Metallfräsen verstehen:Prozesse, Maschinen und Anwendungen

Das Metallfräsen ist eine Unterkategorie im Prozess der Metallbearbeitung und umfasst das Formen und Schneiden. und Stanzen von Metallteilen in einer Fräsmaschine. Frühere Metallfräsmaschinen wurden manuell gesteuert, doch die neueste Metallfrästechnologie basiert häufig auf CNC-Prozessen (Computer Numerical Control), um komplexe Teile und Komponenten feiner zu formen. Der gebräuchlichste Typ von Metallfräsmaschinen ist die Vertikalspindel, die ähnlich wie eine industrielle Bohrmaschine funktioniert, um Löcher und Schlitze in Metall zu bohren oder komplexe Formen wie Zahnräder zu schneiden.

Der Zweck von Metallfräsmaschinen in der modernen Industrie kann nicht unterschätzt werden, da er umfangreich und schwer zu quantifizieren ist. Die meisten beweglichen Metallteile können nicht mit der Detailgenauigkeit gegossen werden, die mit verschiedenen Arten von Fräsgeräten möglich wäre. Es wird geschätzt, dass im Jahr 1996 mindestens 49 % der Wertschöpfung für Produkte im verarbeitenden Gewerbe insgesamt von der Metallindustrie erbracht wurden. Im selben Jahr erwirtschaftete die Branche weltweit 11 % des gesamten Bruttoinlandsprodukts (BIP).

Obwohl das Metallfräsen nur einen Teilbereich der gesamten Metallindustrie darstellt, ist es ein entscheidender Bestandteil der Produktion von Metallprodukten. Schätzungen zufolge waren im Jahr 1996 weltweit in der Metallindustrie rund 70 Millionen Menschen beschäftigt. Der weltweite Exportwert für Metallprodukte wurde allein im Jahr 1997 auf 2,2 Billionen US-Dollar (USD) geschätzt, wobei die führenden Exportnationen die USA, Japan und Deutschland waren.

Die Arten von Fräsmaschinen reichen von Standard-Vertikalfräsern bis hin zu Horizontalfräsern zum Schneiden von Schlüssellochformen, Schaftfräsern zum Schneiden von Schlitzen und Taschen in Metall, Schaftfräsern mit zwei Rillen für Taucharbeiten und Kugelfräsern zum Kehlschneiden. Obwohl es sich bei den meisten Metallfräsarbeiten um flache Oberflächen handelt, kann eine Fräse auch so eingestellt werden, dass sie eine definierte unregelmäßige Oberfläche oder sogar komplexe dreidimensionale Formen erzeugt. Bei der typischen Konstruktion handelt es sich um einen mehrzahnigen Schneidmeißel in verschiedenen Formen, der in ein Werkstück eingeführt wird, das an einem computergesteuerten beweglichen Tisch befestigt ist.

Das Fräsen ist in der Regel ein teurer Herstellungsprozess, da die Bohrer und Fräser bei hohen Temperaturen arbeiten und dabei das auf sie gesprühte Kühlmittel verbrennen, um eine Überhitzung zu verhindern. Auch die Schneideinsätze selbst sind sehr teuer, da sie so gehärtet werden müssen, dass sie stundenlang wiederholt in Metalle wie Aluminium und Edelstahl schneiden können. Das Hartmetallfräsen, auch bekannt als Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSM), ist das Fräsen von gehärtetem Stahl, Titan und Kobaltlegierungen und gilt als der profitabelste und anspruchsvollste Sektor der Branche für das Fräsen von Luft- und Raumfahrtkomponenten und mehr.

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