CNC-Bearbeitung: Ihr Leitfaden zum Verständnis der Typen

Apr 19, 2023

4. November 2022 von Mark Allinson Hinterlasse einen Kommentar

Die CNC-Bearbeitung ist ein wichtiger Prozess in der Fertigungsindustrie, bei dem Computer zur Steuerung automatischer Schneid- und Fräsmaschinen eingesetzt werden, die Teile aus großen Rohstoffblöcken wie Metall, Holz und Kunststoff herausschneiden.

In diesem Artikel besprechen wir die CNC-Präzisionsbearbeitung, ihre Funktionsweise und ihre Vorteile gegenüber anderen Bearbeitungsmethoden wie Hand- oder Maschinenwerkzeugen. Wir werden auch einige fortgeschrittene Einsatzmöglichkeiten von CNC-Maschinen behandeln, die für Erstanwender nicht immer offensichtlich sind.

Lass uns anfangen.

CNC, was für Computer Numerical Control steht, ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem computergesteuerte Maschinen zum Präzisionsschneiden eingesetzt werden. Heutzutage werden die meisten bearbeiteten Teile mit CNC-Maschinen hergestellt.

Am einfachsten lässt es sich sagen, dass es sich bei der CNC-Bearbeitung (oder computernumerisch gesteuerten Bearbeitung) um eine Fertigungsart handelt, bei der Computer Werkzeugmaschinen – wie Dreh- oder Fräsmaschinen – steuern, um Teile gemäß den in CAD/CAM-Dateien bereitgestellten Spezifikationen herzustellen.

Einfach ausgedrückt entwerfen Sie Ihr Teil auf Ihrem Computer – egal, ob Sie mit SolidWorks, AutoCAD oder einem anderen Programm arbeiten – und senden dann Anweisungen über einen Interpreter, damit Ihre CNC-Maschine sie verstehen kann.

Die CNC-Bearbeitung zu beherrschen ist keine leichte Aufgabe, kann aber Spaß machen und lohnend sein. Obwohl es jede Menge wertvolle CAD- und CAM-Softwareprogramme gibt, gibt es auch kostenlose Versionen.

Die Nutzung solcher Programme ist sowohl für Bastler als auch für Profis kostenlos und einfach. Ein herausragendes Merkmal solcher Programme ist die große Auswahl an verfügbaren Werkzeugen – Benutzer finden hier alles, was sie benötigen, um sofort mit der Erstellung hochwertiger bearbeiteter Teile zu beginnen.

Allerdings müssen Benutzer zunächst lernen, wie sie ihre Entwürfe codieren, um ein fertiges CNC-Teil (insbesondere die komplexen 3D-Komponenten) zu erstellen.

Hier haben wir die folgenden Arten von Bearbeitungssystemen besprochen.

Es gibt zwei Haupttypen von Bearbeitungssystemen. Das erste wird als Closed-Loop-System bezeichnet und nutzt Hardware, die Befehle über einen Computer empfangen kann, der den Komponenten dann mitteilt, wie und wohin sie sich bewegen sollen, um bestimmte Teile oder Formen zu erstellen.

Der Systemregler kann Rückmeldungen erhalten und so eine Fehlerkorrektur ermöglichen. Mit anderen Worten: Ein System mit geschlossenem Regelkreis gleicht Unregelmäßigkeiten in Position und Geschwindigkeit aus.

Der andere Typ ist ein System mit offenem Regelkreis und erfordert nicht die Installation von Hardware für jedes Teil/jede Form, die Sie erstellen möchten – das bedeutet mehr Flexibilität für jemanden, der daran interessiert ist, benutzerdefinierte Formen auf Befehl zu erstellen.

Open-Loop-Systeme funktionieren, indem sie Signale von Ihrem Computer direkt an alle erforderlichen Geräte und Werkzeuge (z. B. CNC-Maschinen) senden, die Sie möglicherweise verwenden.

Der computergesteuerte Fräs- und Bearbeitungsprozess erfordert nur sehr wenig menschliches Zutun. Eine CNC-Maschine verfügt über Anweisungen, die ihr genau vorgeben, wie sie zu arbeiten hat – und zwar auf den Millimeter genau. Dieses Maß an Präzision stellt sicher, dass Sie Teile herstellen können, die bis ins kleinste Detail identisch sind.

