Was ist CNC-Bearbeitung und wie funktioniert sie?

CNC-Bearbeitung
CNC-Bearbeitungsdienst
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=DXOR4YeMn-8

Die CNC-Bearbeitung ist einfach eine computergesteuert Bearbeitungsprozess. Zerspanung ist jedes Verfahren, bei dem Material geschnitten, geformt oder gebohrt wird - im Grunde also alles, bei dem Material abgetragen wird, um eine bestimmte Form zu erzeugen. Schauen wir uns zunächst an, wofür CNC-Bearbeitung steht. Außerdem hat sich die CNC-Bearbeitungstechnologie im Laufe der Jahre zu der Fertigungsmethode entwickelt, die sie heute ist.

CNC-Bearbeitung Vollform

CNC steht für Computer Numerical Control. Es bedeutet einfach, dass die CNC-Bearbeitungswerkzeuge von Computern gesteuert werden. Numerische Steuerung bedeutet Betrieb mit Zahlen, Symbolen und kodierten Anweisungen.

Vereinfacht gesagt, wird eine spezielle CNC-Bearbeitungssoftware verwendet, um eine Reihe von Anweisungen zu erstellen, die auch als CNC-Programme bezeichnet werden. Diese werden in den Computer eingegeben, der die Werkzeugmaschine steuert. Die Werkzeugmaschine führt dann die Anweisungen aus, um die gewünschte Produktform herzustellen.

Geschichte der CNC-Bearbeitung

Hier ein kurzer Überblick über die Geschichte der CNC-Bearbeitung: Die erste CNC-Maschine wurde in den 1940er Jahren von John T. Parsons. Doch erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts begann die Technologie an Popularität zu gewinnen. In den 1970er Jahren hatte sich die CNC-Technik durchgesetzt, da immer mehr Hersteller sie einsetzten.

Bei den frühen CNC-Verfahren wurden Pappbögen verwendet, in die Löcher gestanzt wurden, die den Befehlen entsprachen, die die Maschine ausführen musste. Heute hat sich das grundlegend geändert: Moderne CNC-Bearbeitungsmaschinen sind computergesteuert, hochpräzise, schnell und vielseitig.

CNC-Bearbeitung
CNC-Bearbeitung
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=hQPvRM2gaZU

Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung?

Nachdem wir nun ein wenig über die Geschichte der CNC-Bearbeitung wissen, wollen wir uns genauer ansehen, wie sie heute funktioniert. Wie wir bereits erwähnt haben, werden CNC-Maschinen durch Computerprogramme gesteuert. Diese Programme sagen der Maschine, welche Bewegungen sie ausführen und wie viel Material sie abtragen soll.

Um ein Teil zu erstellen, gibt der Ingenieur den Entwurf zunächst in ein CAD-Programm ein. Die CAD-Programm wird dann verwendet, um ein CNC-Bearbeitungsprogramm zu erstellen, d. h. eine Reihe von Anweisungen, die der Maschine die Art der auszuführenden Bewegungen vorgeben.

Der CNC-Bearbeitungsprozess folgt diesem grundlegenden Ablauf:

  • Sobald das CNC-Programm erstellt ist, wird es auf die CNC-Maschinensteuerung heruntergeladen. Der Bediener richtet dann die Maschine und das Rohmaterial ein, um den Bearbeitungsprozess zu starten.
  •  Die CNC-Bearbeitung beginnt. Die Steuerung liest das Programm und sendet Signale an den Achsantrieb.
  •  Der Achsenantrieb bewegt das Schneidewerkzeug präzise, um Material vom Material abzutragen und die gewünschte Form oder das gewünschte Merkmal zu erzeugen. Diese CNC-Bearbeitungsschritte laufen automatisch ab.

Der Vorgang wird so lange wiederholt, bis der Auftrag erledigt ist. Nach Abschluss des Vorgangs prüft der Bediener das Teil, um sicherzustellen, dass es den Spezifikationen entspricht. Wenn dies der Fall ist, ist das Teil einsatzbereit. Für einen CNC-Bearbeitungsprototyp würde dies bedeuten, dass nun die volle Produktion beginnen kann, allerdings in der Regel erst, nachdem weitere Tests durchgeführt wurden.

CNC-Bearbeitung Motorblock
CNC-Bearbeitung Motorblock
Ressource: https://www.enginebuildermag.com

Wozu dient die CNC-Bearbeitung?

Mit der CNC-Bearbeitung erreicht die Fertigung eine ganz neue Ebene, da man fast alles aus praktisch jedem Material herstellen kann. Im Allgemeinen wird die CNC-Bearbeitung sowohl in der Prototyping- als auch in der Massenproduktionsphase der Fertigung eingesetzt, wie im Folgenden erläutert wird.

