CNC-Präzisionsbearbeitung:Alles, was Sie wissen müssen

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Maschinisten diese schweren Aluminiumwerkzeuge und Motorteile herstellen? Sie haben sie definitiv nicht mit den Händen gemacht oder in einem Ofen gegossen. Sie stellen diese Teile in einem Prozess her, der als CNC-Präzisionsbearbeitung bezeichnet wird.

Für diejenigen, die neu in der Fertigungswelt sind, ist die CNC-Präzisionsbearbeitung ein Fertigungsprozess, der den Einsatz von Computerprogrammen erfordert, um jedes Produkt nach genauen Spezifikationen herzustellen. Daher wird dieser Artikel den Prozess, die verschiedenen verwendeten Ausrüstungsteile, seine Anwendungen, die unterschiedliche Programmierung und die damit verbundene Verarbeitung definieren. Wenn Sie daran interessiert sind, mehr über diesen Herstellungsprozess zu erfahren, sollten Sie bis zum Ende lesen.

Was ist CNC-Präzisionsbearbeitung?

Wenn die Frage „Was ist Präzisionsbearbeitung? noch in Erinnerung bleibt, hier ist die Antwort. Wie der Name schon sagt, beinhaltet die CNC-Präzisionsbearbeitung das Formen von Rohmaterial in ein fertiges Produkt, indem Überschüsse gemäß einem Computer-Aided Design (CAD) oder Computer-Aided Manufacturing (CAM)-Bauplan ausgeschnitten werden. Darüber hinaus wenden Maschinisten dieses Verfahren in verschiedenen Herstellungsverfahren und auf verschiedenen Materialien an.

Bevor ein Produkt durch Präzisions-CNC-Bearbeitung hergestellt wird, ist die Verwendung von CAD- oder CAM-Programmen zur Erstellung des Produktentwurfs erforderlich. Das heißt, diese Programme erstellen hochdetaillierte 3D-Umrisse, denen ein präziser Bearbeitungsprozess folgen muss, um das Produkt erfolgreich zu replizieren.

Von Spielzeug bis hin zu medizinischen Geräten, Autos oder Raumfähren, jedes Produkt, das Teile enthält, muss präzise bearbeitet werden. Unter Verwendung von Computer Numerical Control (CNC)-Ausrüstung nutzt der Prozess Vorgänge wie Schneiden, Fräsen, Drehen und Elektroerosionsbearbeitung, um das Endprodukt zu erzielen.

Obwohl der Prozess die Überwachung durch einen erfahrenen Maschinisten erfordert, erledigt eine Maschine die meiste Arbeit automatisch. Die CAD-Software (Computer-Aided Design) erstellt das Design, die CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) übersetzt es dann in Fertigungsanweisungen für die Maschine. Eine abschließende Postprozessor-Software kodiert die Anweisung in Informationen, die die Maschine verstehen kann. Die Maschinisten laden dann die Anweisung in die CNC-Ausrüstung, um den Fertigungsprozess zu starten.

Toleranz der Präzisionsbearbeitung

Obwohl Präzisions-CNC-Bearbeitungswerkzeuge sehr genau sind, können diese Maschinen die Abmessungen von Produkten nicht genau so reproduzieren, wie sie im CAD-Bauplan stehen. Daher verwenden Maschinisten Toleranzen.

Toleranz ist der Betrag der Abweichung in der Abmessung eines Teils, der nach herkömmlichen Standards akzeptabel ist. Ein Synonym dafür ist Maßhaltigkeit. Es gibt keine Standardtoleranz für alle Präzisions-CNC-Bearbeitungsprozesse. Die Strenge der Toleranz hängt vom Herstellungsverfahren ab. Die Anzahl der Nachkommastellen eines Toleranzwertes zeigt die Strenge der Messung.

