Gängige CNC-Bearbeitungsprozesse und was damit erreicht werden kann

CNC-Bearbeitung (Computer Numerische Steuerung) ist die Verwendung von Werkzeugen, die auf Materialien zielen und versuchen, diese mit Hilfe eines Computers zu bearbeiten. Dieser Artikel behandelt die allgemeinsten CNC-Bearbeitungsprozesse wie Fräsen und Drehen, die Art des Materials, das bearbeitet werden kann, den Grad der möglichen Präzision und die Branchen, in denen CNC zum Einsatz kommt, darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Medizin.

CNC-Zauberei: Metallbearbeitung mit Computersteuerung

Haben Sie schon einmal Maschinen gesehen, die Metall und Kunststoff ganz von alleine formen können? Man nennt sie CNC-Maschinen. CNC steht für Computer Numerical Control. Diese Maschinen verwenden Computerprogramme, um Materialien sehr präzise zu allen möglichen nützlichen Dingen zu formen.

Eine Art von CNC-Maschine ist eine Fräsmaschine. Sie verfügt über sich drehende Bohrer und Fräser, die Materialblöcke abtrennen können. Ingenieure entwerfen 3D-Modelle am Computer und die Fräsmaschine folgt diesen Plänen, um die endgültige Form herauszufräsen. Die Fräsmaschinen können sich in alle möglichen Richtungen drehen - von einer Seite zur anderen, vor und zurück, auf und ab - um komplexe Designs zu erstellen. Manchmal haben die Fräsmaschinen sogar 5 Drehrichtungen! Sie hinterlassen genau das, was der Computer ihnen vorgibt.

Eine andere Maschine ist eine Drehmaschine. In einer Drehmaschine werden lange Zylinder aus Kunststoff oder Metall sehr schnell gedreht. Während der Drehung formen die Schneidwerkzeuge die Außenseite des Zylinders. Drehbänke können Kreise, Spiralen und alle Arten von Kurven an den Außenkanten erzeugen. Sie können auch Werkzeuge in den sich drehenden Zylinder graben, um Löcher und komplizierte Muster herzustellen. Ingenieure verwenden Drehmaschinen, um Dinge wie Flaschen, Rohre, Stangen und mehr herzustellen.

Neben dem Fräsen und Drehen gibt es noch einige andere nützliche CNC-Techniken. Eine davon ist das Schleifen, bei dem Schleifscheiben anstelle von Bohrern und Fräsern verwendet werden, um Teile zu formen. Eine andere ist das Funkenerodieren, bei dem elektrische Funken verwendet werden, um winzige Materialstücke präzise wegzuschmelzen, ohne sie jemals zu berühren! Einige CNC-Maschinen können sogar glatte, glänzende Oberflächen auf die Teile aufbringen, nachdem sie fertig geschnitten sind.

All diese computergesteuerten Bearbeitungsmethoden ermöglichen es den Menschen, sehr komplexe und genaue Designs zu erstellen. Alles, was Sie sich am Computer vorstellen können, kann mit CNC-Maschinen in ein reales, physisches Objekt verwandelt werden. Ob es sich um Teile für Autos, Flugzeuge, Telefone oder unzählige andere Produkte handelt, CNC-Maschinen machen moderne Technologie erst möglich. Die Computer steuern die Maschinen präzise, um perfekte Repliken von virtuellen 3D-Modellen zu schneiden. Ziemlich cool, nicht wahr? Mit CNC machen wir Ideen zu echten Dingen!

Tolerierung für Präzisionsteile

Die meisten CNC-Werkstätten befolgen die Regeln der ISO 2768 für die Genauigkeit der Teilefertigung. Diese Norm legt Toleranzen für die Größen verschiedener Merkmale fest. Zum Beispiel müssen Bohrungen nur 0,1 mm von der geplanten Größe abweichen. Die Teile können sogar noch enger als die Norm gefertigt werden, wenn ein Kunde eine besonders hohe Genauigkeit benötigt.

