Ist CNC-Bearbeitung gefährlich?
Die CNC-Bearbeitung umfasst sowohl das Fräsen als auch dasDrehen](https://fractory.com/cnc-lathing-and-turning/). Rotierende Teile und Werkzeuge wirken nicht nur gefährlich sondern sind es…
Möchten Sie wissen, wie man eine gute CNC-Werkstatt erkennt? Wir geben Ihnen einige Hinweise zu den unverzichtbaren Anforderungen an jeden Dienstleister und wie Sie einen Service zur Bestellung von bearbeiteten Teilen erkennen können.
Eine CNC-Werkstatt bezeichnet ein Gebäude, eine Etage oder sogar einen Raum, in dem manuelle oder automatisierte CNC-Maschinen Produkte herstellen. In der Regel bezieht sich der Begriff CNC-Werkstatt und Zerspanung auf die subtraktive Fertigung.
Bei der subtraktiven Fertigung werden Produkte durch das Entfernen von Material aus Rohmaterialblöcken oder -rohlingen hergestellt. Da bei der subtraktiven Fertigung verschiedene Bearbeitungsverfahren möglich sind, befinden sich in einer CNC-Werkstatt unterschiedliche Maschinen für unterschiedliche Aufgaben.
Es ist tatsächlich überraschend, wie viele Unternehmen ohne diese Dienstleistungen nicht bestehen könnten. CNC-Werkstätten stellen kleinen Unternehmen teure Maschinen und geschultes Personal zeitweise zur Verfügung – und das zu einem Bruchteil der Kosten, die für die Einrichtung eigener Fertigungsstätten anfallen würden.
Auch für Großunternehmen reduzieren CNC-Werkstätten die Kosten und die Fertigungszeiten erheblich, sodass sie in der heutigen Welt relevant und wettbewerbsfähig bleiben.
Aufgrund der Vielzahl an Bearbeitungsverfahren, die zur subtraktiven Fertigung zählen, gibt es in einer CNC-Werkstatt zahlreiche verschiedene Maschinentypen. Einige davon sind:
Die Drehmaschine zählt zu den ersten Maschinen, die für die Fertigung entwickelt wurden. Begonnen hat alles mit der manuellen Gewindeschneid-Drehmaschine, doch heutige schwere Drehmaschinen arbeiten elektrisch und sind zu weit mehr fähig.
Eine Drehmaschine verfügt über ein Spannfutter, in das das Werkstück eingespannt wird. Das Schneidwerkzeug wird im Werkzeughalter befestigt. Der Techniker wählt anschließend die optimale Drehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe. Während sich das Werkstück dreht, entfernt das Schneidwerkzeug die gewünschte Materialmenge.
Die Drehmaschine kann zahlreiche Bearbeitungen durchführen, etwa Schneiden, Planen, Drehen, Anfasen, Gewindeschneiden, Polieren, Rillen, Ausbohren, Bohren, Schleifen und Rändeln. Am häufigsten wird das CNC-Drehen eingesetzt, für das jeweils unterschiedliche Werkzeuge verwendet werden.
Einige dieser Bearbeitungen führen dazu, dass heiße Metallsplitter herausgeschleudert werden. Daher ist es unerlässlich, vor Arbeitsbeginn die richtige persönliche Schutzausrüstung (PSA) zu tragen.
Mit einer Ständerbohrmaschine werden Löcher in ein Werkstück gebohrt. Im Vergleich zu Handbohrmaschinen bietet sie mehr Stabilität und Genauigkeit.
Das Werkzeug wird in eine vertikale Spindel eingespannt und das Werkstück mit einem Schraubstock fixiert. Mit einem Handhebel wird der Bohrer in das Werkstück geführt, während Kühlmittel für einen sauberen Schnitt sorgt.
Eine Schleifmaschine ist ein Elektrowerkzeug, das für ein glattes Oberflächenfinish sorgt. Sie wird eingesetzt, wenn ein besonders feiner Schliff oder exakte Maße erforderlich sind. Die Maschine verfügt über ein rotierendes Schleifrad, das mit der rauen Oberfläche in Kontakt kommt und Unebenheiten entfernt.
Techniker nutzen Schleifmaschinen auch, um Rost oder Schmutz von Geräteoberflächen zu entfernen, bevor sie überholt oder wieder in Betrieb genommen werden.
