Fasen vs. Rundungen: Die richtige Kante für CNC und 3D-Druck wählen

Was ist der Unterschied zwischen einer Rundung (Fillet) und einer Fase (Chamfer)?

Diese Frage ist Ihnen wahrscheinlich durch den Kopf gegangen, wenn Sie Produktdesigns erstellen, die mit CNC-Maschinen oder 3D-Druckern gefertigt werden sollen. Bei der Suche in Suchmaschinen wie Google und Bing finden Sie wahrscheinlich zahlreiche Antworten, die Rundungen als abgerundete Ecken und Fasen als abgeschrägte Ecken eines Teils beschreiben.

Doch die Antwort auf diese Frage geht über die bloße Form eines bearbeiteten Teils hinaus. Als Produktdesigner müssen Sie zunächst den funktionalen Unterschied zwischen diesen Merkmalen und die Designszenarien verstehen, in denen diese Merkmale ideal sind.

Dieser Artikel deckt all dies und mehr ab.

Was ist der Unterschied zwischen einer Rundung und einer Fase?

Rundungen (Fillets) beschreiben abgerundete Ecken eines Designs (oder Teils), die helfen, Spannungen zu reduzieren und schnelle Verformungen an den Ecken des Teils zu verhindern. Im Gegensatz dazu sind Fasen (Chamfers) abgeschrägte oder angewinkelte Kanten (meist bei 45° oder 60°) eines Designs oder Teils.

Abbildung 1. Rundung vs. Fase

Wie Rundungen helfen auch Fasen, scharfe Kanten zu entschärfen, Spannungskonzentrationen zu reduzieren und die Tragfähigkeit eines bearbeiteten Teils zu verbessern. Allerdings haben Fasen eine höhere Spannungskonzentration (oder schlechtere Spannungsbeständigkeit), da sie die Spannung nicht über eine breitere Fläche verteilen können wie Rundungen.

Abbildung 2. Abgeschrägte Kanten haben schlechtere Spannungsbeständigkeit als abgerundete Kanten

Sowohl Rundungen als auch Fasen verbessern die Ästhetik eines Teils. Allerdings sind abgeschrägte Kanten bei Produktdesigns nachsichtiger; Sie können sie in praktisch jedem Teil einfach integrieren, ohne sich um erhöhte Fertigungskosten und die Funktionalität der Teile sorgen zu müssen.

2 Dinge, die Sie bei der Erstellung von Rundungen beachten sollten

#1 CNC-Bearbeitung von Bodenkanten

Betrachten Sie die folgende Illustration, bei der wir ein quaderförmiges Teil mit einer Kavität haben, die eine innere (oder konkave) Rundung und eine äußere (oder konvexe) Rundung aufweist.

Abbildung 3. Ein bearbeitetes Teil mit innerer und äußerer Rundung

Bodenkanten (konkave Rundungen) wie diese sind besonders anspruchsvoll in der Fertigung mit CNC-Maschinen, da sie Spezialwerkzeuge wie Kugelkopffräser erfordern. Dies erhöht nicht nur Ihre Fertigungskosten, sondern wahrscheinlich auch die Lieferzeit, da Kugelkopffräser empfindlich sind und mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Daher könnten Sie mit quadratischen Bodenmerkmalen besser fahren.

Wenn die Funktionalität Ihres Designs jedoch Rundungen an den Bodenkanten erfordert, sollten Sie den additiven 3D-Druckprozess in Betracht ziehen, um Ihr Teil zu erstellen.

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#2 Interne Kanten zwischen vertikalen Wänden mit Rundungen gestalten

Die subtraktive Natur des CNC-Fräsens bewirkt, dass es immer abgerundete Ecken (oder Rundungen) zwischen den vertikalen Wänden einer Kavität erzeugt, wie in Abbildung 4 gezeigt.

Abbildung 4. CNC-gefrästes Teil mit Rundung an internen Kanten vertikaler Wände

Die Größe dieser Rundungen hängt von der Größe des verwendeten Schaftfräsers ab. Ein Schaftfräser mit einer Größe (oder einem Durchmesser) von 0,8 mm kann beispielsweise Rundungen mit einem Radius von nur 0,4 mm erzeugen. Wenn Sie also eine Kavität mit diesem Schaftfräser erstellen möchten, können Sie keine Rundung mit einem Radius von beispielsweise 0,2 mm erreichen.

Ebenso müssen Sie die Schaftfräsergröße berücksichtigen, wenn Sie Rundungen in Bereichen gestalten, wo eine vertikale Wand auf eine gekrümmte (oder angewinkelte) Wand trifft, wie in Abbildung 5 gezeigt.

Abbildung 5. Rundung für vertikale Wand und angewinkelte Fläche

Beachten Sie, dass Schaftfräser in Längen erhältlich sind, die Standardvielfache ihres Durchmessers betragen. Wir empfehlen stets, einen Schaftfräser mit einer Länge von 3- bis 5-fachem Durchmesser zu verwenden, um das Beste aus Ihrem CNC-Maschinenwerkzeug herauszuholen.

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Rundungen und Fasen erstellen: Gensun Precision Machining kann helfen

Nun, da Sie den funktionalen Unterschied zwischen einer Rundung und einer Fase verstehen, können Sie leicht entscheiden, welche Sie in Ihr Produktdesign aufnehmen möchten, um hohe Spannungskonzentrationen zu reduzieren und die Ästhetik zu verbessern. Der Erfolg der Fertigung Ihrer Teile hängt jedoch primär von Ihrem Bearbeitungspartner ab.

Gensun Precision Machining ist ein führender Anbieter von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen in Asien. Wir verfügen über ein Team hochqualifizierter Ingenieure und Zerspaner, die Ihre Teile beim ersten Mal richtig fertigen.

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