10 Arten von CNC-Maschinen, die Sie in Geschäften auf der ganzen Welt finden

Sie sind Produktdesigner und möchten Ihre Produktidee verwirklichen oder haben ein Teil, das Sie herstellen möchten? Wenn ja, möchten Sie wahrscheinlich eine Fertigungstechnologie wählen, um Ihre Teile genau und präzise herzustellen.

CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) erfüllen all diese Anforderungen und mehr. Diese Maschinen können nicht nur einfache und komplexe Teile genau und präzise herstellen, sondern sie sind auch schnell und kostengünstig. Es gibt jedoch mehrere Arten von CNC-Maschinen, von denen jede ihr einzigartiges Design und ihre Eignung zum Erstellen verschiedener Teilemerkmale hat.

In diesem Artikel werden wir über zehn der häufigsten Arten von CNC-Maschinen in der Fertigungsindustrie sprechen. Sie erfahren, wie jede dieser Maschinen funktioniert und welche unterschiedlichen Herstellungsprozesse und Vorgänge sie ausführen können.

Was ist CNC-Technologie?

Computer Numerical Control (CNC) beschreibt die Idee der automatischen Steuerung von Werkzeugmaschinen durch vorprogrammierte Software und Code.

Der CNC-Bearbeitungsprozess beginnt mit der 3D-Modellierung des gewünschten Teils mithilfe von CAD-Software (Computer-Aided Design). Als nächstes wird das 3D-Modell in eine CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) geladen, wodurch eine Reihe von Computeranweisungen (G-Code) erstellt wird, die den Bewegungsablauf der Schneidwerkzeuge auf dem Werkstück steuern.

Schauen wir uns nun die verschiedenen Arten von CNC-Maschinen an und wie sie sich unterscheiden.

#1 CNC-Fräsmaschinen

CNC-Fräsmaschinen (oder CNC-Fräsen) sind die am weitesten verbreitete Art von CNC-Maschinen. Sie verfügen über ein mehrschneidiges Schneidwerkzeug, das an einer Spindel befestigt ist und mit hoher Geschwindigkeit gegen ein stationäres Werkstück rotiert. Sie sind ideal zum Erstellen von Hohlräumen, Winkelschnitten, außermittigen Löchern und komplexen Merkmalen.

Weitere Informationen: Was ist CNC-Fräsen?

#2 CNC-Fräser

Bildquelle:Rickwashburn1, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

CNC-Fräser (oder Fräsmaschinen) sind CNC-Fräsmaschinen sehr ähnlich, sie verwenden ein Schneidwerkzeug mit mehreren Klingen, das sich gegen das Werkstück dreht, um die gewünschten Teile zu erstellen. Während CNC-Fräser üblicherweise für Hartmetalle und Materialien in Industriequalität verwendet werden, eignen sich CNC-Fräser besser zum Schneiden von weicheren und empfindlichen Materialien wie Kunststoffen, Holz und Schaumstoff.

Sie sind ideal für die Herstellung von Platten, Kunststoffprototypen und Formen für Spritzgussanwendungen.

#3 CNC-Drehmaschinen

CNC-Drehmaschinen (oder Drehmaschinen) haben Ähnlichkeiten mit CNC-Fräsern und -Fräsern; Sie verfügen über Spannfutter und Spindel und setzen auf CNC-Technik. Diese Maschinen unterscheiden sich jedoch in ihren genau entgegengesetzten Arbeitsweisen.

Bei CNC-Drehmaschinen halten und drehen das Spannfutter und die Spindel das Werkstück gegen ein stationäres Schneidwerkzeug. Diese Maschinen haben normalerweise eine 3-Achsen-Konfiguration und können Toleranzen von bis zu ±4 μm erreichen. Daher sind sie ideal für die Bearbeitung komplexer zylindrischer Formen.

