Was ist ein CNC-Fräser?

Wenn Sie ein Stück Holz oder Metall schneiden müssen, verwenden Sie eine Säge. Wenn Sie ein Loch durch ein Werkstück stanzen müssen, verwenden Sie einen Bohrer. Was aber, wenn Sie etwas schnitzen oder aushöhlen möchten? Um es zu schneiden, ohne es vollständig zu schneiden?

Das ist, wenn Sie einen Router verwenden. Aus dem alten Wort „rout“ – aushöhlen oder aushöhlen – sind Oberfräsen gängige Handwerkzeuge, die zum Einritzen oder Ausschneiden von Mustern in hartes Material verwendet werden. Holz, Metall, Kunststoffe – all das lässt sich mit einer Handoberfräse schneiden und bearbeiten.

Wie die meisten Industriewerkzeuge haben moderne Router eine CNC-Version (Computer Numerical Control). Diese Maschinen integrieren CNC-Technologie mit traditionellen Werkzeugen, um präzisere und kompliziertere Operationen zu ermöglichen.

In diesem Artikel behandeln wir die Grundlagen dessen, was ein CNC-Fräser ist, wie er funktioniert und was er tut.

Ein kurzer Blick auf CNC

Computer Numerical Control-Technologie gibt es seit den 1950er Jahren, als mechanische Lochkarten verwendet wurden, um die Bewegungen einer Maschine zu steuern. Die heutigen CNC-Maschinen verwenden Computer, um Aktionen basierend auf einem Koordinatensystem abzubilden. Bediener verwenden eine als G-Code bekannte Computersprache, um eine CNC-Maschine mit einer Reihe von Befehlen zu programmieren.

Unter Verwendung von X-, Y- und Z-Koordinaten – und mehr für fortgeschrittene CNC-Maschinen – teilt ein G-Code-Programm der Maschine mit, wohin sie sich bewegen soll; wann der Werkzeugkopf eingeschaltet werden soll; wie weit schneiden oder bohren und wann aufhören; ein vollständiger Satz von Anweisungen zum Erstellen eines Teils oder Produkts.

Vorteile von CNC

CNC bietet mindestens zwei große Vorteile gegenüber manuell betriebenen Werkzeugen. Da ist zunächst ein hohes Maß an Präzision. CNC-Maschinen können, wenn sie richtig gepflegt und kalibriert sind, problemlos auf Tausende von Zoll schneiden. Fortgeschrittene CNC-Maschinen können vier oder fünf Bewegungsachsen haben, was extrem komplizierte Operationen ermöglicht.

Und einmal geschrieben, ist ein CNC-Programm zum Erstellen eines bestimmten Teils unendlich wiederholbar . Während es lange dauern kann, ein G-Code-Programm für ein bestimmtes Teil zu schreiben, kann dieses Programm hundert- oder sogar tausendmal ausgeführt werden, wodurch eine ganze Reihe von Teilen erstellt wird, die identisch und hochpräzise sind.

Mit Präzision und Wiederholbarkeit kommt ein dritter großer Vorteil von CNC-Maschinen; Automatisierung. Mit dem richtigen Programm können CNC-Maschinen ohne direkte menschliche Aufsicht nahezu unbegrenzt laufen. In modernen Produktionslinien finden Sie CNC-Maschinen, die mit fortschrittlicher Robotik zusammenarbeiten, um das Material zu liefern, das für den Betrieb von CNC-Maschinen mit sehr geringem menschlichen Eingriff erforderlich ist.

Nutzung und Anwendung von CNC-Routern

Eine CNC-Fräse bringt das gesamte Potenzial der CNC-Automatisierung in den normalen Fräsbetrieb ein. CNC-Fräsen bestehen typischerweise aus einem Tisch oder Bett, auf dem das Werkstück montiert ist. Über dem Bett befindet sich ein Arm oder Portal, an dem der Werkzeugkopf aufgehängt ist.

Wenn ein Programm ausgeführt wird, kann sich der Fräser entlang der X-, Y- und Z-Achse bewegen, um ein Muster auszuschneiden und Material vom Werkstück zu entfernen. Ein CNC-Fräser kann sehr detaillierte Muster oder Schnitzereien erstellen oder eine Tischkreissäge ersetzen und das Werkstück zerlegen.

Oberfräsen ähneln in vielerlei Hinsicht Fräsern, aber obwohl Oberfräsen für härtere Materialien verwendet werden können, zeichnen sie sich durch das Schneiden weicherer Materialien aus, insbesondere für Holz. Spanbildung und Schnittgeometrie spielen ebenfalls eine Rolle, was die CNC-Fräse zum perfekten Werkzeug für die fortgeschrittene Holzbearbeitung macht.

Erstellen und Ausführen eines CNC-Fräsprogramms

Alle CNC-Maschinen verlassen sich auf G-Code-Programme für die Anleitung. Dieses Programm kann manuell erstellt und Anweisungen direkt in die Steuersoftware der Maschine eingegeben werden. Dies ist die Programmierung direkt in G-Code.

Doch viele Holzbearbeiter setzen auf einen etwas längeren Prozess. Zunächst wird das Design für ein neues Teil oder Muster in einem Computer Assisted Design (CAD)-Programm auf einem Computer erstellt. Wenn das Design fertig ist, kann die Datei als Satz von Vektoren exportiert werden.

Diese Vektoren wiederum werden mithilfe eines CAM-Programms (Computer Assisted Manufacturing) in eine Reihe von G-Code-Anweisungen umgewandelt. Und schließlich wird das fertige Programm in die CNC-Fräse eingegeben und ausgeführt.

Abschließende Gedanken zu CNC-Fräsern

In Bezug auf Spitzentechnologie und praktischen Nutzen gibt es kaum ein Werkzeug, das für den modernen Holzbearbeiter attraktiver ist als eine CNC-Drehmaschine. Erfahrene CNC-Bediener können die Möglichkeiten eines CNC-Fräsers voll ausschöpfen, während Holzbearbeiter aller Erfahrungsstufen CAD- und CAM-Programme verwenden können, um die Notwendigkeit zu reduzieren, das Programmieren direkt in G-Code zu lernen.

Und natürlich können Sie mit einem CNC-Fräser komplizierte Muster herstellen, die zuvor nur gut ausgebildeten und erfahrenen Holzschnitzern möglich waren.