Wie funktioniert CNC-Fräsen?
Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem sich das Werkzeug entlang mehrerer Achsen um ein fest eingespanntes Werkstück bewegt und dabei kontinuierlich Material abhebt. So entsteht eine Vielzahl komplexer Formen wie Schlitze, Nuten, Löcher, schräge Ebenen, Hinterschneidungen, Gewinde und vieles mehr. Beim CNC-Fräsen steht das Kürzel CNC für «Computer Numerical Control», was im übertragenen Sinn numerische Computer-Maschinensteuerung bedeutet. Durch den Einsatz modernster Computertechnik wird aus dem Fräsen ein automatisiertes Verfahren, das hochpräzise und unerreicht effektiv ist.
Welche Schritte vom ersten Entwurf bis zum fertigen CNC-Frästeil genau erforderlich sind, haben die Experten der Heppler AG in Gündisau nachfolgend für Sie zusammengefasst:
1. Der Entwurf: Vom bestellten Bauteil erstellen erfahrene Konstrukteure ein 3-D-Modell, das alle relevanten Informationen wie die Formen, Abmessungen, Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheiten enthält.
2. Umwandlung des 3-D-Modells in ein Maschinenprogramm: Dieses Programm enthält alle Anweisungen, die von der CNC-Fräsmaschine zur Herstellung des Werkstückes oder Bauteiles ausgeführt werden müssen, etwa Angaben zu den Werkzeugen, zur Schnittgeschwindigkeit, zur Vorschubgeschwindigkeit, zum Kühlmittelfluss und viele mehr.
3. Einrichten der CNC-Maschine: Das Werkstück wird vom Einrichter als Rohteil auf dem Werkzeugtisch oder zwischen Klemmbacken aufgespannt und die benötigten Werkzeuge (Fräsköpfe) in die Frässpindeln eingesetzt.
4. Laden des Maschinenprogramms in die Steuereinheit der CNC-Fräsmaschine oder des Fräscenters.
5. Kalibrierung der Maschine: Dieser Arbeitsschritt umfasst die exakte Positionierung des Werkstückes und das Festlegen der Nullpunkte in den Achsen der CNC-Fräse mithilfe komplexer Technik.
6. Das CNC-Fräsen: Auf Knopfdruck beginnen die Werkzeuge mit der Bearbeitung des Werkstückes in den drei Dimensionen x, y und z (horizontal, vertikal, tief) exakt nach den Anweisungen des Maschinenprogramms. Die Fertigung von Bauteilserien erfolgt kontinuierlich ohne menschliches Eingreifen.
7. Überwachung und prozessbegleitende Qualitätssicherung: Während des Fräsvorganges stellt eine maschineninterne sensorische Überwachung sicher, dass alle gewünschten Spezifikationen qualitätsgerecht umgesetzt werden. Auch eine manuelle Qualitätskontrolle in Bezug auf Masshaltigkeit und Oberflächenqualität, je nach Erfordernis in vollem Umfang (z. B. bei Prototypen oder Ersatzteilen) oder als Stichproben ist obligatorisch.
8. Wärmebehandlung oder/und Oberflächenveredelung: Nachdem das Fräsen abgeschlossen ist, ist möglicherweise auch das Bauteil fertig. Je nach Spezifikation kann es jedoch erforderlich sein, manuell Kanten zu glätten, Oberflächen zu polieren, zu eloxieren oder eine Wärmebehandlung vorzunehmen.
Das CNC-Fräsen ein komplexes Fertigungsverfahren, das ein hohes Mass an Fachwissen, spezifischen Maschinenkenntnissen, Erfahrung und Fingerspitzengefühl erfordert. Im Gegenzug bietet es eine Vielzahl von Vorteilen wie enorme Leistungsfähigkeit und Effizienz, kompromisslose Genauigkeit, Zeitersparnis und Wirtschaftlichkeit.
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