Kleine Größen und enge Maße

CNC-Maschinen können Materialien in sehr kleinem Maßstab formen. Bohrungen, Wände und andere Details, die nur 1 mm groß sind, können sehr präzise geschnitten werden. Maschinenführer können auch die Position von Merkmalen innerhalb enger Toleranzen kontrollieren, z. B. nicht mehr als 0,01 mm von der Stelle entfernt, an die sie laut Zeichnung gehören. Auf diese Weise lassen sich komplexe, winzige innere und äußere Strukturen immer wieder mit engen Toleranzen nachbilden. Von den Makro- bis zu den Mikrodimensionen ist CNC also eine hervorragende Lösung für die Präzisionsfertigung!
Die Wahl des richtigen Materials

Arbeiten mit Metallen

CNC-Maschinen können viele verschiedene Metallmaterialien bearbeiten. Aluminium ist leicht und einfach zu bearbeiten. Stahl ist sehr stabil. Rostfreier Stahl rostet nicht. Kupfer und Messing haben ein schönes Aussehen. Titan ist superleicht und widerstandsfähig. Maschinenbauer wählen für jede Aufgabe das beste Metall aus.

Arbeiten mit Kunststoffen Werkzeug

CNC-Maschinen sind nicht nur für Metalle geeignet - sie können auch Kunststoffe sehr gut schneiden. Kunststoffe wie Nylon und PVC werden für die Herstellung aller möglichen Produkte verwendet. Polyoxymethylen (POM) ist sehr hart und steif. PTFE ist geschmeidig wie Teflon. Die Verwendung von Kunststoffen ermöglicht es Designern, kreativ zu sein und Unternehmen, Produkte schneller herzustellen.

Der letzte Schliff

Nach dem CNC-Schneiden erhalten die Teile oft eine zusätzliche Behandlung, um sie zu schützen oder zu verbessern. Sandstrahlen macht Oberflächen rau. Eloxieren macht Aluminium bunt. Galvanisieren bringt metallische Beschichtungen auf. Die Pulverbeschichtung sorgt für eine dauerhafte Lackierung. Polieren sorgt für ein glänzendes Aussehen.

Benutzerdefinierte Oberflächen

Die richtige Oberflächenbehandlung hängt von dem jeweiligen Produkt ab. Einige müssen gegen Rost oder Chemikalien beständig sein. Andere erfordern spezielle Texturen. Designer arbeiten mit Lackierern zusammen, um genau die richtige Beschichtung, Farbe oder den richtigen Glanz für jede Anwendung zu finden. Das Finish ist der letzte Schliff, der ein Teil perfekt für seine Aufgabe macht.

Damit die Teile perfekt werden

CNC-Maschinen können Dinge sehr präzise herstellen, aber trotzdem müssen Menschen die Arbeit doppelt überprüfen. Das ist der Punkt, an dem die Qualitätskontrolle einsetzt. Die fertigen Teile werden sorgfältig inspiziert. Zerspanungsmechaniker verwenden Messwerkzeuge wie Mikrometer und Tasterzirkel, um die Größen und Abstände zwischen den Teilen zu überprüfen. Wenn etwas zu groß oder zu klein, zu nah oder zu weit ist, werden die Probleme gefunden und behoben. Auf diese Weise bleiben alle Teile innerhalb des von den Ingenieuren und Kunden festgelegten Toleranzbereichs. Die Inspektionen garantieren, dass die Kunden Produkte erhalten, die genau wie bestellt sind.

Alle Werkzeuge, die Sie benötigen, um den Job richtig zu erledigen

Diese Fabrik verfügt über eine riesige Sammlung von CNC-Maschinen, mit denen sich nahezu jedes Projekt bearbeiten lässt. Über 100 Fräs- und Drehmaschinen können Material in 1 bis 5 verschiedenen Achsen abtragen. Mit so vielen verschiedenen Maschinen kann jede noch so komplizierte Geometrie hergestellt werden.

Präzision und Schnelligkeit

Die CNC-Maschinen hier können Teile innerhalb von Tausendstel Millimetern formen! Das ist kleiner als eine scharfe Nadel. Und die schnelle Umstellung zwischen den Aufträgen bedeutet kurze Vorlaufzeiten, oft nur Tage für Prototypen oder Einzelstücke. Die Kunden müssen nicht lange warten oder sich mit weniger Genauigkeit zufrieden geben.

Ob es sich um eine einfache Form oder ein kompliziertes Bauteil handelt, das perfekte Verfahren und Material ist verfügbar. Designsoftware ist mit Maschinen verbunden, um eine effiziente Produktion von der Zeichnung bis zum fertigen Produkt zu ermöglichen. Ingenieure helfen unseren Kunden bei der Umsetzung von Konzepten in hochwertige, in Serie herstellbare Objekte. Durch die Kombination fortschrittlicher Technologien werden Zeit und Kosten gesenkt, während gleichzeitig präzise Spezifikationen gewährleistet werden - das ist es, was diesen Ort in die Lage versetzt, jeden Fertigungsbedarf zu erfüllen!

