Die industrielle Revolution und die Weiterentwicklung der Technologie haben eine beispiellose Nachfrage nach hochpräzisen Teilen und Komponenten ausgelöst. Denken Sie an Schrauben, Bolzen und Formen für den Spritzguss. Diese Teile haben enge Toleranzen und werden oft aus Materialien hergestellt, die man nicht einfach schmelzen und in die gewünschte Form bringen kann.

Aus diesem Grund sehen wir einen Anstieg des Einsatzes präziser Bearbeitungsverfahren wie z CNC-Fräsen.

CNC-Fräsen hat eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Welt, wie wir sie heute kennen, gespielt. Nachdem das CNC-Fräsen in den letzten Jahrzehnten eine entscheidende Rolle beim starken industriellen Wachstum gespielt hat, steht es auch heute noch im Mittelpunkt vieler Fertigungsbetriebe.

Was ist CNC-Fräsen? In diesem Blog tauchen wir tief in die Materie ein, um Ihre Fragen zum CNC-Fräsen zu beantworten. Bleiben Sie dran.

Was ist CNC-Fräsen?

Beim CNC-Fräsen (Computer Numeric Control) handelt es sich um einen subtraktiven Fertigungsprozess, der computergestützte Steuerungen nutzt, um ein Werkstück in die gewünschte Form zu bringen.

Die Designanforderungen werden in den Computer programmiert, der dann die CNC-Maschinenkomponenten für die Durchführung des Fräsvorgangs vorgibt.

Ein Schneidwerkzeug rotiert mit hoher Geschwindigkeit über das Werkstück und gibt ihm die gewünschte Form. Je nach Prozess kann das Werkstück stationär oder mobil sein.

CNC-Fräsen ist für seine hohe Präzision und Genauigkeit bekannt. Diese Funktionen sind darauf zurückzuführen, dass der Prozess größtenteils computergesteuert ist und nur minimale menschliche Eingriffe erfordert.

Dies bedeutet nicht, dass es beim CNC-Fräsen keine Einschränkungen gibt. Das Verfahren kann mitunter zeitaufwändiger sein, weshalb es oft nur bei einmaligen Projekten oder bei geringem oder mittlerem Produktionsaufwand eingesetzt wird.

Beim CNC-Fräsen können Sie auf verschiedene Arten von Vorgängen stoßen, die meist individuell kategorisiert werden, je nachdem, wie das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück in Kontakt kommt.

Hier ein kurzer Überblick über vier dieser CNC-Fräsvorgänge:

Normalfräsen

Das Glattfräsen ist die grundlegendste Art der CNC-Bearbeitung, bei der die Arbeitsfläche parallel zur Drehachse des Schneidwerkzeugs verläuft. Es dient zur Herstellung ebener Flächen am Werkstück.

Planfräsen

Bei diesem Vorgang steht die Arbeitsfläche senkrecht zur Drehachse des Schneidwerkzeugs.

Winkelfräsen

Beim Winkelfräsen kommt die flache Oberfläche des Werkstücks in einem Winkel mit dem Schneidwerkzeug in Kontakt.

Formfräsen

Beim Formfräsen werden unregelmäßige Flächen wie Rundungen, Konturen, Kanten usw. am Werkstück erzeugt.

Die CNC-Maschinenkomponenten

Die CNC-Maschine ist ein umfassendes Gerät, das alle für die Durchführung des Bearbeitungsvorgangs erforderlichen Komponenten enthält. Hier ist ein kurzer Überblick über einige der wichtigsten Teile dieser Maschine:

Arbeitstisch

Wie der Name schon vermuten lässt, handelt es sich beim Arbeitstisch um die Oberfläche, auf der Sie das Werkstück montieren, während die Maschine für den Fräsvorgang vorbereitet wird.

Sattel

Der Sattel ist eine der Strukturkomponenten der Maschine. Es unterstützt den Arbeitstisch und bewegt sich entlang der X-Achse, um die horizontale Bewegung des Werkstücks zu erleichtern.

