Plandrehen (Plain Milling) erklärt: Der Schlüssel zur Präzisionsbearbeitung

Seit Beginn der ersten industriellen Revolution sind die Anforderungen an Produktdesigns strenger geworden. In den 1770er Jahren konnte man praktisch alles mit herkömmlichen Handwerkzeugen fertigen. Heute jedoch erfordert die Umsetzung einer Produktidee in Serienprodukte modernste Fertigungstechnologien und hochqualifizierte Zerspaner.

Einer der Prozesse, die Zerspanern den Weg ebnen, um die heutigen anspruchsvollen Produktdesignanforderungen zu erfüllen, heißt Plandrehen (Plain Milling) – auch bekannt als Scheibenfräsen (Slab Milling).

Was genau ist Plandrehen, wie funktioniert es und welche Fähigkeiten hat es in der heutigen Fertigungsindustrie? In diesem Artikel beantworten wir all diese Fragen und mehr. Wir erklären alles, was Sie über diesen faszinierenden Fertigungsprozess wissen müssen.

Was ist Plandrehen?

Plandrehen (auch Scheibenfräsen genannt) ist ein subtraktives Fertigungsverfahren – es werden also Materialbereiche von einem Werkstück entfernt, um das gewünschte Produkt zu formen. Im Gegensatz zum konventionellen subtraktiven Verfahren erfordert dieser Prozess jedoch, dass die Drehachse des Schneidwerkzeugs parallel zur Werkstückoberfläche verläuft, wie unten dargestellt:

Abbildung 1: Der Plandrehprozess

Beim Plandrehen wird das Werkstück meist auf einem Arbeitstisch fixiert. Dieser bewegt sich und führt das Werkstück gegen den Fräser, sodass Zerspaner eine ebene, flache und horizontale Oberfläche parallel zur Achse des Schneidwerkzeugs erzeugen können.

Arten von Plandrehfräsern

Scheibenfräser haben eine zylindrische Geometrie mit Schneidezähnen am Umfang. Sie werden unterteilt in:

• Leichtbau-Plandrehfräser
• Schwerbau-Plandrehfräser

Abbildung 2: Plandrehfräser

Leichtbau-Fräser

Wie der Name sagt, werden Leichtbau-Fräser für leichte Schneidoperationen eingesetzt. Diese Fräser haben meist mehrere spiralförmige Zähne mit einem Spiralwinkel unter 25°. Dieses Design macht sie ideal für Anwendungen, bei denen große Materialmengen entfernt werden müssen, um das gewünschte Produkt zu formen.

Schwerbau-Fräser

Schwerbau-Fräser haben weniger Zähne und einen größeren Spiralwinkel (zwischen 25° und 45°) als Leichtbau-Fräser. Dadurch eignen sie sich ideal für schwere Zerspanungs- und Schneidoperationen, die eine glatte Oberflächenbeschaffenheit erfordern.

Abbildung 3: Schwerbau-Fräser sind ideal für Anwendungen, die eine glatte Oberflächenbeschaffenheit erfordern.

Während Leichtbau- und Schwerbau-Fräser ein breites Spektrum an Merkmalen fertigen können, achten Zerspaner auch auf die Fräsergröße. So erzielen sie mit schmalen Fräsern tiefere Schnitte. Breitere Fräser eignen sich besser für Werkstücke mit großen Oberflächen, da sie die Anzahl der erforderlichen Bahnen zur Erstellung eines Merkmals reduzieren.

Tipps für Scheibenfräsen

Spitzenzerspaner und Top-Betriebe beachten folgende Tipps beim Plandrehen:

• Ausreichenden Abstand zwischen Maschinenspindel und Fräser halten – das reduziert Drehmoment und Vibrationsgefahr während der Bearbeitung.
• Ideale Schnittgeschwindigkeiten und Fräsermaterial wählen. Zum Beispiel eignen sich Kohlenstoffstahlfräser für niedrige Schnittgeschwindigkeiten, während Hartmetallbestückte Fräser besser für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung geeignet sind.
• Wasserbasierte Kühlschmierstoffe (oder Kühlöle) beim Fräser verwenden, wenn dieser mit sehr hohen Geschwindigkeiten läuft. Diese Öle haben gute thermische Beständigkeit, leiten Wärme ab und verlängern die Standzeit des Plandrehfräsers.
• Schmierstoffhaltige Kühlschmierstoffe für Schlichtoperationen einsetzen. Diese schmieren die Fräserzähne und entfernen Metallspäne, was das Risiko von Oberflächenbeschädigungen am Werkstück ausschließt.
• CNC-Technologie (Computerized Numerical Control) nutzen, um die Bewegung von Schneidwerkzeug und Werkstück zu automatisieren und das gewünschte Teil präzise und genau zu fertigen.

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