4 wichtige Design-Fehler, die beim CNC-Fräsen vermieden werden sollten

Computer Numerical Control (CNC) Fräsen ist heute eine beliebte Wahl unter Herstellern – und das aus gutem Grund. Nicht nur ist CNC-Fräsen mit einer breiten Palette von Kunststoffen und Metallen kompatibel, sondern es ist auch ein zuverlässiger Fertigungsprozess, der präzise und langlebige Teile produzieren kann. Computerprogrammierte Schneidwerkzeuge entfernen Material von einem massiven Block, um ein finales Produkt zu enthüllen, das Ihren exakten Spezifikationen entspricht – jedes Mal. Doch wenn Sie CNC-Design-Best-Practices nicht umsetzen, können Produktionszeiten und Kosten immer höher steigen.

Bei Fast Radius hat unser Team Jahre damit verbracht, Produktteams durch den CNC-Fräsprozess zu führen, daher wissen wir, welche Fallstricke zu beachten sind. Hier sind die vier häufigsten Fehler, die wir Designer beim Design für CNC gesehen haben – und wie man sie löst.

4 CNC-Designfehler, die Ihnen Zeit und Geld kosten

1. Scharfe innere Ecken designen

Da CNC-Fräser rund sind, ist das Erreichen scharfer innerer Winkel teuer und zeitaufwendig. Ein 90°-Winkel mit einem runden Werkzeug zu fräsen ist unmöglich, da ein rundes Werkzeug beim Fräsen einer inneren vertikalen Kante immer einen Eckenradius hinterlässt – was verhindert, dass Teile richtig zusammenpassen, oder Fräser mitten im Prozess zum Stillstand bringt.

Abgerundete Ecken eliminieren das Problem scharfer innerer Ecken gänzlich. Wenn Ihr Design innere Winkel erfordert, designen Sie diese mit Radien und entschärfen Sie sie durch Erhöhung der Eckenradien. Eckenradien mit demselben Durchmesser wie der Fräser können Chatter und übermäßigen Werkzeugverschleiß verursachen, während zu kleine Radien den Zerspaner zwingen, mehrere kleinere Bits bei niedrigeren Geschwindigkeiten zu verwenden. Eine Erhöhung der Eckenradien um nur 0,005" (ca. 0,13 mm) spart Geld und verhindert Fehler.

Bei einem quadratischen Male-Teil können Sie Dog-Bone- oder T-Bone-Rundungen nutzen, um sicherzustellen, dass es in eine weibliche Kavität mit leicht abgerundeten inneren Ecken passt. Achten Sie darauf, den Eintrittspunkt für Ihre Dog-Bone-Rundung 15–20 % größer als den Durchmesser Ihres Fräserbits zu designen.

2. Dünne Wände einbauen

Einige Produktteams designen Teile mit dünnen Wänden, um Materialverbrauch zu minimieren, aber diese „Lösung“ verursacht mehr Probleme als sie löst. Zu dünne Wände können Teileversagen und Verzug verursachen, Oberflächenfinish und Bearbeitungsgenauigkeit bei Metallen beeinträchtigen. Dünne Wände können auch während der Bearbeitung durch die Schneidkräfte der CNC-Werkzeuge und übermäßige Vibrationen abbrechen, verbiegen oder ausplatzen.

Die ideale Wandstärke variiert je nach Material. Beispiel: 0,8 mm ist okay beim CNC-Fräsen von Aluminium. Für Kunststoffe ist 1,5 mm die ideale Mindestwandstärke. Beachten Sie: Je höher die Wand, desto dicker muss sie sein, um Steifigkeit zu erhöhen. Konsultieren Sie einen erfahrenen CNC-Fertigungspartner, um Ihre Maße zu validieren.

Wenn Ihr Design hohe, dünne Wände erfordert, versuchen Sie, ein Breite-Höhe-Verhältnis von 3:1 beizubehalten. Sie können auch eine leichte Entformungsschräge hinzufügen, um die Bearbeitung zu beschleunigen und Restmaterial zu reduzieren.

3. Bearbeiteten Text einplanen

Zwar können CNC-Fräsen Text und Symbole mit hoher Präzision gravieren oder prägen, aber bearbeiteter Text kostet Sie. Erstens muss Ihr Zerspaner ein separates Schneidwerkzeug für den Text verwenden. Dann müssen Sie die Zeit – und damit das Geld – berücksichtigen, die das Bearbeiten von Text Ihrem Projekt hinzufügt, da die kleinen Fräser, die Text schneiden, relativ langsam sind.

Die gute Nachricht: Wenn Sie Text auf Ihrem Teil benötigen, haben Sie Optionen. Wenn Sie Text fräsen müssen, wählen Sie eingetieften (recessed) Text statt erhabenen (raised) Text, damit die Maschine nicht Material über die gesamte Teileoberfläche entfernen muss. Sie können auch den Text nach der Bearbeitung hinzufügen lassen. Lasermarkierung nach dem CNC-Fräsen spart z. B. Zeit und Geld.

4. Tiefe Kavitäten, Bohrungen und Gewinde einbauen

Fräswerkzeuge haben eine endliche Länge, und ihre Länge bestimmt, wie tief Kavitäten sein sollten. In den meisten Fällen sind Fräswerkzeuge am effizientesten und präzisesten beim Fräsen von Kavitäten bis zum doppelten oder dreifachen ihres Durchmessers in der Tiefe. Tiefere Kavitäten können Lieferzeiten verlängern, Werkzeugdurchbiegung oder -bruch verursachen, Chatter und Spanabfuhrprobleme erzeugen. Sie erfordern möglicherweise teurere Spezialwerkzeuge.

Am besten vermeiden Sie tiefe Kavitäten gänzlich, aber wenn Ihr Teil eine tiefe Kavität, Bohrung oder Gewinde benötigt, verringern Sie die Tiefe so weit wie möglich. Beachten Sie auch die Länge des Fräswerkzeugs.

Durchdacht designen mit Fast Radius

Durchdachte Designentscheidungen sparen langfristig Zeit und Geld, können aber knifflig sein. Sie benötigen ein gründliches Verständnis Ihres Teils, seiner Funktion, des CNC-Fertigungsprozesses, Ihrer Materialien und mehr. Wenn Sie Unterstützung brauchen, arbeiten Sie mit einem erfahrenen CNC-Fertigungspartner wie Fast Radius.

Mit einem Team aus Design- und Engineering-Experten und neuesten Design- & Fertigungstechnologien hat Fast Radius alles, was Sie brauchen, um Ihre Teile zu optimieren – die perfekte Balance zwischen Kosten und Genauigkeit. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mit unseren Experten in Verbindung zu treten und zu starten.

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