Suchen Sie einen zuverlässigen und schnellen Lieferanten von CNC-Teilen aus Kunststoff oder Metall? Mit einer Reihe von CNC-Maschinen in unseren Produktionsstätten verfügen wir über eine beispiellose Kapazität, sodass wir stets pünktlich liefern können. TEAM Rapid-Bearbeitungszentren sind dafür konzipiert schnelle Fertigung und Kleinserienfertigung von Endverbrauchskomponenten.

Was ist CNC-Zerspanung?

„CNC“ ist die offizielle Abkürzung für „Computerized Numerical Control“. Hinter diesem futuristischen Begriff verbirgt sich eine lange Geschichte, die bis heute den Kern der Entwicklung computergesteuerter Werkzeugmaschinen beschreibt. Die etablierte Methode der CNC-Bearbeitung umfasst die Herstellung geometrisch komplexer Bauteile mit Unterstützung spezieller Maschinen, die die zuvor programmierten Vorgaben hochpräzise automatisch umsetzen.

Das Prinzip und die Funktion der CNC-Bearbeitung

Die numerische Steuerung ist neben der menschlichen Komponente bei der CNC-Bearbeitung der wohl wichtigste Faktor. Bei diesen leistungsstarken Helfern handelt es sich um drei- oder fünfachsige Fräsmaschinen, die vollautomatisch Programme abarbeiten und ein Bauteil fertigen. Zu den in der Routine definierten Arbeitsschritten gehören je nach gewünschtem Bauteil der Abtrag von nicht benötigtem Material oder die Herstellung eines Gewindes unter Einhaltung der geltenden Normen.

Die Herstellung eines Objekts basiert auf 3D-Objekten, die zunächst über einen Computer an die Maschine übertragen werden müssen. Im weiteren Verlauf des Prozesses müssen Facharbeiter beispielsweise sowohl die Schnittgeschwindigkeit als auch den Vorschub mit den Berechnungen des CNC-Computers vergleichen, bevor die Fertigung planmäßig erfolgen kann.

Wie ist der CNC-Bearbeitungsprozess?

1. Halbzeuge vorbereiten

Für die CNC-Bearbeitung wird Rohmaterial, sogenannte Halbzeuge, benötigt. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Stangen zum Drehen und Sägezuschnitte in Plattenform zum Fräsen.

Je nach Menge, Material und Größe werden die Halbzeuge entweder in unserem Werk zugeschnitten oder bei einem externen Materialhändler eingekauft.

2. Richten Sie die CNC-Maschine ein

Das Einrichten der CNC-Maschine ist eine Grundvoraussetzung für die CNC-Bearbeitung. Um CNC-Teile herstellen zu können, müssen die Aufspannung der Halbzeuge und die Werkzeuge wie Fräser, Bohrer, Drehwerkzeuge usw. vorbereitet werden. Die Wahl der Aufspannung erfolgt im Wesentlichen in Abhängigkeit von der Geometrie des Halbzeugs und der zu erzielenden Kontur des Fertigteils. Weitere Faktoren sind die Bearbeitungswege der Werkzeuge am Werkstück in der Maschine und die bei der Bearbeitung zu erwartenden Kräfte.

Insbesondere bei komplexen Bauteilen, beispielsweise beim Fräsen, kann es erforderlich sein, zuvor spezielle Spannbacken anzufertigen. Dies erfordert viel Erfahrung und eine gute Vorbereitung. Die Geometrie der Dreh- oder Fräswerkzeuge kann entweder mit einem Werkzeugvoreinstellgerät oder direkt in der Maschine gemessen werden.

3. CNC-Maschine programmieren

Das Bearbeitungsprogramm, das sogenannte NC-Programm, gibt vor, wie ein Werkstück bearbeitet werden soll CNC-Teil wird aus dem Halbzeug mit den vorbereiteten Werkzeugen hergestellt. Je nach Komplexität variiert der Zeitaufwand für die Programmierung zwischen wenigen Minuten und mehreren Stunden. Editorprogramme und CAM-Software (Computer Aided Manufacturing Software) können helfen, den Programmieraufwand deutlich zu beschleunigen und zu vereinfachen. Jeder Arbeitsschritt kann mithilfe eines 3D-Modells digital programmiert werden.

Erfahren Sie mehr über das Programmieren!

4. Einstellen der CNC-Maschine

Nachdem das CNC-Programm erstellt und von der Maschine eingelesen wurde, kann das erste Bauteil gefertigt werden. Dabei wird das NC-Programm erstmals unter Aufsicht eines Mitarbeiters durchlaufen. Eventuelle Fehler im Programm können korrigiert oder Korrekturen vorgenommen werden, beispielsweise bei den Bohrtiefen.