Es gibt verschiedene Arten von Toleranzmesssystemen. Zum Beispiel:

• Einseitige Toleranzmessung:Bei dieser Art der Toleranzmessung ist die Abweichung nur auf einer Seite vom Nennwert erlaubt. Das heißt, wenn der Nennwert einer Welle, die in ein Lager passt, 20 mm beträgt, würde eine größere Welle nicht hineinpassen. Daher erlauben Maschinisten die Abweichung für eine solche Welle nur auf der kleineren Seite.
• Grenztoleranzen:Dies ist, wenn der Toleranzwert in einem Bereich platziert wird. Wenn beispielsweise der Nennwert für die Welle 15 mm beträgt und die Toleranz 15 – 15,5 mm beträgt, stellt dies eine Grenztoleranz dar.
• Bilaterale Toleranzen:Diese Art der Toleranz erlaubt beidseitige Abweichungen vom Nennwert. Er wird normalerweise als +/- Wert ausgedrückt. Zur Verdeutlichung:Wenn ein Teil ein Maß von 25 mm mit einer Toleranz von +/- 0,05 mm hat, bedeutet dies, dass der Wert zwischen 24,95 mm und 25,05 mm liegen kann.

Es ist sehr wichtig zu wissen, wann Sie engere Toleranzen für Ihre Teilefertigung wählen sollten. Obwohl es nicht notwendig ist, dass das gesamte Teil enge Toleranzen aufweist, müssen die wichtigen Strukturteile, z. B. solche, die in andere Komponenten passen, nur geringfügig vom Nennwert abweichen, da Ungenauigkeiten die Integrität des Teils ernsthaft beeinträchtigen können.

Toleranzen sind bei präzisen Bearbeitungsprozessen wichtig, da sie dazu beitragen, Produktionskosten und Durchlaufzeiten zu reduzieren. So wichtig sie auch sind, sie erfordern viel Geschick und Geduld, um sie richtig hinzubekommen. Die Standardtoleranz von CNC-Maschinen beträgt 0,005 Zoll. Bei RapidDirect können unsere 5-Achsen-CNC-Maschinen Toleranzen von bis zu 0,002 Zoll erreichen. Wir bieten eine Reihe von Toleranzen an, um den Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden. Unsere Standardtoleranzen für die CNC-Bearbeitung von Metallen entsprechen DIN-2768-1-fein, für Kunststoffe DIN-2768-1-mittel.

Arten von Präzisions-CNC-Bearbeitungsgeräten

Aufgrund der unterschiedlichen Prozesse bei der CNC-Präzisionsbearbeitung sind unterschiedliche Geräte erforderlich, damit sie funktioniert. In einigen Fällen werden diese Werkzeuge auf einer einzelnen Maschine installiert und der Maschinist muss den Prozess nur starten und stoppen.

In einigen anderen Situationen müssen die Werkzeuge auf verschiedenen Maschinen platziert werden und der Maschinist muss das Werkstück/Rohmaterial von einer Maschine zur anderen bewegen. Zu den Maschinen, die in der CNC-Präzisionsbearbeitung verwendet werden, gehören beispielsweise:

CNC-Fräsausrüstung

Fräsen ist der präzise Bearbeitungsprozess, bei dem mithilfe von Rotationsfräsern überschüssiges Material von einem Werkstück entfernt wird. Es handelt sich um mehrere Arten von Mühlen. Beispiele für solche Fräser umfassen Schaftfräser, Fasfräser und Spiralfräser. Zu den CNC-fähigen Fräsmaschinen gehören auch Handfräsmaschinen, Glattfräsmaschinen, Universalfräsmaschinen und Universalfräsmaschinen. Diese Maschinen sind entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet.

CNC-Drehmaschinen

Drehen ist ein Präzisions-CNC-Bearbeitungsprozess, bei dem das Werkstück neben einem rotierenden Einpunkt-Schneidwerkzeug gedreht wird. Die beliebtesten Werkzeuge, die für Drehprozesse verwendet werden, sind Drehmaschinen, wie Revolverdrehmaschinen, Motordrehmaschinen und Motordrehmaschinen. Andere Drehmaschinen umfassen Geraddrehen, Kegeldrehen, Außennuten und Gewinde.

CNC-Bohrausrüstung:

Bohren ist ein präziser Bearbeitungsprozess, bei dem rotierende Mehrpunktbohrer verwendet werden, um zylindrische Löcher in Rohmaterialien/Werkstücken zu erzeugen. Außerdem ermöglicht das Design der Bohrer, dass die Späne vom Werkstück abfallen, wodurch die Bohrlöcher sauber bleiben.