Knie

Das Knie ist eine weitere Strukturkomponente, die den Sattel stützt und die vertikale Bewegung des Arbeitstisches und des Werkstücks während des Fräsvorgangs erleichtert.

Spindel

Die Spindel ist die rotierende Welle, die das Schneidwerkzeug trägt und seine Hochgeschwindigkeitsdrehbewegung ermöglicht.

Laube

Dorn erscheint bei horizontalen CNC-Fräsvorgängen. Es handelt sich um eine Welle, die das Schneidwerkzeug und die Spindel verbindet.

Widder

Ram kommt hauptsächlich bei vertikalen CNC-Fräsvorgängen zum Einsatz, wo er die Spindelbaugruppe in der Maschine unterstützt.

Die Bearbeitungswerkzeuge

Bearbeitungswerkzeuge sind im Wesentlichen die Schneidwerkzeuge, die zur Durchführung der Fräsvorgänge verwendet werden.

Interface

Schnittstelle ist die Verbindung der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Es hilft den Maschinisten zu kommunizieren, wie der Fräsvorgang durchgeführt werden muss. Stellen Sie es sich wie ein Bedienfeld zur Eingabe von Befehlen und zur Steuerung des Fräsprozesses vor.

Schritte beim CNC-Fräsen

Den allgemeinen CNC-Fräsprozess zu verstehen ist nicht so schwierig. Im Großen und Ganzen umfassen alle CNC-Fräsvorgänge vier grundlegende Schritte. Diese sind:

Schritt 1: Vorbereiten eines CAD-Modells

Ein CAD oder computergestütztes Design ist eine digitale Darstellung des endgültigen Teils. Bevor der CNC-Betrieb beginnen kann, wird eine CAD-Datei erstellt. Das Produkt wird virtuell mit all seinen Nuancen, Spezifikationen und Toleranzen innerhalb dieser CAD-Datei entworfen.

Schritt 2: Konvertieren von CAD in CAM

CAM ist die Abkürzung für computergestützte Fertigung. Die Schnittstelle der CNC-Maschine kann die CAD-Datei nicht verstehen. Daher wird es in eine CAM-Datei umgewandelt. Diese CAM-Datei enthält die im G-Code oder M-Code geschriebenen Bearbeitungsanweisungen. Der Computer liest diese Anweisungen, versteht sie und führt dann den Vorgang entsprechend aus.

Schritt 3: Maschinenvorbereitung

Sobald die CAM-Datei fertig ist, ist die Maschine für den Fräsvorgang vorbereitet. In dieser Phase wird das Werkstück auf dem Arbeitstisch befestigt, der Arbeitstisch entsprechend der erforderlichen Konstruktion eingestellt und das Schneidwerkzeug in der Spindel befestigt, damit der Fräsvorgang fortgesetzt werden kann.

Schritt 4: Bearbeitung

Sobald die Maschine bereit ist, wird der Fräsvorgang über die Schnittstelle gestartet. Dadurch wird die Maschine in Aktion gesetzt, die dann die Fräsvorgänge gemäß den Anweisungen ausführt, die sie über die CAM-Datei erhalten hat.

CNC-Fräsanwendungen

CNC-Fräsen findet in verschiedenen Branchen Anwendung, insbesondere in solchen mit engen Toleranzen und hohen Präzisionsanforderungen.

Im Folgenden sind einige der häufigsten Branchen aufgeführt, in denen das CNC-Fräsen zu einem der Kerngeschäfte zählt:

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie kommen unterschiedliche Teile unterschiedlicher Größe zum Einsatz. Für die Herstellung vieler dieser Teile, einschließlich Motor, Getriebe, Achsen und Motoren, wird CNC-Fräsen eingesetzt.