Wenn Ihr Bearbeitungsprojekt hochwertige Drehprozesse erfordert, einschließlich Kegeldrehen, Rändeln, Bohren, Abstechen und Nuten, dann ist eine CNC-Drehmaschine die ideale Ausrüstung. Sie können diese Maschine auch zum Reiben, Senken, Plansenken und Gewindeschneiden verwenden. Beachten Sie jedoch, dass CNC-Drehmaschinen mit zunehmender Dicke des Werkstücks ungenauer werden.

Weitere Informationen: Was ist CNC-Drehen?

#4 CNC-Laserschneider

CNC-Laserschneider ähneln CNC-Fräsen in der Art der Formen oder Merkmale, die sie bearbeiten können. Sie unterscheiden sich jedoch von ihren Gegenstücken zum Fräsen, indem sie Schneidvorgänge mit Laserstrahlen durchführen.

Ein Laserstrahl ist eine Säule aus hochintensivem Licht. Wenn es auf ein Werkstück fokussiert wird, schmilzt es das Werkstück, bis ein Schnitt entsteht. Die CNC-Technologie steuert den Bewegungsablauf des Laserschneidkopfs (und des Laserstrahls), bis das gewünschte kundenspezifische Teil hergestellt ist.

CNC-Laserschneider bieten ein hohes Maß an Schnittgenauigkeit und eignen sich hervorragend zum Schneiden einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallen, Kunststoffen und Hartholz. Darüber hinaus eignen sie sich aufgrund ihrer extrem hohen Präzision ideal für die Bearbeitung Ihres Markennamens und Logos auf einem CNC-Fräs- oder Drehteil.

Weitere Informationen: Was ist ein CNC-Laserschneider?

#5 CNC-Plasmaschneidemaschinen

Bildquelle:Steve Brown Photography, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons

CNC-Plasmaschneidemaschinen bieten außerdem ein hohes Maß an Schnittgenauigkeit und eine breite Palette an Materialkompatibilität, wie Laserschneider. Sie unterscheiden sich von Laserschneidern nur dadurch, dass sie Schneidvorgänge mit einem Plasmabrenner durchführen.

Der Plasmabrenner erzeugt ein Hochleistungsplasma (oder geladenes Gas), das Temperaturen von bis zu 50000 °F erreichen kann. Diese enorme Menge an Wärmeenergie schneidet nahtlos durch jedes Material, solange es elektrisch leitfähig ist.

#6 CNC-Elektroerosionsmaschinen (EDM)

CNC-Elektroerosionsmaschinen, auch als Funken-CNC-Maschinen bekannt, verwenden elektrische Funken von einem Metallwerkzeug, um das Werkstück in die gewünschte Form zu schneiden. Wie Plasmaschneidmaschinen erfordern auch Elektroerosionsmaschinen, dass das Werkstück elektrisch leitfähig ist. Diese strenge Anforderung besteht, weil das Metallwerkzeug als Elektrode dient und nur elektrisch leitfähige Materialien zersetzen kann.

Funkenerosionsmaschinen sind ideal für die Bearbeitung von Mikroschlitzen, Löchern und abgewinkelten Merkmalen in schwer zu bearbeitenden Metallen, wie z. B. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und gehärtetem Stahl.

Weitere Informationen: Was ist EDM?

#7 CNC-Wasserstrahlschneider

Bildquelle:Steve Brown Photography, CC BY 3.0, über Wikimedia Commons

Wie der Name schon sagt, verwendet ein CNC-Wasserstrahlschneider Hochdruckwasserstrahlen (oder eine Mischung aus Wasser und einer abrasiven Substanz), um Materialien zu durchtrennen. Computer Numerische Steuerungstechnik steuert den Bewegungsablauf des Wasserstrahls, um das gewünschte Fertigteil zu erzeugen.

CNC-Wasserstrahlschneider sind CNC-Plasma- und Laserschneidern insofern sehr ähnlich, als sie Werkzeugmaschinen überflüssig machen. Im Gegensatz zu CNC-Plasma- und Laserschneidern eignen sich CNC-Wasserstrahlschneider jedoch besonders für Materialien mit geringem Wärmewiderstand, wie Aluminium und Kunststoffe. Mit „geringem Wärmewiderstand“ meinen wir, dass die Materialien zum Schmelzen neigen, wenn Sie sie hohen Temperaturen aussetzen.

