CNC-Fräsen

Mit CNC-Fräsen läßt sich prima dreidimensional arbeiten

Mit dem CNC-Fräsen lassen sich auch technisch komplizierte 3D-Konturen erzeugen, während klassisches Fräsen hauptsächlich quaderförmige Teile bearbeitet.

 

Beim CNC-Fräsen wird das Werkstück oftmals in vielen kleineren Zeilen angefahren, die nebeneinander liegen. Die geometrisch bestimmte Schneide hebt beim Bearbeitungsverfahren Fräsen Späne von Metallen, Holz, Kunststoffen und Erde. Das Werkstück oder das Halbzeug wird fest in die dazu benutzte Fräsmaschine eingespannt und dann mit einer Vorschubbewegung an dem rotierenden Fräser entlang geführt oder der ganze Spindelkopf wird auf einer oder mehreren Achsen um das Werkstück bewegt. Beim Fräsen bewegt sich - im Gegensatz zum Drehen – das Werkzeug. Bei den Fertigungsverfahren zählt das Fräsen als Trennverfahren.

Um die Fertigung von extrem komplexen 3D-Konturen zu ermöglichen, werden beim CNC-Fräsen fünf Achsen eingesetzt, womit der Fräser unter jedem Winkel am Werkstück positioniert und verfahren werden kann. Diese 5-Achsigen Maschinen werden zum CNC-Fräsen über eine Maschinensteuerung programmiert, wobei die Achsen einzeln oder gleichzeitig mit Vorschüben geregelt werden. Lichtmaßstäbe messen die Verfahrwege. Unterschieden wird zwischen inkrementalen und absoluten Wegemesssystemen. Die Maschinen laufen teilweise mit extremen Vorschüben von 2000 m/min und haben Drehzahlen von 60 000 U/min. Die notwendigen Werkzeuge werden beim CNC-Fräsen im Werkzeug-Wechselmagazin gelagert und automatisch aufgerufen im Bedarfsfall. Der Werkzeugwechsler wechselt das benötigte richtige Werkzeug dann ein.

Die Mehrzahl der neu entwickelten Werkzeugmaschinen arbeiten mit integrierter computerunterstützt numerische Maschinensteuerung (Computerized Numerical Control/CNC), die Steuerung wird also vom Computer übernommen. Die Einführung dieser Technologie hat die Rationalisierung in der Serienfertigung aber auch in der Einzelfertigung ermöglicht. Ein Vorteil der CNC-Steuerung liegt in der einfachen Bearbeitung von komplexen 3D-Geometrien. Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, die Programme zum CNC-Fräsen zu speichern und somit viele gleiche Teile in Serie mit hoher Geschwindigkeit zu produzieren, ohne das der Mensch eingreifen oder etwas dazu tun muss. Die Arbeitsraum-Koordinaten sind die Kenndaten der CNC-Fräsmaschinen, denen zu entnehmen ist, welche Verfahrwege möglich sind, welche Drehzahlbereiche und welche Antriebsleistung zur Verfügung stehen. Mit etwas Übung kann man so mit dem CNC-Fräsen wunderbar komplexe 3D-Werkstücke fertigen und dies einfach wiederholen.