5. Produktionsfreigabe durch Qualitätsprüfung

Nach der Fertigung des ersten Bauteils werden die Maße anhand der technischen Zeichnung überprüft. Hierzu kommen in unserem Messraum verschiedene gängige Mess- und Prüfgeräte sowie unterschiedliche Messgeräte zum Einsatz.

6. CNC-Teile herstellen

Wenn alle vorbereitenden Arbeitsschritte erfolgreich abgeschlossen sind, beginnt die Produktion der CNC-Teile. Die Produktionszeit der Bauteile wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Im Wesentlichen bestimmt das Material die Zeit, die für die Bearbeitung benötigt wird. Auch die Anforderung an eine bestimmte Oberflächenqualität beeinflusst die Produktionszeit.

Was leistet die CNC-Bearbeitung? Welche Art von Bauteil ist grundsätzlich für die CNC-Bearbeitung geeignet?

Bei den Verfahren Fräsen und Drehen handelt es sich um sehr flexible CNC-Fertigungsverfahren mit großer Gestaltungsfreiheit der Bauteile. Vor allem in der Metallbearbeitung kommen diese vom Prototypen bis zur Großserie zum Einsatz.

Kriterium der Oberflächenqualität

Typische mittlere Rauheitswerte für die CNC-Bearbeitung liegen im Bereich von Ra 0.8–3.2 µm. Auch Werte kleiner als Ra 0.8 µm sind möglich.

Folgende Faktoren haben Einfluss auf die Oberflächenrauheit: Schnittwerte bei der Bearbeitung, Schneidstoff und dessen Schneidgeometrie und Verschleißzustand, Bearbeitungseigenschaften des Werkstoffs sowie Einsatz von Kühlschmierung. Im Vergleich zum 3D-Druck, der auch bei kleinen Losgrößen immer relevanter wird, können durch die spanende Bearbeitung deutlich höhere Oberflächenqualitäten erzielt werden. Unbehandelte „unbearbeitete“ Oberflächen im 3D-Druck betragen je nach Verfahren etwa Ra 6-15 µm.

Kriteriumsmenge

Entgegen vieler Annahmen kann die CNC-Bearbeitung auch bei kleinen bis mittleren Stückzahlen wirtschaftlich sein. Bei kleinen bis mittleren Mengen sind in der Regel 1-1,000 Stück gemeint. Da die Maschine zu Beginn der Produktion einmalig eingerichtet werden muss, sinken grundsätzlich die Kosten pro CNC-Teil mit steigender Stückzahl. Der einmalige Rüstaufwand einer CNC-Maschine für Fertigungsprozesse im Bereich Zerspanung ist im Vergleich beispielsweise zu Umformprozessen wie dem Gießen deutlich geringer. Dadurch können insbesondere kleine Losgrößen und Einzelteile für Prototypen wirtschaftlich gefertigt werden. Je nach Material und Geometrie der Bauteile kann die CNC-Bearbeitung auch bei größeren Stückzahlen eine wirtschaftliche Option sein.

Kriterium Fertigungszeit vs. Angaben auf technischen Zeichnungen

Auch bei der CNC-Bearbeitung gilt das Motto „Zeit ist Geld“. Toleranzen und Oberflächengüte sollten vom Konstrukteur von TEAM Rapid immer nur so eng gewählt werden, wie es für eine wirtschaftliche Produktion wirklich notwendig ist. Wer braucht am Ende schon eine Adapterplatte mit einer glänzenden, glatten und schönen Oberfläche, wenn das Bauteil am Ende der Montage in einer Maschine verschwindet und nur noch seine Funktion erfüllt? Selbstverständlich fertigen wir die Bauteile nach Ihren Wünschen, beraten Sie aber auch gerne bei der Auswahl von Toleranzen und Oberflächenqualität.

Kriteriumgenauigkeit

Einer der größten Vorteile der CNC-Bearbeitung ist die Präzision. Erzielbare geometrische Abweichungen liegen im Bereich weniger Mikrometer. Damit ist die CNC-Bearbeitung anderen Fertigungsverfahren, beispielsweise beim Fräsen und Drehen, deutlich überlegen. Die CNC-Teile können daher problemlos dort eingesetzt werden, wo eine präzise Ausrichtung innerhalb einer Baugruppe erforderlich ist.

Kriteriumsmaterial

Für die CNC-Bearbeitung eignen sich verschiedene Metalle wie Aluminium, Stahl, Edelstahl und Messing, aber auch hochfeste Kunststoffe. Prinzipiell können eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, allerdings gilt auch hier: Je härter das Material, desto höher der Werkzeugverschleiß und desto geringer die Materialabtragsleistung. 

