CNC-Bearbeitung erklärt: Präzise Metallfertigung

Präzises Formen von Metallprodukten

Die Herstellung von Metallobjekten umfasst viele Fertigungsprozesse. Einer davon ist die Zerspanung (Machining), eine unverzichtbare Voraussetzung für die Massenfertigung im modernen Zeitalter. Werkzeugmaschinen schneiden, bohren, schleifen oder formen Metall, indem sie Material mit Schneid- oder Schleifoberflächen abtragen. Üblicherweise hat eine Werkzeugmaschine zwei Teile: einer hält und führt das zu formende Metall, der andere führt die Formgebung aus. Zerspanung, insbesondere im Computerzeitalter, ermöglicht präzise, feine Metallbearbeitung.

Gießen, Schmieden und Zerspanen

Es gibt mehrere Hauptformen der Metallformgebung.

• Gießen (Casting) ist der Prozess, eine Form mit flüssiger Legierung zu füllen und abkühlen zu lassen.
• Schmieden (Forging) bearbeitet Metall, indem Druckkräfte das Metallgitter verändern. Biegen, Drehen, Hämmern, Falten sind typische Schmiedeoperationen.
• Zerspanen (Machining) schnitzt, schleift, schneidet, bohrt oder formt Metall auf ähnliche Weise wie ein Holzbearbeiter Holz bearbeitet; der Materialkern bleibt unverändert, aber Form und Oberfläche werden bearbeitet.

In der modernen Ära ist Zerspanen oft ein Finishing-Schritt für durch Schmieden oder Gießen erzeugte Produkte, um diese in präzise Toleranzen zu bringen. Gewalzte Bleche, Blöcke und Stangen können auch direkt aus ihrer rohesten geometrischen Form zerspant werden.

Gießen und Schmieden geschehen meist vor dem Zerspanen. Ein zerspantes Objekt kann vor der Endfertigung weitere Prozesse durchlaufen: Fügen mit Befestigern oder Schweissen, Wärmebehandlung, weitere Oberflächenveredelung.

Was ist CNC-Zerspanung?

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 der Zerspanung

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

1774 erfand John Wilkinson eine Drehbank, die durch kontinuierliche Rotation eines Wasserrads angetrieben wurde. Er nannte sie „Bohrmühle“. Dies war das erste echte Werkzeugzeug im modernen Sinne, mit Genauigkeit bis zur Dicke eines „dünnen, abgenutzten Schillings“. Doch diese Bohrmühle konnte keine Spiralnuten wie Gewinde schneiden, da jeder Schnitt manuelles Umpositionieren erforderte. 1800 verbesserte Henry Maudslay das Design, um Umpositionieren zu ermöglichen, worauf die Entwicklung moderner Werkzeugmaschinen rasant voranschritt, angetrieben durch die Dampfmaschine – die selbst Wilkinsons Bohrmühle für effizienten Betrieb benötigte. Die Geschichte der Zerspanung ist somit eine iteratives Designs, bei der Maschinen genutzt werden, um sich selbst zu bauen und zu perfektionieren.

Gängige Metall-Werkzeugmaschinen

Übliche Werkzeugmaschinen:

• Drehbänke – Drehen des Werkstücks gegen ein Schneidwerkzeug
• Bohrmaschinen – Drücken eines Bohrers durch Metalloberfläche
• Schleifmaschinen – Rotieren eines Schleifkörpers gegen das Werkstück
• Bandsägemaschinen – Endloses Sägeblatt schneidet Werkstück
• Fräsmaschinen – Rotierendes Schneidwerkzeug formt Werkstückoberfläche
• Ziehmaschinen (Broaching) – Feilen eines Objekts, minimaler Materialabtrag
• Laserschneiden & -gravieren – Lichtstrahlen schneiden, bohren, gravieren
• Ultraschallbearbeitung – Ultraschallwellen und Schleifsuspension entfernen Metall
• Elektronenstrahlbearbeitung – Elektronenstrahl erzeugt hohe Hitze, verdampft Metall
• Chemische & elektrochemische Verfahren – Chemikalien entfernen und formen Metall

Die Drehbank ist der Vorfahr vieler heutiger Werkzeugmaschinen. Sie dreht ein Objekt gegen die Schneide eines Werkzeugs. Daher kann die Drehbank für Bohren, Gewindeschneiden, Fräsen, Schleifen eingesetzt werden: wann immer das Werkstück gedreht werden kann, kann die Drehbank anstelle anderer Werkzeuge verwendet werden.

Reliance Foundry und Zerspanung

Zerspanung ist ein wichtiger Schritt für viele unserer Produkte. Zum Beispiel verfeinern wir die Bohrung in unseren Industrierädern, glätten Poller-Oberflächen und definieren Bolzenlöcher durch Zerspanungsschritte. Wir bieten kundenspezifische Zerspanung für grosse Aufträge.

Durch den Einsatz von Laserschneid-CNC-Maschinen können einige unserer Edelstahl-Poller in massgeschneiderte, fest verdrahtete Beleuchtungspoller verwandelt werden. Kontaktieren Sie unser Vertriebsteam, um zu prüfen, ob Ihr Projekt realisierbar ist.

Quellen

• https://www.reliance-foundry.com/blog/what-is-machining