Eine CNC-Fräsmaschine besitzt eine vertikale Spindel mit einem schwenkbaren Kopf. Im Kopf befindet sich ein rotierender Fräser, der nach Bedarf Material vom Rohling abträgt. Ein Motor bewegt das Werkstück mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, um den Vorschub zu gewährleisten. Geringer Vorschub und kleine Schnitttiefen sorgen für ein hochwertiges Oberflächenfinish.
Es gibt verschiedene Maschinentypen, etwa 3-Achs- und 5-Achs-Fräsen. Die Anzahl der Achsen bestimmt die Flexibilität der Fertigung, beeinflusst aber auch die Kosten – je nach Komplexität der Bauteile.
Komplexe Teile lassen sich häufig günstiger mit moderner Technologie fertigen, während bei einfachen Geometrien eine kostenintensive Maschine die Herstellung verteuern kann.
Eine Fräsmaschine ist ideal für ebene Flächen, kann aber auch für unregelmäßige Oberflächen verwendet werden. Bohren, Ausbohren, Nuten und Verzahnen zählen zu ihren Anwendungen.
Jede CNC-Werkstatt verfügt in der Regel über eine separate Messstation, um die korrekten Maße zu gewährleisten. Werden vom Kunden bestimmte Maße gefordert, müssen diese auch exakt eingehalten werden.
Daher erfolgt im Anschluss eine Kontrolle, um die Übereinstimmung mit der Konstruktion zu garantieren.
Ein CNC-Bearbeitungszentrum ist eine hochentwickelte Maschine, die anspruchsvolle subtraktive Fertigung an verschiedenen Materialien ermöglicht. Aufgrund ihrer unübertroffenen Genauigkeit, des hochwertigen Oberflächenfinishs und der einfachen Einrichtung ist sie die erste Wahl in der Präzisionsfertigung.
Ein Bearbeitungszentrum kann Fräs-, Bohr- und Drehoperationen in einem Arbeitsgang ausführen. Es können mehrere Werkzeuge gleichzeitig eingesetzt werden, sodass alle Arbeitsschritte nacheinander bis zum fertigen Produkt automatisiert ablaufen. Durch Live-Tooling lassen sich die Werkzeuge automatisch wechseln, was die Durchlaufzeiten erheblich verkürzt.
Die Präzision von CNC-Bearbeitungszentren hängt von sorgfältigem Umgang ab, insbesondere beim Umzug oder bei der Installation in neuen Räumlichkeiten. Die Einhaltung von CNC-Installationsprotokollen ist entscheidend, um Genauigkeit und Funktionalität zu erhalten.
Hier betreten wir einen Bereich, der außerhalb der CNC-Bearbeitung liegt. Dennoch sind solche Maschinen in jeder gut ausgestatteten CNC-Werkstatt üblich und unverzichtbar, um ein breites Produktspektrum herzustellen.
An erster Stelle steht die Schweißmaschine. Es gibt zahlreiche Schweißverfahren, deren Auswahl von verschiedenen Faktoren abhängt.
Zu diesen Faktoren zählen Materialtyp und -dicke, verfügbare Stromquelle und Stromstärke, Zeitvorgaben sowie Schweißbedingungen. Ein gutes Verständnis der Schweißbegriffe erleichtert die Orientierung in diesem komplexen Bereich.
In modernen CNC-Werkstätten übernehmen automatisierte Schweißanlagen das Schweißen mit höchster Präzision. Sie arbeiten schnell, präzise und liefern gleichbleibend hohe Qualität, während Fehler und Unregelmäßigkeiten minimiert werden.
Mit dieser Maschine werden Metallbleche gebogen, um die gewünschten Formen zu erzielen. Häufig entstehen ganze Bauteile durch mehrfaches Biegen von Blechen. Biegemaschinen können manuell oder automatisiert arbeiten und basieren meist auf hydraulischen Prinzipien.
In vielen Fällen kann das Biegen das Schweißen ersetzen. Es empfiehlt sich, das Biegen vorzuziehen, da die Vorteile die Nachteile überwiegen. Es gibt verschiedene Biegeverfahren, mit denen sich erfahrene CNC-Techniker bestens auskennen.
Müssen Bleche in besonders komplexe Formen zugeschnitten werden, stoßen konventionelle Methoden oft an ihre Grenzen. Viele CNC-Werkstätten setzen daher moderne Technologien ein, um auch ausgefallene Formen präzise zu fertigen.
