CNC-Fräsen: Alternativlos in der Präzisionsfertigung

Das CNC Fräsen gehört zu den Standardverfahren in der zerspanenden Bearbeitung. Es kommt vom Prototypenbau bis zur Serienfertigung bei allen Anwendungen zum Einsatz. Das CNC Fräsen hat viele Vorteile, jedoch auch einige Nachteile. Gegenwärtig ist es aber noch durch kein anderes Verfahren zu ersetzen.

Funktionsweise des CNC-Fräsens

Eine CNC Fräse besteht aus einem Fräskopf mit wechselbaren Werkzeug, einer 3D-Kinematik und einer Steuerung. Außerdem sind die meisten Fräsen komplett eingehaust, um eine Verschmutzung der Umgebung zu verhindern. Je nach verarbeitetem Werkstoff ist auch eine Kühlschmierung erforderlich. Das CNC Fräsen ist eine Weiterentwicklung vom konventionellen, manuellen Fräsen. Durch die CNC Steuerung können die Arbeitsschritte automatisiert werden. Die Arbeitskraft ist an einer CNC Fräse nur noch für das Einrichten, Programmieren und Überwachen zuständig.

Ausstattung einer CNC-Fräse

Die CNC Fräse gibt es in einer großen Bandbreite an verschiedenen Ausbaustufen. Die einfachsten Modelle eignen sich für den Bastelkeller zur Bearbeitung von Produkten aus Holz, Kunststoff oder Aluminium. Eine hocheffiziente Industriefräse kann darüber hinaus mit einer hochkomplexen Kinematik, mehreren Spindeln und Werkzeugwechslern ausgestattet sein. Darüber hinaus sind auch schon Geräte mit integriertem 3D-Koordinatenmesssystem im Einsatz. Damit ist auch bei Serienprodukten eine zuverlässige 100% Kontrolle möglich. Mit einem angeschlossenem Pick-and Place System, beispielsweise durch einen SCARA-Roboter, ist die Automatisierung der Serienfertigung mit integrierter Fräse weiter entwickelt.

Vorteile von CNC Fräsen

Die CNC Fräse hat folgende Vorteile:

• Hochpräzise Fertigung
• Wiederholgenaues Produzieren in gleich bleibender Qualität
• Beliebige Stückzahlen bearbeitbar
• Beliebige Geometrien herstellbar

Nachteile von CNC Fräsen

Die CNC Fräse hat folgende Nachteile:

• Teure Kosten für die Anschaffung
• Großer Wartungs-, und Installationsaufwand
• Große Produktion von Reststoffen
• Dadurch großer Verschleiß an Bearbeitungswerkzeugen
• Hohe Qualifikation für den Betrieb erforderlich

Diese Kosten können teilweise durch eine intelligente Produktionsplanung reduziert werden. Die hohe Produktion von Reststoffen kann beispielsweise dadurch reduziert werden, die Serienteile aus Formstücken und nicht aus Halbzeugen heraus arbeiten zu lassen. Die CNC Fräse ist deshalb mit einer Spritz- oder Druckgussanlage ideal kombiniert.

Gegenwärtig noch ohne Alternative

Die CNC Fräse ist trotz der Nachteile noch ohne Alternative. Zwar können auch auf anderen Verfahren heute Werkstücke mit beliebiger Formgebung in engen Toleranzen hergestellt werden. Dazu zählen beispielsweise die additiven Herstellungsmethoden des 3D Drucks. Doch im Punkt Materialeigenschaften können diese Produktionsansätze nicht mit der Zerspanung konkurrieren. Additiv gefertigte Produkte besitzen nicht die Zugfestigkeit, Härte oder Quersteifigkeit, wie sie mit Fräsprodukten erreichbar sind. Deshalb wird die CNC Fräse auch in Zukunft zum festen Bestandteil einer Produktionskette gehören.

Zukunftstrends in der CNC Frästechnik

Die CNC Frästechnik sieht sich jedoch durchaus in der Konkurrenz zu den modernen, additiven Verfahren wie dem 3D Druck. Vor allem in der Herstellung möglicher Geometrien sind die 3D Drucker den CNC Fräsen gegenwärtig überlegen. Ein 3D Drucker kann wirklich jede Form, einschließlich innerer Kavitäten, herstellen. Das wird mit der CNC Fräse auch in Zukunft nicht möglich sein. Dennoch arbeiten die Hersteller dieser Maschinen hart daran, die Kinematik so weit zu verbessern, dass die Formgestaltung ähnlich flexibel wird, wie sie heute schon bei den Druckern möglich ist. Weitere Themen sind Produktionsgeschwindigkeit, Automatisierung und Anwendungsfreundlichkeit. In diesen Punkten wird sich die CNC Frästechnik in den nächsten Jahren noch erheblich weiter entwickeln.