CNC-Fräsmaschine - grundlegende Informationen, die Sie kennen sollten
Ein Laserbeschrifter ist ein Gerät, mit dem grafische Informationen auf verschiedene Materialien wie Holz, Leder, Kunststoff oder Metall aufgebracht werden können.
Mit ihr lassen sich Barcodes, QR-Codes, Logos oder Seriennummern drucken. Sie findet Anwendung in der Schmuckindustrie, bei der Herstellung von Souvenirs oder Mikrochips. Man unterscheidet zwischen CO2-Lasermarkierern und Faserlasermarkierern.
CNC-Fräsen sind Maschinen, deren Entstehung das Ergebnis von Veränderungen in der Industrie weltweit ist, insbesondere durch zunehmende Computerisierung und Automatisierung.
Mit computergestützter Steuerung kann eine CNC-Fräsmaschine maßgeschneiderte Teile oder Produkte von hoher Qualität und präziser Ausführung herstellen. Dies ist in vielen Branchen bevorzugt, da es die Genauigkeit, Konsistenz und Fähigkeit zur Steigerung der Produktion und Einheitlichkeit der produzierten Teile verbessert.
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CNC Fräsmaschinen
Was ist eine CNC-Fräsmaschine?
CNC ist die Abkürzung für Computer Numerical Control - Computer Numerical Control, was bedeutet, dass der Computer die Fräsmaschine steuert.
Eine CNC-Fräsmaschine ist eine Maschine, die Teile von hoher Qualität mit einem hohen Detailgrad und einer präzisen Ausführung herstellt. CNC-Fräsen verwenden rotierende Werkzeuge - Fräser, mit Anweisungen zur Materialbearbeitung, die aus einer CAD-Datei stammen.
Die Funktion und die Koordinaten der Fräser werden vom Steuergerät der Fräsmaschine kontrolliert, wobei der menschliche Anteil minimal ist, um die Produktion abzuschließen.
CNC-Fräsmaschinen sind für die Massenproduktion vieler Teile aus verschiedenen Materialien und Kunststoffen ausgelegt. Die grundlegende Funktion einer Fräsmaschine besteht darin, eine vorgegebene Form mechanisch aus dem bearbeiteten Material herauszuschneiden.
Wie funktioniert eine CNC-Fräsmaschine?
Der CNC-Fräsprozess funktioniert so, dass die Maschine kodierte Anweisungen liest und diese dann durch die Bearbeitung des Materials umsetzt.
Alles beginnt mit der Erstellung einer 3D-CAD-Datei, die das Endteil-Design darstellt. Nach Abschluss dieser Aufgabe kann das Design in ein für die Maschine lesbares Format konvertiert werden. CAM-Software exportiert es in das Maschinenprogramm, normalerweise im G-Code-Format, das als Anweisung dient und jede Bewegung der Maschine steuert. Dies repliziert das CAD-Design im ausgewählten Material mit hoher Genauigkeit und Effizienz.
Die CNC-Fräsmaschine nutzt die Zerspanungstechnologie. Es handelt sich um einen Bearbeitungsprozess, bei dem Materialien durch Drehen, Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden mit CNC-Werkzeugen mit fester Geometrie und Anzahl der Schneiden bearbeitet werden, indem bestimmte Schichten des Überschusses entfernt und in Späne umgewandelt werden.
Die CNC-Fräsmaschine kann große und kleine Mengen sehr komplexer Teile herstellen. Je nach Fräsmaschine kann sie unter verschiedenen Winkeln schneiden und sich entlang verschiedener Achsen bewegen. Auf dem Markt finden wir 3-, 4- oder sogar 5-Achsen-Fräsmaschinen.
Je mehr Achsen die CNC-Fräsmaschine hat, desto komplexer und detaillierter kann das Endprodukt sein.
Was bedeutet die Anzahl der Achsen in einer CNC-Fräsmaschine?
Für einfachere Geometrien kann eine 3-Achsen-Fräsmaschine verwendet werden. Diese sind einfach zu programmieren und zu bedienen und erreichen eine hervorragende Genauigkeit bei niedrigen Kosten. Die Schneidwerkzeuge sind an einer Spindel befestigt, die auf drei linearen Achsen arbeitet. Diese kann sich mit Tausenden von Umdrehungen pro Minute drehen, was bedeutet, dass auch die härtesten Materialien mit Leichtigkeit und hoher Präzision bearbeitet werden.