Luft- und Raumfahrt

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist eine Branche, die mit engen Toleranzen und sehr wenig Spielraum für Fehler arbeitet. Daher ist es nicht verwunderlich, dass bei der Produktion von Teilen für die Luft- und Raumfahrt häufig ein von Natur aus präziser Prozess wie das CNC-Fräsen zum Einsatz kommt.

Medizintechnik

Die Fähigkeit des CNC-Fräsens, mit biokompatiblen Materialien wie Titan zu arbeiten und Teile mit hoher Präzision herzustellen, hat es in der Industrie zur Herstellung medizinischer Teile beliebt gemacht, wo es bei der Herstellung verschiedener Geräte wie Implantationsgeräte und anderer Teile hilft.

Consumer Elektronik

Die Größe der Unterhaltungselektronik schrumpft rapide und so steigt die Nachfrage nach präzise gefertigten Kleinteilen. CNC-Fräsen hilft bei der Herstellung dieser hochpräzisen, kleinen, aber wichtigen Teile, die in vielen Unterhaltungselektronikgeräten vorkommen, die wir täglich verwenden.

Gängige Materialien, die Sie beim CNC-Fräsen verwenden können

Im Allgemeinen wird CNC-Fräsen eingesetzt, wenn die Größe des Teils zu klein ist oder die Präzisionsanforderungen zu hoch sind. In einigen Fällen sehen Sie möglicherweise eine CNC-Maschine in Aktion, wenn das Produkt eine hohe Präzision bei einem Material erfordert, das in anderen Herstellungsprozessen möglicherweise nicht so gut funktioniert.

Einige der Materialien Zu den Werkzeugen, die das CNC-Fräsen bei der Bearbeitung bietet, gehören:

Edelstahl

Edelstahl ist ein Material, das sowohl in der Industrie als auch im Haushalt häufig verwendet wird. Das Material ist im Allgemeinen für seine Härte bekannt, die meisten seiner Sorten zeichnen sich jedoch durch eine gute Bearbeitbarkeit aus.

Aus diesem Grund wird Edelstahl in großem Umfang bearbeitet und es ist nicht schwer, einen Maschinisten mit Erfahrung im Fräsen von Edelstahl zu finden.

Aluminium

Aluminium ist ein weiteres Material, das häufig in einer CNC-Fräse bearbeitet wird. Es ist für seine hervorragende Bearbeitbarkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt. Aluminium ist außerdem leicht, was in den letzten Jahren zu seiner Beliebtheit in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie geführt hat.

Titan

Titan ist ein biokompatibles Material und wird häufig CNC-bearbeitet, um medizinische Teile und Geräte herzustellen, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen. Es könnte jedoch schwieriger zu bearbeiten sein.

Kunststoffe

Kunststoffe werden nicht immer im Spritzgussverfahren hergestellt, manchmal werden sie auch CNC-gefräst.

Es gibt viele Arten von Kunststoffen, die gute Rohstoffe für einen CNC-Fräsvorgang darstellen. Dazu gehören HDPE, Nylon, PEEK, Polycarbonat usw.

Fazit

CNC-Fräsen ist für seine Präzision bekannt und spielt daher eine entscheidende Rolle in Branchen und Anwendungen, in denen mit engen Toleranzen und hohen Präzisionsanforderungen gearbeitet wird.

Der Fräsvorgang wird auf der CNC-Maschine ausgeführt, die aus verschiedenen Teilen besteht, darunter der Spindel, die das Schneidwerkzeug trägt, dem Arbeitstisch, der das Werkstück trägt, und einer Schnittstelle, die dem Maschinisten hilft, mit der Maschine zu kommunizieren.

Sie können CNC-Fräsarbeiten an verschiedenen Materialien durchführen, darunter sowohl Metalle als auch Kunststoffe. Bedenken Sie jedoch, dass der CNC-Fräsvorgang aufgrund seines inhärenten Verfahrens nicht immer für Massenproduktionen empfohlen wird und nur für kleine bis mittlere Produktionsprojekte geeignet ist.