Was ist CNC-Bearbeitung? Was sind seine Vor- und Nachteile?
Übersicht über die CNC-Bearbeitung
Die CNC-Bearbeitung wird von einem Computer gesteuert, um hochpräzise Teile herzustellen. Bei diesem Prozess steuert ein Computerprogramm die Bewegung des Schneidwerkzeugs, und das CNC-Programm steuert das Schneidwerkzeug, um Material vom Werkstück zu entfernen und so das fertige Teil zu erzeugen.
Mit der CNC-Technik werden eine Reihe von Bauteilen hergestellt, unter anderem aus Metall, Kunststoff und anderen Materialien.
Mit dem Verfahren können auch Teile mit komplexen Geometrien und hoher Präzision hergestellt werden, was es zu einer beliebten Wahl für Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen macht, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, medizinische Geräte und Konsumgüter.
Es bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Bearbeitungsmethoden, darunter höhere Genauigkeit, Konsistenz und Geschwindigkeit sowie die Möglichkeit, komplexe Geometrien und komplizierte Details herzustellen.
Es ermöglicht auch den Einsatz fortschrittlicher Schneidwerkzeuge und -technologien wie mehrachsige Bearbeitungszentren und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, was die Effizienz und Qualität des Prozesses weiter verbessern kann.
Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung?
Moderne CNC-Systeme sind bestrebt, menschliche Eingriffe so weit wie möglich zu reduzieren. Dadurch wird eine konstante und kontinuierliche Leistung gewährleistet, was eine intelligente Fertigung ermöglicht und hervorragende Ergebnisse liefert.
Allerdings erfordert die CNC-Fertigung sorgfältige Überlegungen vom ersten Entwurf bis zur endgültigen Fertigung. Der gesamte Prozess ist in drei verschiedene Schritte unterteilt:
1- Design
Der erste entscheidende Schritt bei der CNC-Bearbeitung umfasst Softwareanwendungen wie CAD, CAM und CAE.
Ingenieure und Designer verlassen sich auf diese Werkzeuge, um Teile und Produkte zu entwerfen und anschließend deren Herstellbarkeit zu bewerten.
Diese Bewertung, bekannt als Design for Manufacturing (DFM), ist von entscheidender Bedeutung.
Dadurch wird sichergestellt, dass das Design optimiert wird, um die Effizienz zu maximieren und die Kosten zu senken, während gleichzeitig die Grenzen der vorhandenen Technologie eingehalten werden.
In den meisten Fällen sind CAD-Tools auf dem Markt mit hauseigenen CAM-Tools ausgestattet, die bei der Vorverarbeitung und Programmierung helfen.
Sobald der CAD-Entwurf fertig ist, konvertiert der Konstrukteur ihn in ein CNC-kompatibles Dateiformat, normalerweise STEP oder IGES.
2 – Vorverarbeitung und Programmierung
Die CNC-Maschinenprogrammierung umfasst hauptsächlich die Kommunikation mit Maschinen mithilfe von G-Code und M-Code.
Diese Codes werden vom CAM-Softwarepaket generiert und dienen als Leitfaden für Schneidwerkzeugwege bei CNC-Operationen.
Wenn die Konstruktion den DFM-Standards (Design for Manufacturing) entspricht, muss der CNC-Maschinenbauer in der Regel nicht in die Vorverarbeitungs- oder Betriebsphase eingreifen.
Wenn das Design diese Kriterien jedoch nicht erfüllt, ist möglicherweise ein gewisser manueller Eingriff erforderlich, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
Die Vorbearbeitung ist ein Standardschritt bei der CNC-Bearbeitung und ihre Dauer hängt von der Qualität des Designs ab. Die G-Code- oder M-Code-Programmierung dauert normalerweise nur wenige Minuten.
Der Erfolg der CNC-Programmierung hängt jedoch davon ab, ob die Konstruktion den DFM-Konventionen entspricht. Präzises Design führt zu korrektem Code und zufriedenstellenden Ergebnissen, während Designfehler zu falschem Code und schlechten Ergebnissen führen
3 – Bearbeitung
Der letzte Schritt ist der Bearbeitungsprozess, bei dem der im vorherigen Schritt bereitgestellte Code verwendet wird, um überschüssiges Material aus dem Block zu entfernen.
Die Genauigkeit der maschinellen Bearbeitung ist von entscheidender Bedeutung, die exakte Nachbildung der Abmessungen eines CAD-Modells ist jedoch oft eine Herausforderung.
