CNC-Fräsen vs. CNC-Drehen erklärt: Welches Verfahren passt zu Ihrem Projekt?

CNC-Bearbeitung ist ein schnelles Fertigungsverfahren, das digitale 3D-Designs durch selektives Abtragen von Material in Kunststoff- oder Metallteile umwandelt. Viele Unternehmen benötigen CNC-Bearbeitungsdienste für Teile und Prototypen, und viele Branchen nutzen diese vielseitige Technologie.

Doch CNC-Bearbeitung gibt es in verschiedenen Formen. Zwar folgen alle CNC-Bearbeitungstechnologien einem ähnlichen Workflow – Software wandelt das digitale Design in Maschineninstruktionen um, die die CNC-Maschine anweisen, Material abzutragen –, doch die Hardware zum Materialabtrag kann sich stark zwischen den Maschinen unterscheiden.

Dieser Artikel beleuchtet die Hauptunterschiede zwischen zwei dieser Maschinen: CNC-Fräsmaschinen und CNC-Drehmaschinen (oder Drehzentren).

Wir besprechen die wesentlichen Merkmale von CNC-Fräsen und CNC-Drehen, stellen die Hauptvorteile jeder Technologie vor und zeigen eine Auswahl gängiger Teile, die Unternehmen mit jedem Verfahren fertigen können.

Was ist CNC-Fräsen?

CNC-Fräsen ist einer der gängigsten CNC-Bearbeitungsdienste, und Zerspaner können damit eine breite Palette an CNC-gefrästen Teilen herstellen. Prototyping-Unternehmen nutzen CNC-Fräsmaschinen oft für funktionale Einzelprototypen.

CNC-Fräsmaschinen verwenden Computerinstruktionen, um ein sich schnell drehendes Schneidwerkzeug entlang von drei oder mehr Achsen zu bewegen. Wenn das rotierende Schneidwerkzeug das Werkstück berührt, trägt es Material kontrolliert ab. Das Schneidwerkzeug macht eine Reihe von Durchgängen an der Werkstückoberfläche, bis das Werkstück dem gewünschten Teil entspricht.

Die meisten CNC-Fräsmaschinen halten das Werkstück stationär, gespannt auf dem Maschinentisch mit einem Schraubstock. Mehrachsige CNC-Fräsmaschinen können das Werkstück jedoch kippen oder drehen, um eine größere Anzahl an Schneidwinkeln zu ermöglichen. Dies erlaubt dem Zerspaner, komplexere Teile zu fertigen, ohne das Werkstück manuell neu ausrichten zu müssen.

Anbieter von Rapid-Prototyping-Diensten nutzen CNC-Fräsen, weil es ein durchgängiger End-to-End-Prozess mit kurzen Lieferzeiten ist.

Was ist CNC-Drehen?

CNC-Drehen ist eine Form der CNC-Bearbeitung, mit der Zerspaner runde, zylindrische und konische Teile herstellen. Obwohl es weniger vielseitig ist als CNC-Fräsen, gehört es zu den beliebtesten CNC-Bearbeitungsdiensten und Rapid-Prototyping-Services.

Maschinen, die CNC-Drehen ausführen, heißen CNC-Drehbänke oder CNC-Drehzentren. Sie unterscheiden sich von CNC-Fräsmaschinen dadurch, dass sie das Werkstück in einem Spannfutter schnell rotieren, das Schneidwerkzeug jedoch nicht rotiert. Das Schneidwerkzeug, an einem Revolver befestigt, bewegt sich unter Computersteuerung auf das rotierende Werkstück zu und trägt Material dort ab, wo es nötig ist.

Eine CNC-Drehbank kann die Außenseite des Werkstücks bearbeiten oder durch das Innere bohren, um röhrenförmige CNC-gefertigte Teile zu erstellen.

Der Revolver der Maschine kann mehrere Schneidwerkzeuge aufnehmen, die bei Bedarf einzeln eingesetzt werden können.

Vorteile von CNC-Fräsen

CNC-Fräsmaschinen bieten Herstellern und Prototyping-Unternehmen zahlreiche Vorteile. Im Gegensatz zu Drehbänken sind Fräsmaschinen vielseitige Maschinen, die eine Vielzahl unterschiedlicher Formen erstellen können. Zudem können diverse Schneidwerkzeuge für verschiedene Operationen wie Schruppen und Schlichten eingesetzt werden.

Obwohl sie eigenständige Fertigungsmaschinen sind, eignen sich Fräsmaschinen auch für die Nachbearbeitung. Beispielsweise können sie Details an gedrehten, gegossenen oder 3D-gedruckten Teilen hinzufügen.

