Een van de populairste methodes om verschillende materialen te bewerken is frezen. Hierbij worden de omhulsels van een onderdeel uitgesneden tot de gewenste vorm is verkregen. Op deze manier kunnen echt complexe structuren worden gemaakt, ongeacht de afmetingen. Het is echter belangrijk om te weten dat het frezen van kunststoffen niet hetzelfde is als het frezen van metalen. Als de verkeerde methode wordt gebruikt, kan het materiaal beschadigd raken. Daarom raden we u aan om bij het verspanen vertrouwd te raken met de verschillen tussen metalen en kunststoffen.
Wat is het freesproces?
Zoals vermeld in de inleiding, is frezen een van de bewerkingsmethoden. Het is gebaseerd op de roterende beweging van de frezen. De messen bewegen over het materiaal, waardoor het gesneden wordt. Belangrijk is dat de gereedschappen in beweging blijven terwijl het werkstuk stil blijft staan. Dit onderscheidt metalen of kunststof frezen van draaien, waarbij het materiaal rond de draaimessen beweegt.
Op deze manier worden onnodige lagen materiaal gescheiden van het werkstuk. De snijvrijheid is bijna onbeperkt. De freesmachine werkt voornamelijk op vlakke oppervlakken. Voor onregelmatig gevormde werkstukken is het beter om andere bewerkingsmethoden te gebruiken.
Frezen wordt handmatig of automatisch uitgevoerd. Het handmatige proces wordt uitgevoerd in strikt gedefinieerde situaties, zoals kleine batchproductie. CNC-bewerking van kunststoffen is nuttig als ongeëvenaarde precisie en volledige herhaalbaarheid vereist zijn. Computergestuurde machines kunnen identieke producten produceren in duizenden stuks. Dit maakt automatisch frezen een minder dure oplossing voor grootschalige projecten.
Hoe werkt metaal frezen?
We kennen al het algemene principe van hoe het wordt uitgevoerd, dus is het nu nodig om naar de details te kijken. Frezen in metaal wordt uitgevoerd met kogelfrezen die zijn aangepast voor het werken in metaal. Het meervoud wordt hier niet voor niets gebruikt. Metalen zijn immers vrij hard, dus een enkele frees kan gewoon niet tegen de taak opgewassen zijn. Hoeveel heb je er dan nodig? Meestal worden er twee of drie messen gebruikt, die op de cilinder of voorkant van de freesmachine worden geplaatst. Ze zijn gemaakt om te draaien zodat ze het materiaal eronder snijden. Frezen worden gemaakt van hoogwaardige grondstoffen zoals hogesnelheidsstaal (kleinere modellen) of hardmetaal (grotere modellen).
Het bewerken van metalen wordt onderverdeeld in co-roterend en contraroterend. De eerste methode bestaat - zoals de naam al aangeeft - uit een gelijktijdige, d.w.z. congruente, beweging van de snijkant en het materiaal. Metaal frezen met deze methode begint met het bepalen van een startpunt. De bewerking gaat door totdat de dikte van het te snijden materiaal het verwachte niveau heeft bereikt. Het grootste voordeel van co-roterend metaal frezen is dat het materiaal niet verhardt, wat niet onbelangrijk is voor de levensduur van het gereedschap. Helaas heeft het ook een groot nadeel. De kracht die op de frees werkt is namelijk erg groot en de trillingen die worden opgewekt kunnen tot ongewenste situaties leiden.
Voor de tweede methode ligt de zaak anders. Contraroterend plaatfrezen is het tegenovergestelde van co-roteren. De frees beweegt in de ene richting en het werkstuk in de andere. De rand wordt na verloop van tijd steeds strakker tegen het werkstuk aangedrukt, waardoor de speling verdwijnt. Uiteraard is dit type bewerking minder effectief dan gelijktijdig frezen, maar het blijft erg nuttig vanwege de vermindering van trillingen en de lagere kracht die op de frees werkt.
Waar moet ik op letten bij het frezen in metaal?
Er zijn verschillende aspecten waarmee rekening moet worden gehouden bij het bewerken van metaal en dit geldt ongeacht de gekozen methode. Ten eerste moeten de freesmessen van de freesmachine door hun hardheid op een hoger vermogen werken, waardoor ze warmte produceren. Als dit te veel is, raken de gereedschappen en het materiaal beschadigd. Daarom moet bij het frezen van platen een speciaal koelsysteem worden gebruikt. Dit varieert afhankelijk van het type metaal:
- standaard staal wordt drooggefreesd met perslucht, waardoor ook spanen worden verwijderd;
- hittebestendige legeringen hebben een koelemulsie nodig;
- roestvrij staal en aluminium kunnen niet zonder een koelmiddel om het risico op opeenhoping te verminderen;
- gietijzer heeft een koelmiddel nodig om het stof te binden dat tijdens het proces ontstaat.
Het is vermeldenswaard dat dunwandige werkstukken en de natte freesmethode zeer intensieve koeling vereisen vanwege het risico op vervorming van het werkstuk.
Hoe worden kunststoffen bewerkt?
