Um kleine mechanische Teile in großen Mengen herzustellen, benötigt ein Unternehmen eine Serienfertigung. Zu diesem Zweck gibt es die CNC-Mechanik, bei der numerisch gesteuerte Maschinen eingesetzt werden. Diese Maschinen werden von einer Software verwaltet, in der die gewünschte Art und Menge der Teile ausgewählt werden können. Die Bearbeitung wird dann automatisch gestartet. 

 

Was ist eine CNC-Fräse?

Die CNC-Fräsmaschine ist eine Werkzeugmaschine, mit der komplexe oder sphärische Formen aus Metallen oder anderen Materialien herausgearbeitet werden. Es handelt sich dabei um hochpräzise Maschinen, die auch sehr kleine Teile bearbeiten können und die, da sie CNC-gesteuert sind, eine sehr große Menge an Material produzieren können. 

Die Abkürzung CNC steht für “Computerized Numerical Control”, also die computergesteuerte numerische Steuerung. Numerisch bedeutet in dem Zusammenhang, dass die Maschine mit numerischen Werten arbeitet, die Positionen, Geschwindigkeit und andere Parameter vorgeben.

 

Die CNC-Fräse in der Praxis

In der Regel besteht die Arbeit mit einer CNC-Fräsmaschine aus zwei Phasen: zunächst die Schruppbearbeitung, bei der überschüssiges Material entfernt wird, und anschließend die Schlichtbearbeitung, bei der überflüssige Teile beseitigt werden. Der Prozess der CNC-Fräse unterscheidet sich vom 3D-Drucker: Während Letzterer durch Addition arbeitet und Material von Grund auf neu herstellt, arbeitet Ersterer durch Subtraktion, bei der das vorhandene Material nach und nach reduziert wird.

Die CNC-Bearbeitung ist eine digitale Fertigungstechnologie: Sie stellt hochpräzise Teile mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften direkt aus einer CAD-Datei her. Aufgrund des hohen Automatisierungsgrads ist die CNC-Bearbeitung sowohl für individuelle Teile als auch für mittlere Serien preislich wettbewerbsfähig.

Der grundlegende CNC-Prozess kann in 3 Schritte unterteilt werden. Zunächst wird das CAD-Modell des Werkstücks entworfen. Dann wird die CAD-Datei in ein CNC-Programm umgewandelt, und die Maschine wird eingerichtet. Schließlich führt das CNC-System alle Bearbeitungsvorgänge mit geringer Überwachung durch, trägt das Material ab und erstellt das Teil.

 

Materialien, die per CNC bearbeitet werden können

Fast jedes Material kann mit CNC-Maschinen bearbeitet werden. Gängige Beispiele sind Metalle und Kunststoffe, aber auch Verbundwerkstoffe und Holz können bearbeitet werden.

Die CNC-Fräsmaschine ist computergesteuert. Alle erforderlichen Daten werden in Form von sogenannten G-Codes zu einem CNC-Programm zusammengestellt. Da diese Codes genormt sind, können sie auf der CNC-Steuerungssoftware fast aller Maschinen basieren.

Wenn alle Daten eingegeben wurden und das CNC-Programm fertig ist, beginnt die Fräsmaschine mit ihrer Arbeit. Durch die Drehung des Werkzeugs oder einer dem Material angepassten Spindel gegenüber dem eingespannten Werkstück wird eine Schnittbewegung erzeugt, die die gewünschte Form herausarbeitet.

Durch die Bewegung des Fräswerkzeugs um das Werkstück wird die vorgegebene Form erreicht. Je nach Ausführung des Fräswerkzeugs ist es möglich, das Werkstück auf einem beweglichen Tisch der Maschine zu bewegen. Gegebenenfalls muss die Fräse bei der Bearbeitung von harten Materialien zusätzlich gekühlt werden.

Was ist beim Kauf einer CNC-Fräsmaschine zu beachten?

Bevor Sie in eine CNC-Fräsmaschine investieren, empfehlen wir Ihnen, sich ein wenig intensiver mit der Ausstattung zu befassen. Dabei sollte es nicht nur um die Steuereinheit gehen – das kann heute auch einfach ein Arduino oder ein Raspberry Pi sein – sondern auch um die Verarbeitungsqualität, die Fräser und mehr. Worauf Sie im Speziellen achten sollten, haben wir hier für Sie zusammengefasst:

• Das Antriebssystem: Das Antriebssystem sollte stabil, langlebig und reibungslos arbeiten, damit die Maschine sauber arbeiten kann.

• Das automatische Werkzeugwechselsystem: Idealerweise lässt sich das Werkzeug sehr schnell und einfach wechseln.

• Die Spindel: Achten Sie darauf, welche Arten von Werkzeug Sie einspannen können, wie die Spindel verarbeitet ist und welche Art von Spindel zum Einsatz kommt.

• Das Gewicht: Je schwerer die Maschine ist, desto stabiler ist sie und desto besser werden die Ergebnisse sein. Wenn Sie die Maschine jedoch häufig transportieren müssen, sollten Sie sich für eine robuste, stabile Maschine entscheiden, die weniger wiegt.

• Die Tischgröße: Kaufen Sie eine Fräsmaschine, die groß genug ist, um die typischen Abmessungen Ihres Materials zu verarbeiten, und berücksichtigen Sie dabei den Ihnen zur Verfügung stehenden Platz.

• Die Software der CNC-Fräsmaschine: Investieren Sie in eine fortschrittliche Software, die Genauigkeit, Effizienz, regelmäßige Aktualisierungen usw. gewährleistet. 

• Die Staubabsaugung: CNC-Fräsmaschinen können eine Menge Sägespäne erzeugen. Es gibt Maschinen, die mit einem Reinigungssystem ausgestattet sind. 

• Die CNC- Fräser: Bei den meisten Geräten liegen bereits Fräsköpfe bei. Achten Sie darauf, dass Sie zu Ihrem Einsatzbereich passen.

 

Die CNC- Fräser

CNC-Fräser selbst können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Die stärksten und präzisesten Fräser werden aus Hartmetall oder polykristallinem Diamant hergestellt. 

Die Anzahl und Vielfalt an Fräsern ist sehr groß. Dies gilt auch für CNC-Maschinen sowie die Software, mit der die Maschinen arbeiten. Daher gibt es für viele verschiedene Einsatzbereiche im Hobby- oder Profibereich passende Lösungen. Achten Sie aber immer darauf, dass Sie qualitativ hochwertige Fräser mit einer langen Lebensdauer kaufen, denn es handelt sich um Verschleißteile. Ein ausgezeichnetes Sortiment davon finden Sie beispielsweise bei Fraisertools.com, dem europäischen Marktführer auf diesem Gebiet.