Häufig gestellte Fragen zum Thema CNC-Zerspanung
Was ist eine CNC-Zerspanung?
Die CNC-Zerspanung beschreibt die computergesteuerte Ausführung von verschiedenen zerspanenden Techniken mithilfe eines CNC-Bearbeitungszentrums. In der Regel können sämtliche Bearbeitungstechniken, die manuell ausgeführt werden können, auch mit der CNC-Zerspanung erfolgen. Zerspanung selbst ist ein Überbegriff, der eine Vielzahl von verschiedenen Methoden bezeichnet, einen Werkstoff zu bearbeiten. Sie alle haben zum Ziel, dem groben Material durch das Wegnehmen von Masse die Form zu geben, die es am Ende haben soll. Da das Abtragen des überschüssigen Materials Späne verursacht, nennt man die Gesamtheit dieser Vorgänge Zerspanung. Häufig angewandte Techniken der CNC-Zerspanung sind beispielsweise das Sägen, das Fräsen und das Schleifen. In allen drei Fällen werden, je nach Grobheit des Werkzeugs, große oder geringe Mengen des Ausgangsmaterials abgetragen, um die ungefähre Form zu erreichen. Dieses grob in Form gebrachte Werkstück kann dann weiterhin mithilfe von Feilen, Schleifern oder Bohrern in die genauere Form gebracht werden. Im Gegensatz zu einer Modelage erfolgt bei einer CNC-Zerspanung das Erreichen der gewünschten Form ausschließlich mit dem Wegnehmen von Material. Es wird weder etwas hinzugefügt, noch etwas verändert, wie es beispielsweise bei Plastiken aus Ton oder anderen modellierbaren Stoffen der Fall ist. Eine Entnahme von Material kann nicht wieder rückgängig gemacht werden.
Welche Bearbeitungsverfahren zur CNC-Zerspanung existieren?
Fräsen und Drehen sind die häufigsten Verfahren der CNC-Zerspanung. Die Maschine dreht das Material in die richtige Position, damit die Fräse dann Teile abtrennen kann. Fräsen kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Klassische Beispiele hierfür sind die Anwendung von Sägen, von Lasern oder aber von Hochdruckstrahlen, die mithilfe von Wasser das Metall zertrennen. Doch die CNC-Zerspanung hat noch mehr zu bieten: Genauere Arbeiten erfolgen mit präziseren Werkzeugen. So können Feilen und Bohrer helfen, das Metall in Form zu bringen, wohingegen zu guter Letzt häufig Schleifer verwendet werden, um das Material von scharfen Kanten zu befreien oder aber die Oberfläche entsprechend des gewünschten Ergebnisses anzupassen. Sie kann beispielsweise mit der CNC-Zerspanung angeraut oder aber poliert werden.
Was ist der Unterschied zwischen Drehen und Fräsen in der CNC-Zerspanung?
Der Unterschied zwischen Drehen und Fräsen liegt in der CNC-Zerspanung, genau wie in der manuellen Zerspanungstechnik, in der Frage, welcher Teil fixiert ist. Beim Fräsen wird das fest fixierte Bauteil von einem flexiblen Werkzeug bearbeitet, das auf diese Weise in einer Vielzahl von Spänen nach und nach das überschüssige Material vom Grundbaustein, meist Metall oder Holz, abträgt. Beim Drehen hingegen wird das Werkzeug fest fixiert. Flexibel ist hier das Werkstück, das um die eigene Achse rotiert und somit sich selbst mithilfe des fest installierten Werkzeugs abträgt. Relevant für die Wahl des geeigneten Verfahrens ist also die Form des gewünschten Produkts: Drehen kommt nur dann infrage, wenn das Endergebnis achsensymmetrisch sein soll. Ein unregelmäßiges Bauteil oder Werkstück kann nicht mithilfe von Drehungen produziert werden, hier muss manuell dort gefräst werden, wo Material abgetragen werden soll.
Gibt es Alternativen zur konventionellen CNC-Zerspanung?
Bei sehr kleinen oder sehr filigranen Werkstücken ist die Erosion eine sehr wichtige Ergänzung zur herkömmlichen CNC-Zerspanung. Hier werden mithilfe verschiedener Techniken kleinste Mengen Material abgetragen, für die eine so detaillierte Arbeit notwendig ist, dass herkömmliche, in der CNC-Zerspanung verwendete Werkzeuge nicht ausreichen. Auch, wenn die zu bearbeitenden Stellen sehr schwer zu erreichen sind, sich also beispielsweise im Innern des Werkstücks befinden, sind erodierende Verfahren unverzichtbar. Die Erosion erfolgt beispielsweise durch Funkenerosion. Hierbei wird das Material durch die Entladung von Strom zwischen einer Elektrode und dem Werkstück abgetragen. Dies funktioniert nur, wenn das Werkstück leitend ist. Daher ist diese Art der Erosion ausschließlich für Metalle geeignet, nicht jedoch für Holz oder Keramik. Elektrochemisches Erodieren, auch Elysieren genannt, eignet sich hingegen für die meisten Materialien. Durch den Einsatz von Elektronik ist das Erodieren nicht nur von Vorteil, weil man kleinste Details einarbeiten kann; zudem können auch sehr harte Materialien gezielt bearbeitet werden, ohne dass man ein Brechen oder eine andere Art der versehentlichen Beschädigung des Materials befürchten muss, wie sie bei herkömmlicher CNC-Zerspanung bei spröden Materialien hin und wieder vorkommen kann.