Beispiele für übliche Bohrer, die in CNC-Bearbeitungsprozessen verwendet werden, umfassen Spotting-Bohrer (zur Herstellung von Flach- oder Pilotlöchern), Tieflochbohrer (zur Reduzierung der Anzahl von Spänen auf dem Werkstück), Schraubenmaschinenbohrer (zur Herstellung von Löchern ohne Pilotloch) und Spannreibahlen (zum Aufweiten zuvor hergestellter Bohrungen). Es gibt auch Bohrmaschinen, die Bohrer für eine bestimmte Bohraufgabe sind.

CNC-Elektroentladungs-Bergbauausrüstung

Electrical Discharge Mining ist ein präziser Bearbeitungsprozess, bei dem elektrische Entladungen (Funken) verwendet werden, um das fertige Produkt zu erhalten.

Der Aufbau besteht aus der Werkzeugelektrode (Werkzeug) und der Werkstückelektrode (Werkstück), die durch ein Dielektrikum getrennt sind und unter elektrischer Spannung stehen. Der Prozess ist auch als Funkenerosion, Funkenerosion, Brennen, Senkerodieren oder Drahterosion bekannt.

CNC-Präzisionsbearbeitungsanwendungen

Die Präzisionsbearbeitung gewinnt aufgrund ihrer vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten, kosten- und zeiteffizienten Prozesse in der Fertigungswelt immer mehr an Bedeutung. Der präzise Bearbeitungsprozess wird in Branchen wie verwendet:

Medizinische Industrie

Die Medizin entwickelt sich schnell weiter und der Bedarf an neuen Geräten steigt. Abgesehen von der Produktion neuer Geräte haben sie auch Bedarf an großen Mengen bestehender Geräte. Die Präzisions-CNC-Bearbeitung ist für die Herstellung dieser Ausrüstung verantwortlich. Beispiele hierfür sind Orthesen, Sicherheitsgehäuse, Implantate, MRT-Geräte, Forschungsgeräte usw.

Automobilindustrie

Da Automobilunternehmen mit neuen Innovationen aufwarten, um sie ihren neuesten Auto-Iterationen hinzuzufügen, müssen sie Prototypen dieser Teile entwickeln, bevor sie sie der Fertigungslinie hinzufügen. Die CNC-Präzisionsbearbeitung ist für die Entwicklung dieser Prototypen nach genauen Spezifikationen verantwortlich. Die Technologie stellt auch Teile für andere Transportmittel wie Schiffe, Transporter und viele mehr her.

Luftfahrtindustrie

Von Transportflugzeugen bis hin zu Raumfähren erfordern Luft- und Raumfahrtfahrzeuge sehr präzise Vorrichtungen, da ein einziger Fehler zu schweren Schäden an den verschiedenen Luftfahrzeugen führen kann. Der CNC-Präzisionsbearbeitungsprozess ist für die Herstellung vieler Komponenten in dieser Branche verantwortlich, wie z. B. Fahrwerksöffnungen, Buchsen, Verteiler, Tragflächen usw.

Militär- und Verteidigungsindustrie

CNC war noch nie so relevant, da verschiedene Nationen unterschiedliche Designs für neue Munition und Verteidigungssysteme haben. Der präzise Bearbeitungsprozess ist dafür verantwortlich, all diese Designs mit verschiedenen Materialien und Prozessen zum Leben zu erwecken. Beispiele für Geräte, die für diese Branche hergestellt werden, sind Flugzeugteile, Transportkomponenten, Kommunikationskomponenten, Munition usw.

Vorteile der hochpräzisen CNC-Bearbeitung

Der Einsatz dieser hochpräzisen Maschinen für Ihren Fertigungsprozess bringt Ihnen sicherlich viele Vorteile. Einige sind:

Reduzierte Produktionskosten

In Bezug auf den Preis ist die CNC-Bearbeitung der richtige Weg, insbesondere wenn Sie einige bis hundert Teile herstellen möchten. Der Prozess erfordert im Vergleich zu Spritzgusskosten geringere Vorabkosten (aufgrund der Kosten für die Herstellung der Form).