3-Achsen-CNC-Fräsmaschinen sind die am weitesten verbreitete Variante und können in der Z-Achse (vertikal) sowie in den X- und Y-Richtungen schneiden. Es ist jedoch zu beachten, dass in diesen Maschinen normalerweise keine Untercuts mit einem Standard-Endfräser gemacht werden können. In solchen Maschinen ist diese Oberfläche nicht mit einem Standard-Endfräser zugänglich.
4-Achsen-Fräsmaschinen sind fortschrittlicher und bieten zusätzlich die Möglichkeit, sich um die X-Achse zu drehen (ähnlich wie eine Drehmaschine).
5-Achsen-Fräsmaschinen bieten sowohl eine Drehung entlang der X- als auch der Y-Achse. Sie sind die vollständigsten verfügbaren Fräsmaschinen und werden für hochkomplexe Projekte wie Geräte und Implantate für die Medizinindustrie, Rotoren und Luftfahrtkonstruktionen eingesetzt.
Aufbau einer CNC-Fräsmaschine
Eine typische CNC-Fräsmaschine besteht aus folgenden Komponenten:
- Schrittmotor der Z-Achse — Der Motor, der das Werkzeug (Fräser) zum Bearbeiten nach oben und unten bewegt.
- Fräser — Das Werkzeug, das das Material bearbeitet.
- Spindel - Ein Wellenbauteil mit Lagern, das sich mit hoher Geschwindigkeit dreht und an dem das Werkzeug, der Fräser, montiert ist.
- X-Achsenführung — Eine Führung, die es dem Fräser ermöglicht, sich horizontal (von links nach rechts) zu bewegen (aus Sicht der Maschine von vorne).
- Y-Achsenführung — Eine Führung, auf der sich die X-Achsenführung bewegt, um den Fräser vorwärts und rückwärts zu bewegen.
- Peschel — Eine Kunststoffabdeckung für die Kabel, die die Schrittmotoren versorgen, die den Fräser auf den X- und Y-Achsen bewegen, sowie die Kabel für die Datenübertragung zu diesen Motoren.
- Klemmen — Das Werkstück, das mit der CNC-Fräsmaschine bearbeitet wird, muss festgeklemmt werden, da sich ein nicht festgeklemmt Werkstück bewegen wird.
- Arbeitsraum - Tisch — Hier wird das bearbeitete Material abgelegt, wobei die Größe je nach Fräsmaschine variiert.
- Maschinensteuerstation — Ein Computer mit Software zur Steuerung der CNC-Fräsmaschine + Steuergerät der Fräsmaschine.
Was sind die größten Vorteile einer CNC-Fräsmaschine?
- Hohe Qualität und Präzision bei der Produktion: Die CNC-Bearbeitung als Prozess lässt sehr wenig Raum für Fehler und bietet ein hohes Maß an Genauigkeit und Präzision. Dies geschieht, weil die Maschine mit einem vom Computer gesteuerten Programm arbeitet, das 3D-Designs verarbeitet, die mit CAD entwickelt wurden. Alle Operationen werden über die Maschinenoberfläche gestartet, und die Maschine führt diese Anweisungen aus, ohne dass eine manuelle Dateneingabe erforderlich ist.
- Hohe Produktionsleistung: Mit einer CNC-Fräsmaschine wird ein hoher Produktionslevel erreicht, da der Prozess automatisiert ist. CNC-Fräsen ist eine bewährte Lösung, wenn ein Teil in großen Mengen produziert werden muss und jedes Teil die gleichen Qualitäts- und Fertigstellungsvorgaben erfüllen muss. Besonders einfach zu programmieren und zu bedienen ist eine 3-Achsen-Maschine, die bei niedrigen Kosten eine hohe Präzision erreicht.
- Wiederholbarkeit der Produktion: CNC-Fräsmaschinen sind so konzipiert und gebaut, dass sie mit höchster Präzision im bearbeiteten Werkstück schneiden. Jede Bewegung wird vom Computerprogramm gesteuert, was bedeutet, dass jedes Teil mit derselben Genauigkeit und nahezu null Fehlerquote hergestellt wird.
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