Welche Technik der CNC-Zerspanung ist die richtige für Sie?
Welche Zerspanungstechnik sich am besten für Ihre Zwecke eignet, hängt ausschlaggebend von den Zwecken ab. Es gibt nicht die eine richtige Methode – jede hat ihre Vor- und Nachteile und jede hat ihren eigenen ganz speziellen Einsatzzweck. Relevant ist vor allem die Art und Weise des gewünschten fertigen Produkts. Das Drehen eignet sich beispielsweise nur für achsensymmetrische Endprodukte. Es ist also hervorragend geeignet für Dinge wie Gläser, Rohre oder symmetrische Bauteile von größeren Produkten. Da das Material hierbei keine Rolle spielt, sind auch sämtliche Drechselarbeiten an Holz mit der Methode des Drehens problemlos machbar. Das Fräsen hingegen eignet sich besonders für unregelmäßige Bauteile, bei denen viele verschiedene Bearbeitungsschritte vorgenommen werden müssen. Die Erosion ist perfekt für Teile mit besonders filigraner Arbeit oder aber für Teile, bei denen die zu bearbeitenden Stellen schwer erreichbar sind. Wie Sie sehen, ist die Art des gewünschten Ergebnisses ausschlaggebend für die Wahl der richtigen Zerspanungstechnik.
Welche Werkstoffe werden bei der CNC-Zerspanung genutzt?
Prinzipiell können fast alle festen Stoffe mithilfe von CNC-Zerspanung bearbeitet werden. Jedes Material, das bei der mechanischen Bearbeitung zerspant, eignet sich. Jedoch müssen Sie darauf achten, dass nicht alle Materialien für alle Arten der Zerspanung geeignet sind. Besonders der unterschiedliche Härtegrad der Materialien beeinflusst die Wahl des Verfahrens. Bei einer Zerspanungstechnik mit hoher Hitzeentwicklung wie beispielsweise dem Fräsen mit einem Laser oder dem Bohren mit hoher Geschwindigkeit kommen nur Materialien infrage, die der Belastung der großen Hitze standhalten können, wie verschiedene Metalle oder Keramik. Für Holz sind solche Methoden ungeeignet. Bestimmte Varianten der Erodierung wiederum können nur bei leitfähigen Materialien angewandt werden, also ebenfalls bei Metallen. Besonders häufig mit CNC-Zerspanung bearbeitet werden Holz, Metalle wie Kupfer, Stahl, Bronze oder Messing und Keramik beziehungsweise Gestein.
Welche Vor- und Nachteile hat die CNC-Zerspanung?
Der Nachteil der meisten Arten von Zerspanungstechnik liegt auf der Hand: Sie eignen sich nicht für alle Materialien, zumeist nur für Metall. Doch da man das vorher weiß, können Sie dieses Problem leicht aus der Welt schaffen, indem Sie von vornherein auf eine Zerspanungstechnik setzt, die für das gewünschte Material geeignet ist. Die zahlreichen Vorteile der CNC-Zerspanung liegen hingegen auf der Hand: Es erfolgt bei beinahe jedem Material jeder einzelne Arbeitsschritt vom Rohmaterial bis hin zum fertigen Produkt. Im Zuge dieser Arbeitsschritte ist menschliches Versagen ausgeschlossen. Sofern die anfangs erstellte Programmierung korrekt ist, gibt es keine Fehlerquellen mehr und die Arbeit wird fehlerfrei vonstattengehen. Jedes Teil wird identisch mit den anderen der Fertigungsreihe sein, da die Arbeiten auf ein Mikrometer genau ausgeführt werden.
Menschliche Arbeiter sind, abgesehen von der gelegentlichen Wartung der Maschine für die CNC-Zerspanung, nicht notwendig, was auch das Risiko für Arbeitsunfälle enorm verringert. Die absolute Flexibilität der CNC-Zerspanung spricht für sich: Jeder Arbeitsschritt kann programmiert werden und jede bereits existente Programmierung kann ganz nach Wunsch des Produzenten angepasst, verändert oder aber wiederholt werden. Maschinen für die CNC-Zerspanung sind in der Anschaffung zwar nicht gerade kostengünstig, doch machen sie die Investition mehr als wett, indem Sie im Laufe ihrer Nutzungsdauer jede Menge einsparen – Arbeit, Aufwand, Löhne und auch Material, denn wenn keine Fehler passieren können, kann auch kaum Material versehentlich unbrauchbar gemacht werden. Durch Display und Sichtglas können Sie die Arbeit jederzeit prüfen und im Falle einer falschen Programmierung sofort eingreifen. Dies verbessert die Produktion enorm und garantiert Ihren Kunden stets tadellose und garantiert passende Bauteile.
Weniger anzeigen