CNC-Bearbeitung Prototyping

Die CNC-Bearbeitung wird häufig zur Herstellung von Prototypen eingesetzt. Ein Prototyp ist eine kleine Charge von Teilen, die verwendet wird, um das Design eines Produkts zu testen, bevor es in die Produktion geht. Die Herstellung von Prototypen mit CNC-Bearbeitung hat mehrere Vorteile.

Erstens ist die CNC-Technik relativ schnell, so dass Prototypen rasch hergestellt werden können. Dies ist nützlich, wenn Musterteile schnell hergestellt werden müssen oder während der so genannten schneller Prototypenbau in der Welt des verarbeitenden Gewerbes.

Zweitens ermöglicht die CNC-Bearbeitung von Prototypen ein hohes Maß an Genauigkeit und Wiederholbarkeit, so dass die mit dieser Technologie erstellten Prototypen dem Endprodukt in der Regel sehr nahe kommen.

CNC-Bearbeitung Fertigung

In der eigentlichen Fertigung wird die CNC-Bearbeitung eingesetzt, um kleine oder große Serien von Teilen herzustellen. In einigen Fällen ist die CNC-Bearbeitung das einzige Fertigungsverfahren. In anderen Fällen wird sie in Verbindung mit anderen Verfahren wie Gießen oder Spritzgießen eingesetzt.

Welches Fertigungsverfahren zum Einsatz kommt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, z. B. von der Anzahl der herzustellenden Teile, der Größe und Komplexität der Teile und den verwendeten Materialien. Zu den häufigsten Anwendungen der CNC-Bearbeitung gehören:

  • Luft- und Raumfahrt: Die CNC-Bearbeitung wird für die Herstellung von Teilen für Flugzeuge und Satelliten verwendet.
  •  Medizinisch: Bei der CNC-Bearbeitung werden medizinische Geräte wie Implantate und Prothesen hergestellt.
  •  AutomobilindustrieIn der Automobilindustrie ist die CNC-Bearbeitungstechnologie bei der Herstellung von Teilen für Autos, Lastwagen und andere Fahrzeuge weit verbreitet.
  •  Konsumgüter: Die CNC-Bearbeitung wird auch bei der Herstellung einer Vielzahl von Konsumgütern wie Haushaltsgeräten und Spielzeug eingesetzt.
  •  Elektronik: Die CNC-Bearbeitung ist bei der Herstellung von Teilen für elektronische Geräte wie Computer und Mobiltelefone von großem Nutzen.
  •  Konstruktion: Die Bauindustrie ist ein großer Nutznießer des CNC-Bearbeitungsprozesses bei der Herstellung von Baumaschinen wie Baggern und Planierraupen.
Zu den Vorteilen der CNC-Bearbeitung gehören eine hohe Oberflächengüte
Zu den Vorteilen der CNC-Bearbeitung gehören eine hohe Oberflächengüte
Ressource: https://gaugemagazine.com

Vorteile der CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung als Fertigungsverfahren hat viele Vorteile. Erstens ist die CNC-Bearbeitung ein exaktes Verfahren. Das bedeutet, dass CNC-bearbeitete Teile in der Regel hochpräzise sind und enge Toleranzen aufweisen. Außerdem ist die CNC-Bearbeitung ein wiederholbarer Prozess, und das gleiche Teil kann immer wieder mit den gleichen Ergebnissen hergestellt werden.

Die CNC-Bearbeitung ist auch ein sehr schnelles Verfahren. Das bedeutet, dass Sie in kürzester Zeit viele Teile herstellen können. Außerdem ist es ein vielseitiges Verfahren, das für verschiedene Materialien verwendet werden kann, von Metallen und Kunststoffen bis hin zu Holz und Verbundstoffen oder sogar Schaumstoff.

Was die Kosten für die CNC-Bearbeitung betrifft, so bleiben die Produktionskosten nach den anfänglichen Einrichtungskosten niedrig. Das liegt daran, dass wenig bis gar keine manuellen Arbeitskosten anfallen und eine CNC-Maschine, sobald sie programmiert ist, selbstständig laufen kann. Die Vorteile der CNC-Bearbeitung lassen sich so zusammenfassen:

  • Reproduzierbarkeit
  •  Hohe Präzision
  •  Hohe Geschwindigkeit
  •  Vielseitigkeit
  •  Kosten-Wirksamkeit
CNC-Bearbeitungsmaschinen im Einsatz
CNC-Bearbeitungsmaschinen im Einsatz
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=jF4F8Zr2YO8

Nachteile der CNC-Bearbeitung

Das CNC-Bearbeitungsverfahren bietet viele Vorteile. Sie hat aber auch einige Nachteile, über die Sie sich im Klaren sein sollten, bevor Sie entscheiden, ob sie das richtige Verfahren für Ihr Projekt ist. Hier sind einige der wichtigsten Nachteile der CNC-Bearbeitung:

Hohe Anfangsinvestition

Einer der größten Nachteile der CNC-Bearbeitung ist, dass sie eine hohe Anfangsinvestition erfordert. Einige CNC-Maschinen können recht teuer sein, was bedeutet, dass Sie eine große Vorabinvestition tätigen müssen, bevor Sie sie einsetzen können.