CNC-Fräsen ist zudem schnell, wiederholbar und in kleinen Stückzahlen kostengünstig – teils weil es kein Werkzeug erfordert. Daher findet es sich sowohl bei Fertigungs- als auch bei Rapid-Prototyping-Diensten.

Vorteile von CNC-Drehen

Der größte Vorteil des CNC-Drehens ist seine Fähigkeit, runde Profile zu erzeugen. Perfekte Rundheit mit anderen CNC-Bearbeitungsdiensten wie CNC-Fräsen oder CNC-Routing zu erreichen, ist deutlich schwieriger.

CNC-Drehen ist auch hochpräzise, was es zu einer wertvollen Technologie für das Bohren von Löchern mit präzisen Abmessungen und festen Toleranzen macht.

CNC-Fräsen und CNC-Drehen können kombiniert werden, um die Vorteile beider Prozesse zu nutzen. In den meisten Fällen erfolgt das CNC-Drehen zuerst, sodass der Zerspaner anschließend weitere (asymmetrische) Details auf das Teil fräsen kann.

Mit CNC-Fräsen gefertigte Teile

Beispielteile, die mit CNC-Fräsen gefertigt werden:

• Fittings: Gefräste Fittings verbinden zwei oder mehr Teile miteinander
• Gehäuse und Einhausungen: Elektronische Geräte und andere Produkte können individuell gefräste Gehäuse zum Schutz interner Komponenten nutzen
• Winkel / Halter: Gefräste Winkel können individuelle Gewinde und Bohrungen enthalten und komplexer sein als Blechwinkel
• Zahnräder: CNC-Fräsen kann gerade und spiralige Zahnräder für mechanische Geräte produzieren
• Formwerkzeuge: Gefräste Werkzeuge aus Stahl oder Aluminium ermöglichen Rapid Prototyping von Formteilen
• Motorteile: Automobilingenieure nutzen CNC-Fräsen für Motorblöcke und andere Teile
• Medizinische Geräte: CNC-Fräsmaschinen können Implantate, chirurgische Instrumente und andere Medizinprodukte fertigen
• Wasserpumpen: Mehrachsige Fräsmaschinen können zuverlässige Laufräder für hydraulische Geräte erstellen
• Umformstempel: CNC-Fräsmaschinen können andere Fertigungsausrüstung erstellen, z. B. Umformstempel für Blechbearbeitung

Mit CNC-Drehen gefertigte Teile

Beispielteile, die mit CNC-Drehen gefertigt werden:

• Rollen: CNC-Drehbänke können Rollen mit engen Toleranzen für industrielle Anwendungen fertigen
• Kugelgelenke: CNC-Drehen ist ideal für runde Verbindungselemente wie Kugelgelenke
• Muttern und Schrauben: Die Präzision des Drehens macht es geeignet für toleranzkritische Artikel wie Muttern und Schrauben
• Wellen: Wellen mit runden Profilen sind hervorragend für CNC-Drehen geeignet
• Flansche: CNC-gedrehte Flansche können Träger und Rohre verstärken
• Düsen: Düsen sind typischerweise zylindrisch oder konisch mit hohlem Innenraum – ideal für CNC-Drehen
• Turbinen: CNC-Drehen kann runde Turbinenschaufeln für die Energieindustrie produzieren
• Schusswaffen: Eine CNC-Drehbank kann die röhrenförmige Form für ein Gewehrlaufrohr herstellen

Was sollten Sie wählen?

Als Faustregel gilt: CNC-Drehen eignet sich am besten für Teile mit runden, zylindrischen oder konischen Profilen, CNC-Fräsen für alles andere. Im Zweifel kann ein Bearbeitungsexperte Sie zum richtigen CNC-Bearbeitungsservice für Ihr individuelles Projekt beraten.

Doch CNC-Fräsen und CNC-Drehen lassen sich gut kombinieren. Wenn ein Teil eine überwiegend runde Form hat, aber auch asymmetrische Schnitte oder Features erfordert, kann CNC-Fräsen auf CNC-Drehen folgen. Und obwohl seltener, kann CNC-Drehen auch auf CNC-Fräsen folgen – wenn ein kastenförmiges oder unregelmäßig geformtes Teil ein großes Loch durch die Mitte benötigt, zum Beispiel.

Schließlich muss man manchmal gar nicht wählen: CNC-Fräs-Drehzentren integrieren beide Technologien in ein einziges Produktionsgerät.