Auch das Handwerk entwickelt sich weiter und wird mit neuen Methoden immer moderner. So können die Unternehmen ihren Kunden immer bessere Produkte anbieten – ein Hauptkriterium, um langfristig ein erfolgreiches Unternehmen zu führen. Ein Beispiel hierfür ist beispielsweise die CNC-Bearbeitung.
Computergesteuerte numerische Steuerung der Werkzeugmaschinen
Die Abkürzung CNC steht für Computerized Numerical Control. Damit ist die computergesteuerte numerische Steuerung der Werkzeugmaschinen gemeint, welche bei der CNC-Bearbeitung zum Einsatz kommen. Diese werden auch als CNC-Maschinen bezeichnet. Die CNC-Bearbeitung mit Hilfe dieser Maschinen ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit komplexen geometrischen Formen und mit hoher Präzision. Die Methode ist sowohl kostengünstig als auch schnell umsetzbar.
Die Hauptschritte der CNC-Bearbeitung
Mit CNC-Bearbeitung lassen sich im Vergleich zu den meisten anderen Fertigungsverfahren deutlich präzisere Bauteile herstellen. Die erzielbare Geometrieabweichung liegt im Bereich von wenigen Mikrometern. Und so funktioniert es:
1. Halbzeuge werden vorbereitet
Bei der CNC-Bearbeitung werden bereits vorgefertigte Halbzeuge in unterschiedlichen Formen verarbeitet. Vorwiegend handelt es sich dabei um Stangen und Platten. Diese Halbzeuge werden je nach Stückzahl, Werkstoff und Abmessungen durch verschiedene Schneidverfahren auf die CNC-Bearbeitung vorbereitet.
2. CNC-Maschine wird gerüstet
Beim Rüsten wird eine Werkzeugmaschine für die Fertigung des CNC-Bauteils vorbereitet. Die wichtigsten Schritte beim Rüsten sind die Einspannung der Halbzeuge und die Vorbereitung der Dreh- und Fräswerkzeuge. Je nach Bearbeitungsaufgabe erfordert die technisch richtige und wirtschaftliche Wahl der Einspannung sehr viel Erfahrung und natürlich qualifizierte Mitarbeiter. Weil der Zeitbedarf hierfür sehr variabel sein kann, ist die Einspannung nicht selten einer der Kostentreiber der CNC-Fertigung.
3. CNC-Maschine wird programmiert
Das Bearbeitungsprogramm, das sogenannte NC-Programm, beschreibt, wie die CNC-Maschine mit Hilfe der Werkzeuge aus dem Halbzeug das Fertigteil herstellen soll. Die Erstellung dieser Programme kann direkt an der Steuerung der CNC-Maschinen erfolgen oder mit Hilfe einer sogenannten CAM-Software (Computer Aided Manufacturing-Software). Im Allgemeinen ist die Programmierung nicht automatisiert möglich. Auch hier sind also wieder gut qualifizierte Mitarbeiter notwendig. Der Zeitbedarf hierbei hängt stark von der geometrischen Komplexität der einzelnen Bauteile ab und kann zwischen wenigen Minuten und mehreren Stunden betragen.
4. Fertigung
Die eigentliche CNC-Bearbeitung erfolgt nach Abschluss der ersten drei Arbeitsschritte auf CNC-Drehmaschinen, CNC-Fräsmaschinen oder auf CNC-Maschinen, die sowohl Drehen als auch Fräsen können. Der Zeitbedarf für die Bearbeitung eines Werkstücks setzt sich aus den Hauptzeiten der einzelnen Bearbeitungsschritten und den Nebenzeiten beispielsweise für das Wechseln der Werkzeuge und des Werkstücks zusammen. Der Zeitaufwand hängt dabei maßgeblich vom Werkstoff und dem abzutragenden Materialvolumen ab.
Wie CNC-Bearbeitung funktioniert
Die in den Computer geladene 3D-Datei bestimmt den Fräsverlauf der Maschine, die das Material bearbeitet: Durch dreidimensionale Fräsbearbeitung wird das Teil geformt. Bei der Fertigung der Prototypen macht die Fräsmaschine eine Schnittbewegung (so genannte Schnittgeschwindigkeit) und eine Vorschubbewegung (so genannte Vorschubgeschwindigkeit). Fachfirmen haben auf ihrer Homepage meist weitere Informationen über den Vorgang und den Nutzen der CNC-Bearbeitung. Beispielsweise hier: https://ferrpol.de/dienstleistungen/cnc-bearbeitung/