Zu den gängigen fortschrittlichen Schneidverfahren zählen das Wasserstrahl-, Plasma-, Laser- und Brennschneiden. Mit diesen Methoden entstehen hochpräzise, komplexe Bauteile.
Gegen Ende des 20. Jahrhunderts erlangte die CNC-gestützte Fertigung große Popularität. Eine CNC-Werkstatt konnte alle Aufgaben erledigen, die auch mit manuellen Maschinen möglich waren – und noch einiges mehr.
Im Laufe der Zeit wurden die CNC-Maschinen mit immer mehr Funktionen ausgestattet. Diese Fertigungsmöglichkeiten machen CNC-Bearbeitung heute unverzichtbar. Sehen wir uns an, welchen Mehrwert CNC-Maschinen einer Fertigung bieten.
Zeit ist unser wertvollstes Gut. Eine schnelle Markteinführung eines Produkts ist entscheidend für Rentabilität und Marktanteil. Die Nutzung einer CNC-Werkstatt verkürzt die Fertigungszeit sowohl bei Prototypen als auch bei der Serienproduktion erheblich.
CNC-Maschinen verarbeiten digitale Modelle mittels CAD-CAM-Software. Diese übersetzt 3D-Modelle in G-Code für die Bearbeitung.
Das manuelle Schreiben des Codes ist zwar möglich, dauert aber erheblich länger. Zudem kann ein digitales Modell problemlos an einen anderen Fertigungspartner weitergegeben werden, da die Rüstzeit wesentlich kürzer ist.
In einer CNC-Werkstatt entstehen maßgenaue Bauteile. Damit sind enge Toleranzen möglich, was den Wert des Endprodukts steigert. Zudem kann dasselbe Teil in konstant hoher Qualität in Serie gefertigt werden – ideal für Großserien.
Ein CNC-Bearbeitungszentrum kann mehrere Werkzeuge gleichzeitig aufnehmen. Einige moderne CNC-Maschinen verfügen sogar über automatische Werkzeugwechsler.
Nach dem Einrichten der benötigten Werkzeuge im Halter ist keine Bedienereingabe während der Produktion mehr erforderlich – die CNC-Maschine liefert das fertige Modell vollautomatisch.
Die CNC-Bearbeitung findet in der Regel hinter einer Schutzverkleidung oder sogar einer geschlossenen, transparenten Tür statt. Dadurch wird der Mensch aus der eigentlichen Bearbeitungsphase herausgenommen, Fehler werden reduziert und Unfälle nahezu ausgeschlossen. Darüber hinaus sind zahlreiche Sicherheitsfunktionen integriert:
CNC-Maschinen benötigen keine Pausen wie menschliche Bediener. Sie produzieren auch weniger Ausschuss. Das erhöht das Fertigungsvolumen und senkt gleichzeitig den Materialverbrauch.
Produktivität und Effizienz gehen bei der CNC-Bearbeitung Hand in Hand. Zudem sinkt der Personalbedarf, da ein einziger Bediener mehrere Maschinen gleichzeitig beaufsichtigen kann.
Trotz dieser Vorteile ist das manuelle Bearbeiten keinesfalls obsolet. Noch immer wird ein großer Teil der Fertigung auf konventionellen Maschinen durchgeführt.
CNC-Maschinen sind eine erhebliche Investition. Mit demselben Budget kann man mehrere manuelle Maschinen anschaffen. Für kleine Betriebe, die keine komplexen Teile fertigen, sind manuelle Maschinen oft die bessere Wahl.
Abgesehen von den Kosten überwiegen die Vorteile der CNC-Bearbeitung jedoch deutlich. Deshalb entwickelt sie sich zunehmend zum Standard. Die steigende Nachfrage führt zu einem stetigen Rückgang der Kosten für Anschaffung und Betrieb einer CNC-Werkstatt.
Zudem gibt es zahlreiche Dienstleister, die von Einzelteilen bis hin zur Serienfertigung alles anbieten.
Für Unternehmen, die nicht laufend viele bearbeitete Teile benötigen, sind CNC-Werkstätten ein Segen. Sie sparen enorme Kosten. Dennoch sollte sorgfältig recherchiert werden, um die richtige Werkstatt für die jeweiligen Anforderungen zu finden.