Grofweg is de bewerking van kunststoffen vergelijkbaar met die van metalen. Daarom zullen we hier niet alle details herhalen en ons alleen richten op wat het frezen van kunststoffen nu eigenlijk onderscheidt.
De methode wordt uitgevoerd met freesmachines, plotters of multitasking CNC-bewerkingsmachines. Belangrijk is dat ook gereedschap kan worden gebruikt dat is ontworpen voor het frezen in metaal, vooral zachte metalen zoals aluminium. Je moet echter heel voorzichtig zijn tijdens het proces, dus het is beter om ze alleen te gebruiken als er geen andere optie is. Het verspanen van kunststoffen is veiliger en efficiënter met gereedschappen gemaakt van monolithisch hardmetaal (VHM). Deze hebben grote spaankanalen voor spaanafvoer en oppervlaktekoeling. Vingerlasfrezen worden het meest gebruikt om trillingen te verminderen. Voor composieten wordt daarentegen aanbevolen om te investeren in gereedschappen met een diamantcoating.
Als het gaat om de keuze van frezen - co-roterend of contraroterend - raden experts aan om voor contraroterend te kiezen. Dit voorkomt de vorming van een braam, d.w.z. een deel van het materiaal dat achterblijft op het oppervlak of de rand. Dit heeft een negatieve invloed op de kwaliteit van het product. Aan de andere kant, als het gaat om vlakke oppervlakken, wordt om redenen van efficiëntie face frezen aanbevolen in plaats van cilindrisch frezen.
Waar moet op gelet worden bij het frezen van kunststoffen?
Bij het bewerken moeten hoge snelheden in combinatie met gemiddelde voedingen en een kleine spaanhoek gebruikt worden. Dit is de enige manier om een goede oppervlaktekwaliteit te bereiken. De resultaten zijn nog beter als eenpuntsgereedschap wordt gebruikt. Bij het frezen van kunststoffen is het meestal niet nodig om meer dan twee messen te bevestigen (in het geval van hardere kunststoffen).
Het bevestigen van het werkstuk gebeurt ook op een iets andere manier. Hiervoor kan namelijk dubbelzijdig plakband worden gebruikt.
Hoeveel kost het om plaatstaal te frezen versus kunststof?
Zoals je gemakkelijk kunt raden, zorgen de verschillen in de twee materiaalsoorten en de noodzaak om licht verschillende methodes en gereedschappen te gebruiken voor een prijsverschil. Het is echter onmogelijk om een specifieke verhouding van de gemaakte kosten te berekenen, bv. 2:1 voor metalen is het resultaat van de invloed van vele factoren op de kostenraming. Specialisten in kunststof- of metaalbewerking houden onder andere rekening met het type grondstof, de grootte van de order, het type project of de noodzaak om ongebruikelijk werk uit te voeren bij extreem complexe orders. Het is daarom moeilijk om aan te geven wat kosteneffectiever is.
De prijsverschillen zijn daarom aanzienlijk, maar niet zo groot dat ze van groot belang zijn. Gelukkig maakt een individuele offerte voor een dienst het mogelijk om de kosten van een project te beperken. Vooral bij het gebruik van CNC-machines voor massaproductie.
Samenvatting van de belangrijkste verschillen
Nu alles bekend is over de twee grondstoffen, is het mogelijk om over te gaan tot een samenvatting. Het bewerken van kunststoffen verschilt in detail van het frezen van metalen, hoewel het algemene principe hetzelfde blijft. De belangrijkste verschillen zijn:
- CNC frezen van kunststoffen genereert grote hoeveelheden spanen. Daarom is het gebruik van geavanceerde verwijderingsmethoden zoals industriële stofzuigers noodzakelijk. In het geval van metalen kunnen handmatige reinigingsmethoden worden gebruikt.
- Bij het frezen in metaal komt veel warmte vrij. Daarom is een effectief koelsysteem nodig. Anders ontstaat er schade aan zowel de freesmachine als het werkstuk.
- Ook bij het bewerken van kunststoffen mag een bepaalde temperatuur niet worden overschreden, maar in plaats van een koelsysteem te gebruiken, is het voldoende om de optimale parameters voor de freesmachine te kiezen. Deze worden voor elk type materiaal afzonderlijk ingesteld.
- Metalen zijn hard, dus bewerken met een enkel blad, zoals bij kunststoffen, slaat de plank mis. Om de juiste oppervlaktekwaliteit te bereiken, moeten er minimaal twee messen worden gebruikt op het kopvlak of cilindrische oppervlak.
De juiste keuze van frezen en werktemperaturen en het vakkundig gebruik van gereedschap is niet mogelijk zonder ervaring en specifieke expertise op dit gebied. Daarom is het beter om het frezen van kunststoffen of metalen toe te vertrouwen aan professionals.
Neem gerust telefonisch of per e-mail contact op met onze vertegenwoordigers om de details van de samenwerking af te spreken. We zullen met plezier het frezen van metaal en andere materialen uitvoeren tegen een aantrekkelijke prijs.