Das bedeutet auch, dass Sie darauf vertrauen können, dass Ihre CNC-Maschine jeden Auftrag schnell und präzise erledigt, unabhängig von Größe oder Komplexität. Darüber hinaus werden alle beweglichen Teile in einem CNC-Bearbeitungsprozess automatisch geschmiert, sodass Ihrerseits keine manuelle Arbeit erforderlich ist – senden Sie einfach Ihre Anweisungen für die Fertigung über die Software und lassen Sie die CNC ihre Arbeit erledigen.

Bevor Sie lernen können, wie die CNC-Bearbeitung funktioniert, müssen Sie wissen, welche Arten von CNC-Maschinen es gibt. Werfen wir also einen Blick auf einige gängige CNC-Maschinenvarianten.

Kurz gesagt ist eine CNC-Fräse ein computergestütztes Werkzeug, das abhängig von Ihrer spezifischen Maschine verschiedene Aufgaben ausführen kann. Die Mühle steuert eine Reihe von Motoren, die dafür sorgen, dass Ihre Schnitte so präzise wie möglich sind.

Darüber hinaus können CNC-Fräsmaschinen Programme ausführen, die aus buchstaben- und zahlenbasierten Eingabeaufforderungen bestehen, um über verschiedene Entfernungen zu führen. Das verwendete Programm kann jedoch auf einer bestimmten Sprache oder einem G-Code basieren. Und grundlegende Mühlen verfügen über drei Achsensysteme – X, Y und Z, während neuere Modelle über zusätzliche Achsen verfügen.

Drehmaschinen werden häufig zum Schnitzen komplexer Formen aus einem Block verwendet. Obwohl Sie eine Drehmaschine für die Präzisionsbearbeitung verwenden können, können Sie auf einer Drehmaschine im Allgemeinen keine sehr kleinen Teile bearbeiten.

Diese Maschinen schneiden mit indexierbaren Werkzeugen in kreisförmiger Richtung. Allerdings führt die CNC-Technik solche Schnitte mit hoher Geschwindigkeit und Präzision aus. Die meisten Drehmaschinen haben nur zwei Achsen (X und Z) und werden per G-Code gesteuert. Sie können auch einen einzigartigen proprietären Code verwenden.

Beim Wasserstrahlschneiden wird ein Hochdruckwasserstrahl zum Schneiden von Metall und Granit verwendet. Es ist eine äußerst effiziente Art der Metallbearbeitung und kann auf nahezu jedem harten Material eingesetzt werden.

Viele Industrieprodukte werden mit CNC-Wasserstrahlschneidemaschinen hergestellt, da diese weniger Auswirkungen haben als herkömmliche Schneidmethoden und ein genaues Ergebnis liefern. Allerdings sind sie in der Regel sehr teuer und für kleine Projekte oder Unternehmen nicht rentabel.

Ein EDM ist eine andere Art der CNC-Bearbeitung. Es wird auch als Funken- oder Senkerodierbearbeitung bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden Werkstücke mithilfe elektrischer Funken in bestimmte Formen gebracht.

Wenn der Abstand zwischen zwei Elektroden kleiner wird, wird das elektrische Feld stärker, also stärker als das Dielektrikum. Zu den Untertypen der Elektroerosionsmaschinen gehören Senkerodieren und Drahterodieren.

Um Ihren Produktionsprozess so schnell wie möglich zum Laufen zu bringen, setzen CNC-Maschinenbauer Plasmaschneider für verschiedene Aufgaben ein. Plasmaschneider sind Schneidwerkzeuge, die bei Verwendung mit einer CNC-Maschine fast jedes Material durchschneiden können, typischerweise werden sie jedoch für Metalle verwendet.

Das Arbeitstier der meisten Produktionsanlagen ist ein Plasmaschneider – er ist vielseitig und hocheffizient. Da es problemlos auf weichen Materialien verwendet werden kann (und ohne Angst vor Durchbrennen) ist es eine ausgezeichnete Wahl für Großhersteller, die den ganzen Tag über Teile produzieren.

Die CNC-Bearbeitung kann eines von vielen Werkzeugen sein, die Ingenieure bei ihrer täglichen Arbeit verwenden. Für alle, die mehr über die CNC-Bearbeitung und die Vorteile für ihr Unternehmen erfahren möchten, haben wir in diesem Artikel relevante Informationen bereitgestellt.

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