#8 CNC-Schleifmaschinen

CNC-Schleifmaschinen (oder Schleifmaschinen) verfügen über rotierende Räder, die Materialien aus einem Werkstück schneiden, um ein Produkt zu erstellen, das Ihren Spezifikationen entspricht. Diese Maschinen verfügen auch über intelligente thermische Kontrollsysteme, die die Temperatur der Schleifscheibe prüfen und Änderungen kompensieren, die andernfalls die Genauigkeit der bearbeiteten Teile beeinträchtigen könnten.

All diese Vorteile machen CNC-Schleifmaschinen ideal für hochpräzise Fertigungsanwendungen. Beispielsweise können Sie mit CNC-Schleifmaschinen hochwertige Metallwerkstücke für Getriebewellen, Nockenwellen und andere komplexe Teile herstellen, die eine präzise Oberflächengüte erfordern.

Weitere Informationen: Oberflächenbeschaffenheit und das Oberflächenrauheitsdiagramm

#9 CNC-Bohrmaschinen

Bildquelle:Cosme2c, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons

CNC-Bohrmaschinen sind traditionellen Bohrmaschinen sehr ähnlich, sie verwenden ein rotierendes Schneidwerkzeug, um Löcher in einem stationären Werkstück zu erzeugen. Da CNC-Bohrmaschinen jedoch auf CNC-Technologie basieren, sind sie genauer und vielseitiger als herkömmliche Bohrmaschinen.

Beispielsweise können CNC-Bohrmaschinen Löcher erzeugen und dabei Toleranzen von bis zu ±0,001 mm erreichen. Sie sind auch mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel, darunter Metalle, Kunststoffe und Holz. Darüber hinaus verfügen neuere CNC-Bohrmaschinentechnologien über einen Werkzeugrevolverㅡ, der mehrere Bohrer aufnimmt und es Ihnen ermöglicht, während der Fertigung schnell zwischen den Bohrern zu wechseln.

Sie sollten sich für CNC-Bohrmaschinen entscheiden, wenn Sie Naben, Zahnradrohlinge und bearbeitete Wellen herstellen möchten.

#10 6-Achsen-CNC-Maschinen

Bildquelle:GregorDS, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

Die Achse einer CNC-Maschine beschreibt die Anzahl unabhängiger Richtungen, in die sich das CNC-Schneidwerkzeug (oder Werkstück) bewegen kann, um ein bearbeitetes Teil zu erzeugen. Beispielsweise arbeitet eine 3-Achsen-CNC-Maschine typischerweise entlang der X-Achse (vertikal), der Y-Achse (horizontal) und der Z-Achse (Tiefe), um ein Werkstück zu bearbeiten und ein fertiges Teil zu erstellen.

Die CNC-Maschinentechnologie hat sich jedoch in den letzten Jahren zu 6-Achsen-Fähigkeiten entwickelt. 6-Achsen-CNC-Maschinen kombinieren die dreiachsige lineare Bewegung von 3-Achsen-Maschinen mit Rotation um die X-, Y- und Z-Achse. Dadurch wird sichergestellt, dass das Schneidwerkzeug auf mehreren Ebenen senkrecht zur Materialoberfläche bleibt, sodass Sie komplexe Teile erstellen können.

6-Achsen-Maschinen können so ziemlich jedes komplexe Design herstellen, solange der Maschinist in der CNC-Teilefertigung erfahren ist.

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Jetzt, da Sie die verschiedenen CNC-Maschinentypen und ihre Fähigkeiten kennen, stimmen Sie zu, dass CNC-Maschinen so ziemlich jedes Teil, Merkmal oder Produkt herstellen können. Der Erfolg Ihres Fertigungsprojekts hängt jedoch auch von der Maschinenwerkstatt und den Maschinisten ab, die Ihre Produkte herstellen.

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Hinweis:Dieser Artikel wurde ursprünglich im Juni 2021 veröffentlicht und im Mai 2022 aktualisiert