Aus diesem Grund wenden Maschinisten in der Regel die Standardtoleranzen nach ISO 2768 an, die je nach Branchenanforderungen variieren.
Engere Toleranzen führen zu höheren Herstellungskosten, was ein weithin akzeptierter Grundsatz ist.
Häufige Anwendungen für CNC-bearbeitete Teile
Der Bearbeitungsprozess ist für seine Präzision bei der Herstellung von CNC-Teilen bekannt und wird in zahlreichen Bereichen vielfältig eingesetzt.
Zu den Branchen, die am meisten von den Möglichkeiten der CNC-Bearbeitung profitieren, gehören::
| Branchenanwendungen | Materialanwendung |
| Luft- und Raumfahrt | Munition und ähnliche Gegenstände |
| Automobilindustrie | Motorteile, Getriebeteile, Aufhängungsteile |
| Medizinische Geräte | Implantate, Prothesen und chirurgische Instrumente |
| Verbrauchsmaterial | Elektronik, Spielzeug und gewöhnliche Haushaltsgegenstände |
| Maschinen und Werkzeuge | Pumpen, Ventile und Getriebe |
| Prototyping und R&D | Herstellung von Prototypen und Testteilen für Forschungs- und Entwicklungszwecke |
| Schmuckherstellung | Komplexer Schmuck erfordert Präzision und Wiederholgenauigkeit |
| Schimmel | Formen und Matrizen für die Herstellung von Kunststoff- und Metallprodukten |
Die wichtigsten Vor- und Nachteile der CNC-Bearbeitung
Hier sind die wichtigsten Vor- und Nachteile der CNC-Bearbeitung:
| Vorteile | Nachteile |
| Es ermöglicht eine präzise Steuerung des Schneidwerkzeugs, was zu Teilen mit engen Toleranzen und hervorragender Wiederholgenauigkeit führt | CNC-Maschinen sind teuer. Darüber hinaus gibt es viele Arten davon und die meisten Operationen sind nicht austauschbar. Daher sind Kapitalanforderungen für kleine und mittlere Unternehmen von großer Bedeutung |
| Es kann mit hohen Geschwindigkeiten laufen, wodurch Teile schneller hergestellt werden können | Geschulte Bediener sind erforderlich: Im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen benötigen CNC-Bediener eine umfangreiche Schulung, um mit der Arbeit beginnen zu können. Das bedeutet, dass sie stärker nachgefragt werden und höhere Gehaltsanforderungen haben |
| Es gewährleistet eine gleichbleibende Qualität, was sich hervorragend für Konsumgüter oder die Massenproduktion eignet | Einige CNC-Vorgänge sind zwar effizient, verschwenden jedoch möglicherweise mehr Material als manuelle Prozesse. Die Präzision, Wiederholbarkeit und Effizienz, die sie bieten, können diesen Mangel jedoch in vielen Fällen ausgleichen |
| Es bietet die Flexibilität, durch effektive Programmierung und die richtigen Bearbeitungsmethoden ein breites Spektrum an Teilen zu erstellen, von einfachen bis hin zu komplexen Designs | |
| Es gewährleistet eine gleichbleibende Qualität, was sich hervorragend für Verbraucher oder die Massenproduktion eignet | |
| Es ist kosteneffektiv für die Produktion in großem Maßstab und nutzt Skaleneffekte, um die Kosten pro Teil zu senken und den Bedarf der Branche an Effizienz und Erschwinglichkeit zu erfüllen | |
| Es bietet mehr Sicherheit als manuelle Methoden, da der Bediener die Maschine aus der Ferne steuern kann, wodurch die Gefährdung durch Gefahren wie Schmutz, Hitze und andere Bedrohungen verringert wird | |
| Da die meisten Prozesse automatisiert sind, sind sie so optimiert, dass sie ohne Eingriffe konsistent funktionieren, wodurch sich der allgemeine Wartungsaufwand verringert |
Fazit
Die CNC-Bearbeitung ist der Grundstein der modernen Industrie und hat bei Außenstehenden Neugier geweckt.
Sie ist ein zentraler Treiber des Industriezeitalters und wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen.
Wenn Sie gute Ideen und Bedürfnisse haben, können Sie uns gerne über die offizielle E-Mail von ZÜRST kontaktieren. Professionelle Ingenieure werden persönlich mit Ihnen kommunizieren, um Ihnen bei der Verwirklichung Ihrer großen Träume zu helfen!
OEM
ODM
Distributor