Die Kosten für die CNC-Bearbeitung können jedoch durch die vielen Vorteile ausgeglichen werden, die sie bietet, wie z. B. eine höhere Effizienz und geringere Arbeitskosten. Darüber hinaus können CNC-Maschinen für eine Vielzahl unterschiedlicher Projekte eingesetzt werden, was bedeutet, dass Sie sie im Laufe der Zeit sehr gut nutzen können.

Erfordert spezialisierte Ausbildung

Ein weiterer Nachteil der CNC-Bearbeitung ist, dass sie eine spezielle Ausbildung erfordert. Im Gegensatz zu einigen anderen Fertigungsverfahren kann man eine CNC-Maschine nicht einfach in die Hand nehmen und loslegen.

Stattdessen müssen Sie Folgendes erhalten einige Schulungen wie man die Maschine richtig bedient. Diese Ausbildung kann teuer und zeitaufwändig sein, was bedeutet, dass sie nicht für jeden die richtige Option ist. Wenn Sie einen CNC-Bearbeitungsingenieur einstellen wollen, kann das eine noch höhere Anfangsinvestition bedeuten.

Fragen zur CNC-Bearbeitung

Haben Sie noch Fragen zur CNC-Bearbeitung? Wir verstehen das. Die CNC-Bearbeitung ist ein weites Feld, das viele Bereiche abdeckt. Hier finden Sie eine Liste der am häufigsten gestellten Fragen zur CNC-Bearbeitung mit den entsprechenden Antworten:

Q1. Ist die CNC-Bearbeitung gefährlich?

A: Der CNC-Bearbeitungsprozess ist eine der sichersten Fertigungstechniken. CNC-Maschinen sind hoch automatisiert und erfordern in der Regel nur sehr wenig menschliche Interaktion. Obwohl die CNC-Bearbeitung an sich nicht gefährlich ist, müssen einige Sicherheitsrisiken berücksichtigt werden. Lesen Sie mehr über diese hier.

Q2. Was ist der Unterschied zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck?

A: Bei der CNC-Bearbeitung handelt es sich um ein subtraktives Fertigungsverfahren, d. h. die Teile werden durch Abtragen von Material aus einem größeren Block hergestellt. Der 3D-Druck hingegen ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem die Teile durch schichtweises Hinzufügen von Material hergestellt werden.

Q3. Was ist der Unterschied zwischen CNC und traditioneller Bearbeitung?

A: Der größte Unterschied zwischen der CNC-Bearbeitung und der herkömmlichen Bearbeitung ist die Rolle des Bedieners. Bei der herkömmlichen Bearbeitung ist der Bediener für die Steuerung der Maschine verantwortlich. Bei der CNC-Bearbeitung ist der Bediener nur dafür verantwortlich, die Maschine mit den richtigen Programmen und Materialien zu bestücken. Ansonsten sind die beiden Verfahren ähnlich.

Q4. Ist die CNC-Bearbeitung teuer?

A: Die Kosten der CNC-Bearbeitung hängen von der Komplexität des Teils, dem Material und der Menge ab. Im Allgemeinen ist die CNC-Bearbeitung jedoch ein sehr kosteneffizientes Fertigungsverfahren, das den meisten Anforderungen an die Produktherstellung gerecht wird, einschließlich enger Toleranzen.

F5: Ist die CNC-Bearbeitung ein guter Beruf?

A: CNC-Bearbeitung ist ein großartiger Beruf für alle, die sich für die Arbeit mit automatisierten Werkzeugen interessieren. Ein CNC-Bearbeitungsingenieur oder -mechaniker muss ein spezielles Ausbildungsprogramm absolvieren, bevor er seine Arbeit aufnehmen kann. CNC-Bearbeiter verdienen in der Regel ein durchschnittliches Gehalt von $41.925 pro Jahr.

F6: Was ist die Zukunft der CNC-Bearbeitung?

A: Die Zukunft der CNC-Bearbeitung ist sehr rosig, daran besteht kein Zweifel. Da die Welt zunehmend digitalisiert wird, wenden sich immer mehr Unternehmen der CNC-Bearbeitung zu, um Teile und Produkte herzustellen. Und da sich die Technologie ständig weiterentwickelt, sind die Möglichkeiten, was mit CNC-Bearbeitung hergestellt werden kann, endlos.

Schlussfolgerung

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control Machining) ist ein vielseitiges und schnelles Fertigungsverfahren, das eine breite Palette von Anwendungen bietet. Die CNC-Bearbeitung ist eine hervorragende Option für Unternehmen jeder Größe und kann zur Herstellung von Teilen aus einer Vielzahl von Materialien verwendet werden. Damit ist sie eines der vielseitigsten und kosteneffizientesten Fertigungsverfahren, die es heute gibt.

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