Erhöhte Geschwindigkeit

CNC-Maschinen bieten im Vergleich zum Spritzguss eine höhere Geschwindigkeit. Im Gegensatz zum Spritzguss, bei dem es Monate dauern kann, die Form herzustellen und sicherzustellen, dass die Teile innerhalb der Toleranzen liegen, kann die CNC-Bearbeitung Teile innerhalb weniger Wochen herstellen.

Ermöglicht schnelles und kostengünstiges Prototyping

Mit CNC-Bearbeitungsservices wird Ihre Prototypenfertigung noch effektiver. Das liegt daran, dass CNC mit vielen kostengünstigen Materialien arbeiten kann, sodass Sie nicht viel für Prototypen ausgeben müssen. Wenn die Prototypen schneller hergestellt werden, beschleunigt sich natürlich der gesamte Produktionsprozess noch mehr. Bei RapidDirect liefern wir Prototypen, die den Fertigungsanforderungen und Qualitätsstandards entsprechen.

Wie man Präzisionsbearbeitung durchführt

Materialien

Die Präzisions-CNC-Bearbeitung kann mit einer Vielzahl von Materialien arbeiten. Bei RapidDirect stellen wir Ihnen auf Anfrage eine Materialzertifizierung (SGS, RoHS usw.) zur Verfügung. Hier sind einige Beispiele für Metalle und Kunststoffe, für die wir Zertifizierungen anbieten:

Metalle

1. Aluminium (Aluminium 6061, Aluminium 6061-T651, Aluminium 606 usw.)
2. Edelstahl (201, 301, 303, 304, 316 usw.)
3. Stahl (1008, 1018, 1020 usw.)
4. Messing (280, 260, 2680 usw.)
5. Kupfer
6. Bronze
7. Titan

Kunststoffe

1. ABS
2. PC
3. PMMA
4. POM
5. PA

Oben sind nur die gängigsten Materialien in der Präzisions-CNC-Bearbeitung aufgeführt. RapidDirect bietet Hunderte von Materialien für Ihre individuellen Prototyping- und Produktionsanforderungen. Um die vollständige Liste unserer Materialien zu sehen, laden Sie Ihr Design hoch, um in wenigen Minuten ein sofortiges Angebot zu erhalten, und starten Sie Ihr Projekt noch heute!

Programmierung

Bevor die präzise Bearbeitung beginnen kann, müssen die Maschinen so programmiert werden, dass der Prozess reibungslos und fehlerfrei abläuft. Gehen Sie dazu wie folgt vor:

Nachdem die CAD-Software (Computer-Aided Design) entweder den 2D-Vektor oder den 3D-Volumenplan für das herzustellende Produkt erstellt hat, wird er in ein CNC-kompatibles Dateiformat wie STEP oder IGES exportiert.

Die Computer-Aided Manufacturing Software (CAM) generiert dann den digitalen Programmiercode, der die Werkzeuge steuert und das kundenspezifische Teil produziert.

Es gibt zwei Hauptprogrammiercodes:den G-Code und den M-Code. Der G-Code ist beliebter und wird als geometrischer Code bezeichnet. Es teilt der Maschine mit, wann, wo und wie sich die Maschine bewegt. Der M-Code ist der sonstige Funktionscode, der die Hilfsfunktionen der Maschine steuert.

Verarbeitung

Nach der Programmierung der Maschine besteht der nächste Schritt darin, mit der Verarbeitung des Rohmaterials zu beginnen, damit es den genauen Spezifikationen für das Endprodukt entspricht. Je nach Produkt werden einige Prozesse verwendet, um das Endprodukt zu erhalten. Beispiele sind:

a. CNC-Fräsen

b. CNC-Drehen

c. CNC-Bohren

Oberflächenveredelung

Dabei wird die Oberfläche des fertigen Produkts mit verschiedenen Materialien beschichtet, um es weiter zu stärken und zu verschönern. Bei RapidDirect verwenden wir verschiedene Arten von Veredelungstechniken wie Eloxieren, Perlstrahlen, Galvanisieren, Pulverbeschichten usw.

