Was ist Zerspanen? Umfassender Leitfaden zur präzisen Metallfertigung

Präzises Formen von Metallprodukten

Die Herstellung von Metallobjekten umfasst viele Fertigungsprozesse. Einer davon ist Zerspanen, eine unverzichtbare Voraussetzung für die Massenfertigung im modernen Zeitalter. Werkzeugmaschinen schneiden, bohren, schleifen oder formen Metall anderweitig, indem sie Material mit einer Schneid- oder Schleiffläche abtragen. Meist hat ein Werkzeug zwei Teile: einer hält und führt das zu formende Metall, der andere führt die Formarbeit aus. Zerspanen, besonders im Computerzeitalter, ermöglicht präzise, feine Metallarbeit.

Gießen, Schmieden und Zerspanen

Es gibt mehrere Hauptformen der Metallformgebung.

• Gießen ist der Prozess, eine Form mit flüssiger Legierung zu füllen und abkühlen zu lassen.
• Schmieden bearbeitet Metall, ändert die Materialeigenschaften durch Druckkräfte, die das Metallgitter verändern. Biegen, Drehen, Hämmern, Falten sind gängige Schmiedeoperationen.
• Zerspanen schnitzt, schleift, schneidet, bohrt oder formt Metall anderweitig. Der Zerspaner bearbeitet Metall ähnlich wie ein Holzbearbeiter Holz; der Materialkern bleibt unverändert, obwohl Form und Finish bearbeitet werden.

Im modernen Zeitalter ist Zerspanen oft ein Fertigstellungsschritt für Produkte aus Schmieden oder Gießen, um geschmiedete oder gegossene Objekte in Präzisionstoleranzen zu bringen. Gewalzte Bleche, Brammen und Stäbe können auch aus ihrer rohesten geometrischen Form in Form zerspant werden.

Gießen und Schmieden geschehen meist vor dem Zerspanen. Ein zerspantes Objekt kann weitere Verarbeitungsschritte durchlaufen, bevor das Metallobjekt fertig ist. Das Werk kann mit Befestigern oder Schweißnähten gefügt, wärmebehandelt oder mit anderen Oberflächenfinishes versehen werden.

Was ist CNC-Zerspanen?

CNC steht für Computerized Numerical Control (computergesteuerte numerische Steuerung). Bei CNC-Maschinen steuert ein Computer die Maschinenbewegungen präzise. Ein in CAD-Software erstelltes Design wird in Bewegungen über X-, Y- und Z-Achse umgewandelt. So kann die computergesteuerte Werkstatt Metall in drei Dimensionen auf exakte Toleranzen zerspanen.

Geschichte des Zerspanens

Die ersten Werkzeugmaschinen waren handgefertigt. Bogen-Drehbank und Bogenbohrer dienten zum Drehen oder Bohren in Holz, Elfenbein oder weichen Metallen wie Blei.

1774 entwarf Erfinder John Wilkinson eine Drehbank, die durch kontinuierliche Rotation eines Wasserrads angetrieben wurde. Er nannte sie „Bohrmühle“ (Boring Mill). Das war das erste echte Werkzeug im modernen Sinne, mit Genauigkeit bis zur Dicke eines „dünn abgenutzten Schillings“. Diese Bohrmühle konnte jedoch keine Spiralen wie Gewindeschneiden erzeugen, da jeder Schnitt manuelles Umpositionieren erforderte. 1800 verbesserte Henry Maudslay das Design für Umpositionierung, und die Entwicklung moderner Werkzeugmaschinen folgte schnell, angetrieben durch den Fortschritt der Dampfmaschine – die Wilkinsons Bohrmühle für effizientes Arbeiten benötigte. Die Geschichte des Zerspanens ist also eine iterativen Designs, bei der Maschinen genutzt werden, um sich selbst zu bauen und zu perfektionieren.

Gängige Metallwerkzeugmaschinen

Gängige Werkzeugmaschinen sind:

• Drehbänke (Lathes) – Drehen das Werkstück gegen ein Schneidwerkzeug
• Bohrmaschinen (Drill Presses) – Drücken einen Bohrer durch die Metalloberfläche
• Schleifmaschinen (Grinding Machines) – Rotieren ein Schleifmittel gegen das Werkstück
• Bandsägen (Band Machines) – Nutzen ein kontinuierliches Sägeblatt zum Schneiden
• Fräsmaschinen (Milling Machines) – Nutzen ein rotierendes Schneidwerkzeug über der Oberfläche zur Formgebung
• Zieh-/Stoßmaschinen (Broaching Machines) – Feilen ein Objekt, entfernen nur wenig Material
• Laserschneiden und -gravieren – Lichtstrahlen schneiden, bohren oder ätzen
• Ultraschallbearbeitung – Ultraschallwellen und Schleifschlamm entfernen Metall
• Elektronenstrahlbearbeitung – Ein Elektronenstrahl erzeugt hohe Hitze, die Metall verdampft
• Chemische und elektrochemische Methoden – Nutzen Chemikalien zum Entfernen und Formen von Metall

Die Drehbank ist der Vorfahre vieler heutiger Werkzeugmaschinen. Eine Drehbank rotiert ein Objekt gegen die Schneide eines Werkzeugs. Daher kann die Drehbank für Bohren, Gewindeschneiden, Fräsen und Schleifen genutzt werden: wann immer das Werkstück gedreht werden kann, kann die Drehbank andere Werkzeuge ersetzen.

Reliance Foundry und Zerspanen

Zerspanen ist ein wichtiger Schritt für viele unserer Produkte. Beispielsweise verfeinern wir die Bohrung in unseren Industrieräten, glätten Polleroberflächen und definieren Bolzenlöcher durch Zerspanschritte. Wir können kundenspezifisches Zerspanen für Großaufträge anbieten.

Durch Laserschneid-CNC-Maschinen können einige unserer Edelstahlpoller in maßgeschneiderte, fest verdrahtete Beleuchtungspoller transformiert werden. Kontaktieren Sie unser Vertriebsteam, um zu prüfen, ob Ihr Projekt machbar ist.