültige Form des Produkts durch Entfernen des Materials erreicht. Dies steht im Gegensatz zu anderen Fertigungsmethoden, wie der additiven Fertigung, bei der Materialien hinzugefügt, aufgeschichtet oder in eine bestimmte Form gebracht werden. Dazu gehört auch das Einspritzen, bei dem das Material in flüssigem Zustand eingespritzt und mittels einer Form in die gewünschte Form gebracht wird. CNC Bearbeitung ist vielseitig und kann an einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden, beispielsweise an Metallen, Kunststoffen, Holz, Glas und unterschiedlichen Verbundwerkstoffen. Diese Vielseitigkeit hat dazu beigetragen, dass CNC Fräsen und CNC Drehen in allen Branchen zu beliebten Verfahren geworden sind. CNC Verfahren ermöglichen es Designern und Ingenieuren, Produkte effizient und präzise herzustellen.