10 Arten von CNC-Maschinen im weltweiten Einsatz entdecken

Sind Sie ein Produktdesigner, der seine Produktidee in die Realität umsetzen möchte, oder haben Sie ein Teil, das Sie fertigen lassen möchten? Dann suchen Sie wahrscheinlich nach einer Fertigungstechnologie, die Ihre Teile präzise und genau erstellt.

Computergesteuerte numerische Steuerung (CNC) Maschinen erfüllen all diese Anforderungen und mehr. Nicht nur können diese Maschinen einfache und komplexe Teile präzise und genau fertigen, sie sind auch schnell und kosteneffizient. Es gibt jedoch verschiedene Arten von CNC-Maschinen, jede mit ihrem einzigartigen Design und ihrer Eignung für die Erstellung unterschiedlicher Teilmerkmale.

In diesem Artikel sprechen wir über zehn der gängigsten CNC-Maschinentypen in der Fertigungsindustrie. Sie erfahren, wie jede dieser Maschinen funktioniert und welche Fertigungsprozesse und -operationen sie ausführen können.

Was ist CNC-Technologie?

Computergesteuerte numerische Steuerung (CNC) beschreibt die Idee, Werkzeugmaschinen durch vorprogrammierte Software und Code automatisch zu steuern.

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

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

#1 CNC-Fräsmaschinen

CNC-Fräsmaschinen (oder CNC-Fräsen) sind der häufigste Typ von CNC-Maschinen. Sie verfügen über ein mehrschneidiges Werkzeug, das an einer Spindel befestigt ist und mit hoher Geschwindigkeit gegen ein stationäres Werkstück rotiert. Sie eignen sich ideal für die Erstellung von Kavitäten, Winkelschnitten, exzentrischen Bohrungen und komplexen Merkmalen.

Weiterführend: Was ist CNC-Fräsen?

#2 CNC-Fräsmaschinen (Router)

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

CNC-Fräsmaschinen (oder Routing-Maschinen) sind CNC-Fräsen sehr ähnlich – sie verwenden ein mehrschneidiges Werkzeug, das gegen das Werkstück rotiert, um gewünschte Teile zu erstellen. Während CNC-Fräsen jedoch häufig für harte Metalle und industrietaugliche Materialien verwendet werden, eignen sich CNC-Fräsmaschinen besser für das Schneiden weicherer und empfindlicherer Materialien wie Kunststoffe, Holz und Schaum.

Sie eignen sich ideal für die Erstellung von Paneelen, Kunststoffprototypen und Formen für Spritzgussanwendungen.

#3 CNC-Drehmaschinen

CNC-Drehmaschinen (oder Drehmaschinen) ähneln CNC-Fräsen und Fräsmaschinen; sie verfügen über Spannfutter und Spindel und verlassen sich auf CNC-Technologie. Diese Maschinen unterscheiden sich jedoch in ihren Arbeitsmethoden, die exakte Gegenteile sind.

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

Wenn Ihr Bearbeitungsprojekt hochwertige Drehprozesse erfordert, einschließlich Konusdrehen, Rändeln, Bohren, Abstechen und Nuten, ist eine CNC-Drehmaschine das ideale Gerät. Sie können diese Maschine auch für Reiben, Aufbohren, Plandrehen und Gewindeschneiden einsetzen. Beachten Sie jedoch, dass CNC-Drehmaschinen weniger präzise werden, je dicker das Werkstück ist.

Weiterführend: 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 Fräskollegen dadurch, dass sie Schneidoperationen mit Laserstrahlen durchführen.

Ein Laserstrahl ist eine Säule hochintensiven Lichts. Wenn er auf ein Werkstück fokussiert wird, schmilzt er das Werkstück, bis ein Schnitt entsteht. CNC-Technologie steuert die Bewegungssequenz des Laserschneidkopfs (und Laserstrahls), bis das gewünschte individuelle Teil erstellt ist.

CNC-Laserschneider bieten ein hohes Maß an Schneidgenauigkeit und eignen sich hervorragend für das Schneiden einer breiten Palette von Materialien, einschließlich Metallen, Kunststoffen und Hartholz. Zudem macht ihre extrem hohe Präzision sie ideal für die Gravur Ihres Markennamens und Logos auf einem CNC-gefrästen oder gedrehten Teil.

Weiterführend: Was ist ein CNC-Laserschneider?

#5 CNC-Plasmaschneidmaschinen

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

CNC-Plasmaschneidmaschinen bieten ebenfalls ein hohes Maß an Schneidgenauigkeit und eine breite Materialkompatibilität wie Laserschneider. Sie unterscheiden sich von Laserschneidern nur dadurch, dass sie Schneidoperationen mit einer Plasmaschneidbrenner durchführen.

Der Plasmaschneidbrenner erzeugt hochenergetisches Plasma (oder ionisiertes Gas), das Temperaturen von bis zu 50.000 °F erreichen kann. Diese enorme Wärmemenge schneidet nahtlos durch jedes Material, solange es elektrisch leitfähig ist.

