In der modernen Produktion werden häufig CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) eingesetzt. Dies sind computergesteuerte Werkzeuge, die für die Ausführung präziser Bewegungen in wiederholbaren Mustern konzipiert sind. Sie wurden in den 1940er und 1950er Jahren in die Industrie eingeführt. Als hochpräzise Maschinen werden sie in verschiedenen spanenden Bearbeitungsoperationen eingesetzt. Obwohl die CNC-Bearbeitung sehr ähnlich wie der 3D-Druck ist, sind die Hauptunterschiede hohe Präzision, fortschrittliche Geschwindigkeit und Kosten. Im Allgemeinen sind CNC-Maschinen die bessere Wahl für präzisere, effizientere und qualitativ hochwertigere Projekte. Es gibt verschiedene Arten von CNC-Werkzeugen, und Hersteller verwenden sie hauptsächlich für Projekte, die hohe Präzision und Genauigkeit erfordern. Daher ist es wichtig, die richtige Maschine für das jeweilige Projekt auszuwählen. Bevor wir jedoch diese Werkzeuge besprechen, werfen wir einen genaueren Blick auf die verschiedenen Arten von CNC.
Arten von CNC-Schneidemaschinen für Kunststoffe und andere Materialien
Grundsätzlich gibt es fünf breite Kategorien von CNC-Werkzeugmaschinen, abhängig von der Art der Werkzeugmaschine, der Präzision und der Art des Projekts. Diese sind:
- CNC-Fräsmaschine
Dies ist wahrscheinlich die beliebteste Art auf dem Markt. Ein spezifisches Programm in alphanumerischer Form wird für die CNC-Fräse (Computer Numerical Control) übersetzt. In diesen Schneidbearbeitungsoperationen wird eine Programmiersprache namens G-Code verwendet. Nach der Programmierung schneidet das rotierende Schneidwerkzeug das Blech in verschiedene Formen und Größen. Im Gegensatz zu anderen manuell bedienten Fräsmaschinen bietet CNC-Fräsen eine deutlich höhere Präzision.
- CNC-Router
Ähnlich wie die meisten manuell bedienten Plotter können CNC-Äquivalente Materialien wie Holz, Kunststoff, Stahl, Aluminium, Schaumstoff und Verbundwerkstoffe schneiden. Mit der Verwendung von CNC können Sie jedoch mehr Prototypenmodelle und fortschrittliche Materialformen schneiden. Ähnlich wie bei einer CNC-Fräse arbeitet der Router mit digitalen Computersteuerungen zusammen, um in kürzerer Zeit mehr Teile zu produzieren und damit die Produktivität zu steigern. Typischerweise haben industrielle CNC-Router 3-Achsen-Maschinen, jedoch werden bei technischen und sehr komplexen Zerspanungsoperationen 4-Achsen-, 5-Achsen- und sogar 6-Achsen-Maschinen eingesetzt.
- CNC-Drehmaschine
Mit einer anderen Programmiersprache können diese Maschinen präzisere Schnitte ausführen. Es handelt sich um Drehmaschinen, die Materialien präzise schneiden, dreidimensional formen und gestalten. Diese Maschinen sind ideal für die Herstellung von kugel- oder zylinderförmigen Objekten.
- Plasmaschneidmaschine
CNC-Plasmaschneider werden zum Schneiden von schweren Metallen wie Stahl verwendet. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Umwandlung von Gas in Plasma, das mit hoher Geschwindigkeit aus dem Schneider geblasen wird. Das entsprechend erhitzte Plasma schmilzt fast jedes Metall, das von der Maschine geschnitten wird, und der hohe Druck, der beim Betrieb des Schneiders erzeugt wird, bläst alle Metallsplitter an der Schnittstelle weg.
- EDM-Maschine
EDM-Maschinen können virtuelle oder Drahtmaschinen sein. Sie nutzen elektrische Entladungen zum Schneiden von Blechen. Aus diesem Grund erzeugen sie Materialien mit bestimmten Formen und Größen.
Neben diesen fünf Typen sind auf dem Markt auch andere Arten von CNC-Maschinen erhältlich. Mit dem Auftreten dieser Maschinen wurde die Produktion einfacher, da präzisere und genauere Projekte in kürzester Zeit erstellt werden können.
CNC-Werkzeug
Schneidwerkzeuge gibt es seit der Antike. Sie sind eine der ältesten Erfindungen in der Geschichte der Menschheit und die, die wir heute verwenden, haben sich radikal verändert. Sie sind mit der Verwendung verschiedener Arten von Sägen verbunden. Ursprünglich haben wir sie aus Stein gebaut, daher haben die heutigen metallischen Werkzeuge einen hohen Wert in der Produktionsbranche erlangt. Obwohl alle Schneidwerkzeuge dem gleichen Zweck dienen, Material zu schneiden, sind ihre Anwendungen sehr vielfältig.
Grundsätzlich muss ein Schneidwerkzeug bestimmte Kriterien erfüllen, um effektiv zu sein:
- Es muss 30% bis 50% härter sein als das Material, mit dem es arbeitet.
- Es hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit.
- Es hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten.
- Es ist chemisch neutral und stabil.
In der Praxis führen CNC-Werkzeuge verschiedene Schneidoperationen aus. Bevor Sie überlegen können, welches davon für eine bestimmte Operation zu verwenden ist, müssen Sie wissen, welches Material der Hersteller zur Herstellung des Werkzeugs verwendet hat. Auf der Grundlage dieses Materials teilen wir die Schneidwerkzeuge in:
- Werkzeuge aus Kohlenstoffstahl
Diese Schneidwerkzeuge sind preiswert und hauptsächlich für Arbeiten mit niedriger Geschwindigkeit gedacht. Sie enthalten 0,6 - 1,5% Kohlenstoff sowie geringe Mengen an Mangan und Silizium. Sie werden hauptsächlich in Spiralbohrern, Formwerkzeugen, Fräsern und Drehmaschinen verwendet.