Vor der Entscheidung für eine CNC-Werkstatt müssen alle verfügbaren Optionen gründlich geprüft werden. Dazu gehört die Bewertung der technischen Möglichkeiten ebenso wie der Ruf des Betriebs. Letzterer lässt sich meist an Kundenfeedback und -zufriedenheit ablesen.
Ebenso sollte geprüft werden, an welchen Projekten der Betrieb bisher beteiligt war und wer zum Kundenstamm zählt. Hat er bereits für Kunden aus Ihrer Branche gearbeitet, kommt Ihnen diese Erfahrung bei Ihren Projekten zugute.
Eine gute CNC-Werkstatt sollte folgende Eigenschaften besitzen:
Die Werkstatt muss alle benötigten Leistungen anbieten können. Zudem sollten auch eventuelle künftige Anforderungen im Voraus geklärt werden, damit sichergestellt ist, dass diese ebenfalls erfüllt werden können.
Gute CNC-Werkstätten verfügen über ein Preismodell, das für beide Seiten vorteilhaft ist. Wenn die Preise so niedrig sind, dass keine Gewinnspanne bleibt, wird möglicherweise an Material oder Ausführungsqualität gespart. Die Preise sollten wettbewerbsfähig sein, ohne dass die Qualität leidet.
Das Endresultat muss einem akzeptablen Standard entsprechen. Auch die Qualitätskontrolle der Werkstatt sollte berücksichtigt werden. Die Gewissheit über die Qualität der Teile stärkt das Vertrauen in die Kommunikation mit den eigenen Kunden.
Es gibt CNC-Werkstätten, die zwar bestimmte Fertigungszeiten und Budgets zusichern, diese aber nicht einhalten. Das kann die Beziehung zu den eigenen Kunden beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, vor Vertragsabschluss die Auslastung und Flexibilität der Werkstatt genau zu kennen.
Die Werkstatt muss besonders beim Umgang mit vertraulichen Konstruktionsdaten für Datensicherheit sorgen. Dies kann beispielsweise durch eine Geheimhaltungsvereinbarung (NDA) sichergestellt werden, bevor Konstruktionsdaten weitergegeben werden.
Gerade bei engen Terminvorgaben muss die Werkstatt digital jederzeit erreichbar sein, um den Auftragsstatus abzufragen.
Auch telefonische Erreichbarkeit ist wichtig, falls einmal kein Internetzugang besteht. Eine gute CNC-Werkstatt reagiert nicht nur schnell auf Anfragen, sondern informiert auch proaktiv über den Status der Bestellung.
CNC-Werkstätten fertigen Bauteile für unterschiedlichste Branchen. Viele Industriezweige setzen auf Metallmaschinen und -komponenten. CNC-Werkstätten können diese Teile problemlos fertigen – ebenso wie Bauteile aus Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Zu den wichtigsten Branchen für die CNC-Metallbearbeitung zählen:
CNC-Maschinen fertigen Luft- und Raumfahrtkomponenten aus Edelstahl und Aluminium (den beiden meistgenutzten Metallen in dieser Branche) in höchster Qualität.
Der Schiffbau ist stark auf CNC-Werkstätten angewiesen. Neben dem Bau neuer Schiffe spielen sie auch bei der Herstellung von Teilen für Wartungsarbeiten während der regelmäßigen Dockzeiten eine zentrale Rolle.
CNC-Werkstätten fertigen neue Ausrüstung wie Ventile, Rohrleitungen und Filter für Schiffe. Ebenso können gebrauchte Bauteile wie Hauptmaschinenventilspindeln und Sitzringe aufgearbeitet werden.
CNC-Werkstätten stellen Komponenten für elektrische Geräte her, insbesondere für Elektromotoren. Mit den passenden Materialien fertigen sie etwa Wellen und Zahnräder für unterschiedlich große Motoren.
Die Energiebranche beauftragt CNC-Werkstätten häufig mit der Fertigung von Ersatzteilen, die vom Originalhersteller nicht mehr geliefert werden. Anlagen zur Stromerzeugung sind auf Langlebigkeit ausgelegt, um Ausfälle zu vermeiden.
Im Falle eines Defekts können Ingenieure mit Hilfe von CNC-Werkstätten maßgeschneiderte Ersatzteile anfertigen lassen. Bauteile wie Heizrohre, Turbinen oder Gehäuseplatten müssen oft in spezifischen Größen zugeschnitten werden.