RapidDirect:Das Präzisions-CNC-Bearbeitungsunternehmen, nach dem Sie gesucht haben

Die CNC-Präzisionsbearbeitung ist wohl die effektivste Art, Ihre maßgefertigten Teile herzustellen. Abgesehen davon, dass Sie Kosten sparen, nimmt es sehr wenig Zeit in Anspruch und lässt wenig Raum für Fehler. Integrieren Sie diesen Herstellungsprozess noch heute in Ihre Produktion!

Bei RapidDirect erwecken wir Ihre CAD-Blaupausen so zum Leben, wie Sie es sich nur wünschen können. Wir garantieren starke Fertigungskapazitäten mit unserer breiten Palette an Engineering-Erfahrung und -Ansatz. Unsere 3-, 4-, 5-Achsen-CNC-Maschinen und eine große Auswahl an Hilfsmitteln machen uns in der Lage, Ihre CNC-Designs zu realisieren, sei es kundenspezifische Prototypen ab einem Stück oder die Herstellung von Teilen, die mehrere Monate dauern.

Unser technischer Support für unsere Kunden ist konkurrenzlos. Wir bieten Services wie den Versand des Produkts in zwei Sets an, wenn Sie dies wünschen. Das erste Set wird versandt, um Ihre Überprüfung zu erhalten, bevor wir mit der vollen Produktion beginnen. Nach Abschluss der Produktion geben wir Ihnen die richtige Sicherheit, dass Ihr Produkt so passt und funktioniert, wie es soll, indem wir es mit den Teileabmessungen versenden. Wir bieten auch Materialzertifizierungen für alle unsere Produkte an, die es Ihnen ermöglichen, sich über die Materialeigenschaften zu informieren.

Liefern Sie qualitativ hochwertige Teile

Neben all diesen Features heben sich auch unsere Preise von der Masse ab. Mit einem 30 % niedrigeren Preis als der durchschnittliche Preis, den Sie überall finden, helfen wir Ihnen, bei RapidDirect Produktionskosten zu sparen. Wie in unseren zertifizierten ISO 9001:2015 QMS-Standards angegeben, liefern wir Ihnen Fertigteile von höchster Qualität, die mit den neuesten Fortschritten in der CNC-Technologie hergestellt werden.

Bei RapidDirect müssen Sie nicht lange auf Ihr Angebot warten. Sobald Sie Ihre CAD-Datei auf unsere Website hochgeladen haben, erhalten Sie das Online-Angebot, das Ihnen innerhalb einer Minute ein echtes Design liefert. Das erspart uns das ganze Hin- und Hermailen. Sie genießen auch die Design for Manufacturing-Funktion, die anzeigt, ob Ihr Design ideal für die Herstellung ist oder nicht.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist CNC-Präzisionsbearbeitung?

Die CNC-Präzisionsbearbeitung beinhaltet einfach das Formen eines Rohmaterials/Werkstücks, um bestimmte und genaue Abmessungen zu erfüllen. Dies beinhaltet die Verwendung von Entwürfen aus CAD- und CAM-Entwürfen.

Was kostet eine CNC-Fräse ?

Die Kosten einer CNC-Fräse hängen von der Größe und dem Umfang der Operationen ab, die sie ausführen können. Die Preise liegen zwischen etwa 50.000 $ und 170.000 $.

Woher weiß ich, ob meine CNC-Maschine genau ist?

Der Begriff, der verwendet wird, um die Genauigkeit einer CNC-Maschine zu quantifizieren, ist „Positionsgenauigkeit“. Sie wird berechnet, indem die Maschine so programmiert wird, dass sie sich auf einen bestimmten Wert bewegt, und ihre Abweichung von diesen programmierten Werten aufgezeichnet wird. Nach mehreren Messungen wird der statistische Mittelwert der Abweichungen errechnet und ist die Positionsgenauigkeit der Maschine. 0,02 mm ist der Durchschnittswert für die meisten CNC-Maschinen. Wenn Ihr Wert nicht innerhalb dieses Bereichs liegt, ist Ihre Maschine höchstwahrscheinlich nicht genau.