CNC-Bearbeitungsmethode

Herstellung von CNC-Frästeilen

Fräsen ist ein spanendes Herstellungsverfahren eines meist mehrzahnigen Werkzeugs. Im Gegensatz zum Drehen können mit dem Fräsverfahren auch nicht rotationssymmetrische Werkstücke hergestellt werden. Beim CNC-Fräsen rotiert das Werkzeug und das Werkstück wird fest in einer Vorrichtung fixiert. Die verschiedenen Arten von Fräsmaschinen werden je nach Bewegungsmöglichkeiten in 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-Bearbeitungszentren unterteilt. Je nach Drehrichtung des Fräsers unterscheidet man zwischen Gleichlauffräsen und Gegenlauffräsen. Die Fräsprozesse werden entsprechend der herzustellenden Werkstückgeometrie bezeichnet.

CNC-Drehteile herstellen

Drehen ist ein spanendes Fertigungsverfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile. Das in der Drehmaschine eingespannte Werkstück aus zerspanbarem Material führt die kreisförmige Schnittbewegung aus, während das Werkzeug die notwendigen Vorschub- und Zustellbewegungen ausführt. Das Werkstück stellt somit den Rotationskörper dar. Bei diesem Vorgang wird das Material vom Werkstück durch das Werkzeug abgetragen.

Drehverfahren werden wie folgt klassifiziert:

– Abhängig von der Lage der Oberfläche beim Außen- und Innendrehen

– Abhängig von der Vorschubrichtung beim Quer- und Längsdrehen

Abhängig von der Bearbeitungsoberfläche kann diese Klassifizierung auch weiter differenziert werden, beispielsweise in Plandrehen, Runddrehen, Profildrehen oder ähnliches.

Das Anwendungsspektrum für CNC-Drehteile ist vielfältig. Es reicht von rotationssymmetrischen Bauteilen für die Automatisierungstechnik, Hydraulik, Pneumatik sowie den Maschinen- und Anlagenbau bis hin zu kleinsten CNC-Drehteilen für die Medizintechnik und Elektrotechnik.

Vorteile der CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung bietet viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Maschinen:

Es ermöglicht auch die Bearbeitung komplexer Formen (3D),

wirtschaftlich arbeitet,

ist sehr präzise und kann Schritte genau und wiederholen

geht sehr schnell voran;

Da Programme gespeichert werden können, können viele gleiche Teile ohne Personalaufwand in Massenproduktion hergestellt werden;

Nicht zuletzt lassen sich mit der CNC-Technik neue Konzepte für Maschinen entwickeln, da keine Verbindung zwischen Hauptantrieb und Vorschubantrieb erforderlich ist.

Der Unterschied zum herkömmlichen Fräsen

CNC-Fräsen unterscheidet sich grundsätzlich vom konventionellen Mahlen, das manuell oder maschinell gesteuert wird. Im Gegensatz zum CNC-Fräsen werden die Vorschübe entweder über Kurbeln oder einfache Vorschubgeräte reguliert. Die Skalen mit Nonius zeigen an, welche Maße verwendet werden. Nahezu alle Fräsmaschinen, die produktiv eingesetzt werden, arbeiten mittlerweile mit optoelektronischen Wegmesssystemen, also Verfahren, die die Umwandlung elektronisch erzeugter Daten und Energie in Lichtemission und umgekehrt ermöglichen. Der Werkzeugwechsel erfolgt per Hand.

Warum sollten Sie sich für TEAM Rapid für die CNC-Bearbeitung entscheiden?

Schnelle, zuverlässige Lieferung

Testen und ändern Sie Teilekonstruktionen in schneller Folge und beschleunigen Sie die Produktentwicklung mit Expressteilen. Unsere automatisierte Designanalyse hilft dabei, schwer zu bearbeitende Elemente zu identifizieren, bevor Sie Ihr Design an die Fertigung senden. Dies vermeidet kostspielige Nacharbeiten später im Produktentwicklungszyklus.

Feedback zur Machbarkeit des Entwurfs

Wenn Sie durch Hochladen Ihrer 3D-CAD-Datei ein Angebot anfordern, analysieren wir die Teilegeometrie, um schwer zu bearbeitende Merkmale zu identifizieren. Beispiele hierfür sind hohe, dünne Wände oder Löcher, die keine Gewinde aufnehmen können.

Materialauswahl

Wir führen mehr als 30 technische Metall- und Kunststoffmaterialien, die für verschiedene Teileanwendungen und Branchen geeignet sind. Die Materialauswahl reicht von Kunststoffen wie ABS, Polycarbonat, Polyamid bis hin zu Aluminium, Edelstahl, Magnesium und Kupfer.

Flexible CNC-Vorlaufzeit

Ab sofort können Sie die CNC-Vorlaufzeit flexibel wählen und so den Liefertermin und die Kosten für Ihre CNC-Teile selbst bestimmen.

Mit einer Lieferzeit zwischen 7 und 14 Tagen können wir Ihnen im Rahmen unserer flexiblen Fertigungsmöglichkeit einen günstigeren Preis anbieten – trotzdem erhalten Sie Ihre Teile deutlich schneller als bei den meisten anderen Anbietern.