- Schnellarbeitsstahl (HSS)
Es besteht aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl und einer geeigneten Menge an Legierungselementen wie Chrom, Wolfram und Molybdän. Durch diese Kombination wird die Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit erhöht. Dies gewährleistet eine höhere Leistung bei der Entfernung von Metallen und anderen Materialien.
- Keramik
Diese chemisch neutralen Werkzeuge sind korrosionsbeständig und sogar zehnmal schneller als HSS. Typischerweise besteht das keramische Material aus Aluminiumoxid und Siliziumnitrid. In Projekten, die höchste Qualität in den Endbearbeitungsoperationen erfordern, wird oft dieses Material verwendet.
- Carbid
Entwickelt für die Arbeit mit hoher Geschwindigkeit, sind diese Werkzeuge aus gesintertem Karbid extrem hart und widerstehen Temperaturen bis zu 1000 Grad Celsius. Sie bestehen normalerweise aus Tantal, Titan und Wolfram. Sie werden auch bei Operationen eingesetzt, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern.
CNC-Schneidwerkzeuge
CNC-Schneidwerkzeuge sind in verschiedenen Formen und Größen für verschiedene Fräs- und Drehoperationen erhältlich. Darüber hinaus sollte das Werkstück mit der richtigen Software und Fräsern bearbeitet werden. Einige CNC-Fräser sind:
- Schaftfräser - Ein rotierendes Schneidwerkzeug, das zum Entfernen von Material verwendet werden kann. Obwohl sie sehr ähnlich zu Bohrern sind, werden Schaftfräser für allgemeinere Zerspanungsoperationen verwendet. Im Gegensatz zu Bohrern, die axial in das Material eindringen, sind Schaftfräser seitliche Werkzeuge, die in jede Richtung schneiden können. Aufgrund ihrer Konstruktion können einige Schaftfräser das Material nicht axial schneiden. Im Allgemeinen haben Schaftfräser verschiedene Arten von Enden, je nach dem gewünschten Endprodukt. Verschiedene Arten von Endfräsern sind:
Bevor wir mit der Bearbeitung beginnen, denken Sie daran, dass es notwendig ist, den Schnitt im Voraus zu planen, um die thermische Stabilität des Materials zu gewährleisten.
CNC-Bohrer
Im Folgenden präsentieren wir Bohrer und Messer, die zum Schneiden mit der CNC-Methode verwendet werden
Spiralbohrer: Diese CNC-Drehfräser haben zwei Rillen und zwei Schneidkanten. Dank ihrer einzigartigen Konstruktion gelangt das Kühlmittel schnell zum Schneidpunkt. Hersteller verwenden diese Schneidwerkzeuge häufig, um die Produktionskosten zu senken und Operationen mit höchstem Finish durchzuführen. Ein Spiralbohrer besteht aus drei Hauptteilen: dem Schaft, dem Körper und der Spitze.
Fliegende Scherenklinge: Diese einseitigen Fräsermesser sind universell einsetzbar und sorgen für eine hervorragende Oberflächenveredelung. Der CNC-Fräser bewegt sich im Uhrzeigersinn durch die Materialoberfläche, wodurch die Materialoberfläche glatt und flach wird. Sie sind für CNC-Ingenieure gedacht, die eine hervorragende, präzise Veredelung suchen.
Kühlmittel und Kühlschmierstoffe während des Schneidens
Normalerweise werden sie nicht in CNC-Schneidwerkzeugen verwendet. Kühlschmierstoffe entfernen Späne aus dem Schnittbereich. Sie bieten auch zusätzliche Vorteile wie:
- Reduzieren Sie thermische Verformungen des bearbeiteten Gegenstands.
- Verbessern Sie die Lebensdauer des Werkzeugs.
- Verbessern Sie die Oberflächenveredelung.
- Werkzeughalter halten normalerweise CNC-Schneidwerkzeuge an Ort und Stelle, bevor sie auf der CNC-Maschine installiert werden.
Warum sollten Sie das richtige CNC-Werkzeug wählen?
Die spanende Bearbeitung spielt eine Schlüsselrolle für die Qualität Ihres Projekts. CNC-Schneiden unterscheidet sich in vielen Aspekten von traditionellen Schneidtechniken. Obwohl CNC-Maschinen teuer in der Anschaffung sind, kann man das breite Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten von computergesteuerten Maschinen nicht übersehen. Tatsächlich hängt die Qualität Ihres Projekts von der Art des verwendeten Schneidwerkzeugs ab. Die Industriewelt ist hochkompetitiv und Hersteller sowie Endverbraucher müssen auf dem Weg zum Erfolg Produkte von höchster Qualität durch geeignete Planung und präzises Schneiden erstellen. Da Messer die Grundlage für professionelles Design sind, sollte besonderes Augenmerk auf diese kleinen Details gelegt werden, die Ihr Projekt besser oder schlechter machen können. Höhere Produktivität, hohe Präzision, Genauigkeit und Effizienz der Bearbeitung sind die treibenden Kräfte, die zur Herstellung von erstklassigen Produkten benötigt werden. Diese Vorteile des CNC-Schneidens können Sie leicht erreichen, indem Sie die richtigen Schneidwerkzeuge haben, und ein solides Verständnis der CNC-Schneidwerkzeuge ist der erste Schritt zum Erfolg in einer wettbewerbsintensiven Branche.