#6 CNC-Erodiermaschinen (EDM)

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

Erodiermaschinen eignen sich ideal für die Bearbeitung von Mikroschlitzen, Bohrungen und Winkelmerkmalen in schwer zerspanbaren Metallen wie hochlegiertem Stahl und gehärtetem Stahl.

Weiterführend: Was ist EDM?

#7 CNC-Wasserstrahlschneider

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

Wie der Name schon sagt, nutzt ein CNC-Wasserstrahlschneider Hochdruckwasserstrahlen (oder ein Gemisch aus Wasser und einem Schleifmittel), um durch Materialien zu schneiden. Computergesteuerte numerische Steuerungstechnologie steuert die Bewegungssequenz des Wasserstrahls, um das gewünschte Fertigteil zu erstellen.

CNC-Wasserstrahlschneider ähneln CNC-Plasma- und Laserschneidern darin, dass sie den Bedarf an Maschinenwerkzeugen eliminieren. Im Gegensatz zu CNC-Plasma- und Laserschneidern eignen sich CNC-Wasserstrahlschneider jedoch besonders für Materialien mit geringer thermischer Beständigkeit, wie Aluminium und Kunststoffe. Mit „geringer thermischer Beständigkeit“ meinen wir, dass die Materialien beim Erhitzen auf hohe Temperaturen zum Schmelzen neigen.

#8 CNC-Schleifmaschinen

CNC-Schleifmaschinen (oder Schleifmaschinen) verfügen über rotierende Räder, die Material von einem Werkstück entfernen, um ein Produkt zu erstellen, das Ihren Spezifikationen entspricht. Diese Maschinen verfügen auch über intelligente thermische Steuerungssysteme, die die Temperatur des Schleifrads überwachen 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 CNC-Schleifmaschinen zur Erstellung hochwertiger Metallwerkstücke für Getriebewellen, Nockenwellen und andere komplexe Teile einsetzen, die präzise Oberflächenbeschaffenheiten erfordern.

Weiterführend: Oberflächenbeschaffenheit und Oberflächenrauheitstabelle

#9 CNC-Bohrmaschinen

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

CNC-Bohrmaschinen ähneln herkömmlichen Bohrmaschinen – sie nutzen ein rotierendes Schneidwerkzeug, um Bohrungen in einem stationären Werkstück zu erzeugen. Da CNC-Bohrmaschinen jedoch auf CNC-Technologie basieren, sind sie präziser und vielseitiger als herkömmliche Bohrmaschinen.

Beispielsweise können CNC-Bohrmaschinen Bohrungen mit Toleranzen von bis zu ±0,001 mm erstellen. Sie sind auch mit einer breiten Palette von Materialien kompatibel, einschließlich Metallen, Kunststoffen und Holz. Zudem verfügen moderne CNC-Bohrmaschinentechnologien über einen Werkzeugrevolver, der mehrere Bohrer aufnimmt und es Ihnen ermöglicht, während der Fertigung schnell zwischen den Bohrern zu wechseln.

Sie sollten CNC-Bohrmaschinen wählen, wenn Sie Naben, Getrieberohlinge und bearbeitete Wellen fertigen möchten.

#10 6-Achs-CNC-Maschinen

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

Die Achse einer CNC-Maschine beschreibt die Anzahl der unabhängigen Richtungen, in denen das CNC-Schneidwerkzeug (oder das Werkstück) bewegt werden kann, um ein bearbeitetes Teil zu erstellen. Eine 3-Achs-CNC-Maschine arbeitet beispielsweise typischerweise entlang der X-Achse (vertikal), Y-Achse (horizontal) und Z-Achse (Tiefe), um ein Werkstück zu bearbeiten und ein Fertigteil zu erstellen.

In den letzten Jahren hat sich die CNC-Maschinentechnologie jedoch weiterentwickelt und 6-Achs-Fähigkeiten hinzugefügt. 6-Achs-CNC-Maschinen kombinieren die dreiachsige lineare Bewegung von 3-Achs-Maschinen mit Rotation um die X-, Y- und Z-Achsen. Dies stellt sicher, dass das Schneidwerkzeug auf mehreren Ebenen senkrecht zur Materialoberfläche bleibt, was die Erstellung komplexer Teile ermöglicht.

6-Achs-Maschinen können praktisch jedes komplexe Design fertigen, solange der Zerspaner in der CNC-Teilefertigung erfahren ist.

CNC-Bearbeitung hochwertiger Teile: Gensun kann helfen

Nun, da Sie die verschiedenen CNC-Maschinentypen und ihre Fähigkeiten kennen, werden Sie zustimmen, dass CNC-Maschinen praktisch jedes Teil, Merkmal oder Produkt fertigen können. Der Erfolg Ihres Fertigungsprojekts hängt jedoch auch vom Maschinenbauer und den Zerspanern ab, die Ihre Produkte erstellen.

Gensun Precision Machining ist ein führender Anbieter von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen in Asien. Wir verfügen nicht nur über eine Vielzahl von CNC-Maschinentypen, sondern auch über hochqualifizierte Ingenieure und Zerspaner, die Ihr Produkt richtig fertigen.

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