Viele Bereiche profitieren von computergestütztem Crafting

Autos erhalten einen CNC-Boost

Automobilhersteller brauchen starke, leichte Teile in großen Stückzahlen. CNC liefert die Antwort mit seiner Fähigkeit zur Massenproduktion gleichbleibend komplexer Formen. Lenkgetriebe, Motorblöcke und mehr rollen flexibel von hochprogrammierten Automaten.

Präzision ist die Priorität von Flugzeugen

In der Luft- und Raumfahrt sind selbst kleinste Abweichungen ein inakzeptables Risiko. Die wiederholbare CNC-Auflösung im Mikrometerbereich sorgt für Sicherheit bei der Herstellung von Komponenten. Tragflächen, Befestigungselemente und kritische Beschläge werden einer sorgfältigen CNC-Formulierung unterzogen, um optimale Festigkeit und Sicherheit im Flug zu gewährleisten.

Ob es sich um eine einfache Formgebung oder ein kompliziertes geometrisches Netzwerk handelt, verschiedene Industriezweige setzen heute CNC ein, um die Qualität der Produktion zu steigern. Ein weiterer wichtiger Anwender ist die Medizin: Hier stellt die computergesteuerte Bearbeitung Ersatzgelenke und chirurgische Werkzeuge her und unterstützt die medizinische Forschung mit maßgeschneiderten Prototypen. Insgesamt vervielfacht die computergestützte Modellierung die Möglichkeiten der Fertigung - was nicht nur der Produktentwicklung, sondern dem technologischen Fortschritt insgesamt zugute kommt.

Fazit

Zusammengefasst, CNC-Bearbeitung hat die moderne Fertigung revolutioniert, da sie eine schnelle, flexible und hochpräzise Möglichkeit bietet, alle Arten von Materialien zu formen. Ob es darum geht, Material Millimeter für Millimeter abzutragen oder mikroskopisch kleine Strukturen zu formen, CNC-Mehrachsenmaschinen bilden digitale CAD-Modelle dank numerischer Computersteuerung präzise nach.

Ein breites Sortiment an CNC-Werkzeugen, von Drehbänken bis zu Schleifmaschinen, erweitert die Möglichkeiten für die Realisierung von Designs in allen Materialien, von Aluminium bis zu Kunststoffen. Ebenso erweitern Oberflächenbehandlungen die Anwendungen, indem sie Schutz, ästhetische Oberflächen oder spezielle Eigenschaften bieten. Qualitätssicherungstechniken in Verbindung mit Produktionsgeschwindigkeit und -komplexität haben CNC in zahlreichen Branchen unverzichtbar gemacht. Die computergestützte numerische Steuerung entwickelt die Möglichkeiten der Präzisionsfertigung weiter. In Zukunft werden immer ausgefeiltere CNC-Technologien das Design und die Fertigung weiter verändern.

FAQs

F: Welche Arten von Materialien können CNC-Maschinen schneiden?

CNC-Werkzeuge können sowohl Metalle wie Aluminium und Stahl als auch Kunststoffe, Verbundstoffe und andere Materialien bearbeiten. Beliebt sind Metalle wegen ihrer Festigkeit und Kunststoffe wegen ihrer Designflexibilität.

F: Wie klein sind die Merkmale, die CNC-Maschinen herstellen können?

Hochpräzise CNC-Werkzeuge können mikroskalige Strukturen und Löcher mit einer Größe von nur 1-2 mm schneiden. Komplizierte Designs mit feinen Details und engen Toleranzen liegen innerhalb ihrer Möglichkeiten.

F: Wie schnell können CNC-Maschinen Teile herstellen?

Die Produktionsgeschwindigkeit hängt von der Komplexität der Teile und der Verfügbarkeit der Maschinen ab. CNC-Fertiger können Prototypen jedoch oft innerhalb von Tagen und größere Aufträge innerhalb von ein paar Wochen fertigstellen, sobald das Bearbeitungsprogramm eingerichtet ist. Dank der schnellen Durchlaufzeiten ist CNC sehr gut für iterative Designprozesse geeignet.