Fertigungsverfahren auf Basis des CNC-Fräsens erobern den Markt

CNC-Maschinen sind in der Lage Werkstücke mit sehr hoher Präzision zu erstellen. Möglich wird dies durch den Einsatz von hochmoderner Steuerungstechnik. CNC steht für Computerized Numerical Control, zu Deutsch “computergestützte numerische Steuerung”. In der CNC-Zerspanung sind Drehen und Fräsen die beiden Haupttechnologien.

Computergestütztes Fräsen – endlose Möglichkeiten

Das Fräsen passiert auf Basis eines Computermodells. Die Möglichkeiten der Materialbearbeitung sind dementsprechend groß. Auch ohne die numerische Steuerung ist Fräsen ein enorm komplexes und vielfältiges Fertigungsverfahren mit nahezu keinen Grenzen hinsichtlich der herstellbaren Werkstückgeometrien. Während das Material beim 3D-Druck stückweise aufgebaut wird, wird es beim Fräsen stückweise abgetragen. Durch die Computerunterstützung ist die Fertigungsgenauigkeit noch einmal um ein vielfaches verbessert worden. Während beim konventionellen Fräsen nur geradeaus, rechtwinklig zu den Achsen x,y,z gefräst werden kann, ermöglicht das CNC-Fräsen auch die Bearbeitung auf mehreren Achsen (heute schon mehr als 6 Achsen). Für das CNC-Fräsen ist eine vorherige Programmierung notwendig. Die Maschine durchläuft das Programm anschließend vollautomatisch.

Minimaler Arbeitsaufwand

Beim CNC-Fräsen wird ein Werkstück fest in einem Schraubstock arretiert und das rotierende Fräswerkzeug zerspant das Material. CNC-Fräsen ermöglichen es unterschiedlichste Werkstücke in großer Stückzahl bei gleichzeitigem minimalen Arbeitsaufwand herzustellen. Durch die computergesteuerte Fertigung können menschliche Fehler beim Herstellungsprozess ausgeschlossen werden. Mit anderen Verfahren könnten, wenn überhaupt, nur mit großem Aufwand vergleichbar komplexe Teile hergestellt werden. CNC-Fräsen bietet im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren daher einige Vorteile:

• Ermöglicht Herstellung von sehr komplexen Werkstücken
• Verringerung der Rüstzeiten
• Mehrere Arbeitsschritte können mit nur einer Aufspannung getätigt werden
• Fertigungsqualität und Präzision sind gleichbleibend hoch
• Ideal für die Produktion von Großserien, aber auch Prototypen lassen sich einfach herstellen

In nahezu allen Industriebereichen kommen CNC-Fräsmaschinen zum Einsatz, insbesondere in der Metallverarbeitung. Die Präzision bei gleichbleibender Formstabilität und Belastbarkeit des Materials machen das CNC-Fräsen so bedeutend für die Produktion.

Die richtige Maschine für jeden Werkstoff

Prinzipiell lassen sich mit CNC-Fräsmaschinen fast alle Materialien bearbeiten. Je nachdem welche Werkstoffe bearbeitet werden sollen, kommen unterschiedliche CNC-Fräsmaschinen zum Einsatz. Die Maschinen unterscheiden sich zunächst einmal sicherlich hinsichtlich der Größe. Für den industriellen Bereich kommen meist größere sowie effizientere Maschinen zum Einsatz. Für Modellbauer oder kleine Unternehmen im Kleingewerbebereich sind diese Maschinen meist deutlich überdimensioniert, daher nutzen sie entsprechend kleinere CNC-Fräsmaschinen. Um herauszufinden welche CNC-Fräsmaschine am besten zu den eigenen Ansprüchen passt, sollte man sich folgende Fragen beantworten können:

• Welche Größe sollen die Werkstücke maximal haben und welche Verfahrenswege werden benötigt?
• Wie groß darf die CNC-Fräsmaschine maximal sein?
• Welchen Stromanschluss benötigt die jeweilige Fräse?
• Welche Materialien sollen hauptsächlich bearbeitet werden?
• Welche Geometrie soll gefertigt werden / Wie viele Bewegungsachsen werden benötigt?
• Welche Präzession wird gewünscht und wie schnell soll der Fräsvorgang dauern?
• Welches Budget steht zur Verfügung?

Unbedingt sollte man darauf achten, dass der jeweilige Hersteller auch passendes Zubehör für die CNC-Fräsmaschine liefern kann. Auch wenn man dieses anfänglich vielleicht nicht benötigt kann eine spätere Nachrüstung durchaus Sinn machen. Selbstverständlich sollte man auch auf entsprechende Prüfsiegel achten, etwa eine TÜV Zertifizierung. Weitere Informationen rund um CNC-Fräsen findet man auch hier.

Präzession ist abhängig von der Qualität der Maschine

Die Präzession beim CNC-Fräsen ist selbstverständlich abhängig von der Qualität der jeweiligen CNC-Fräsmaschine. Wenn optimale Bedingungen herrschen beträgt der Toleranzgrad IT6 und eine Oberflächengenauigkeit von Rz1,6 (bei Metallen). Hobbymaschinen hingegen sind in der Regel nicht so steif und liegen in einem Toleranzbereich von +/- 0,1mm.

Nicht nur Modellbauer können profitieren

Mittlerweile werden immer öfter Bausätze oder Komplettmaschinen für den Privatgebrauch angeboten, insbesondere auch in direkter Konkurrenz zu 3D-Druckern für den Heimgebrauch. Für Heimwerker und ambitionierte Hobbybastler ist dieser Umstand eine grandiose Sache. Die CNC-Fräsmaschinen für den Hobbykeller sind recht kostengünstig und können teilweise durchaus überzeugen. Die möglichen Anwendungen sind nahezu unbegrenzt. Nicht nur Modellbauer können von dem Einsatz von CNC-Fräsmaschinen profitieren.

Dennoch sollte man sich genau über entsprechende Fräsen informieren, um sicherzustellen auch ein Qualitätsprodukt zu erwerben. Der Markt wird mit billigen Maschinen aus China überschwemmt, welche leider nur selten wirklich gute Ergebnisse liefern. Generell hat man die Auswahl zwischen Bausätzen, welche selber zusammengebaut werden müssen, und Komplettsets.

Nahezu keine Programmierkenntnisse notwendig

In der Industrie, allem voran in der holz- und metallverarbeitenden Industrie, kann man kaum auf CNC-Maschinen verzichten. Nun ermöglichen kleine Maschinen auch dem Privatanwender das schnelle Umsetzen von Ideen. Im Bereich der Programmierung der CNC-Fräsmaschine sind heute auch keine übermäßigen Programmierkenntnisse notwendig, diese kann durch das reine Zeichnen des geplanten Werksstücks in einem CAD Programm erfolgen. Anschließend wird diese automatisch in eine CNC-Datei umgewandelt, die der Maschine ihre Befehle gibt.