Präzisions-CNC-Sägen: Fortgeschrittene Schneidetechniken für Qualitätsergebnisse

Sägen ist eine der ältesten heute verwendeten Schneidetechniken, und Innovationen haben es ermöglicht, dass der Prozess mit Fortschritten in Materialien, Toleranzen und Produktkomplexität Schritt hält. Per Definition ist Sägen das Schneiden eines schmalen Schlitzes in ein Werkstück, indem ein gezahntes oder abrasives Schneidwerkzeug gegen die Oberfläche bewegt wird. Sägen wird oft verwendet, um große Materialabschnitte ohne besondere Berücksichtigung von Toleranzen zu entfernen, aber moderne CNC-Sägemaschinen können auch für Veredelungsarbeiten eingesetzt werden.

Säge-Begriffe

Bevor wir in die Details des Sägens und der Sägemaschinen eintauchen, ist es wichtig, sich mit einigen Schlüsselbegriffen vertraut zu machen.

• Spanwinkel (Rake): Winkel der Sägezähne im Vergleich zur Schneidefläche
• Zahnteilung (Set): Grad, in dem Sägezähne seitlich vom Blatt abgewinkelt sind
• Zahngrund (Gullet): Tal zwischen den Zahnspitzen
• Blattdicke (Gage): Breite des Sägeblatts
• Teilung (Pitch): Abstand zwischen den Spitzen zweier benachbarter Zähne
• Schnittbreite (Kerf): Vom Sägeblatt erzeugter Kanal im Werkstück oder die Maß seiner Breite

Arten des Sägens

In seiner einfachsten Form kann das Sägen in zwei Typen unterteilt werden: kontinuierliches Schneiden und hin- und herschneidendes (reziprok) Schneiden. Beim reziproken Verfahren bewegen sich Sägen hin und her und entfernen Material bei jedem Hub, oder in vielen Fällen nur beim Vorwärts- oder Rückhub. Reziprokes Sägen wird sowohl im Holzschneiden als auch in der CNC-Bearbeitung weit verbreitet eingesetzt und kann mit Handwerkzeugen oder fortschrittlicher CNC-Ausrüstung durchgeführt werden.

Kontinuierliches Schneiden findet statt, wenn die Säge kontinuierlich in eine Richtung bewegt wird und ständig Späne vom Werkstück entfernt. Kontinuierliches Schneiden nimmt je nach verwendeten Werkzeugen unterschiedliche Formen an. Zum Beispiel verwendet Bandsägen ein dünnes, flexibles Sägeblatt, das in einer kontinuierlichen Schleife läuft. Kaltkreissägen (Cold sawing) beinhalten ein kreisförmiges, gezahntes Sägeblatt.

Kontinuierliches Schneiden ermöglicht auch einzigartige Sägearten wie Reibschneiden (Friction cutting) und abrasives Schneiden. Beim Reibschneiden erzeugen die hohen Geschwindigkeiten von Kreissägen oder Bandsägen genügend Wärme an einem lokalisierten Punkt am Werkstück, um Metall ohne Spanbildung zu schmelzen und abzutragen. Blätter für Reibschneiden haben oft keine Zähne. Abrasives Schneiden kann mit einer Bandsäge oder Kreissäge durchgeführt werden, wobei ein Blatt mit einer abrasiven Substanz beschichtet ist. Der Prozess funktioniert dann ähnlich wie Schleifen, bei dem kleine Späne von den abrasiven Kanten geschnitten und durch die Rotation des Blatts aus dem Schnitt (Kerf) ausgetragen werden.

Sägetechniken können weiter nach dem gewünschten Ergebnis unterteilt werden. Abrrennschneiden (Cutoff sawing) wird durchgeführt, um große Materialstücke zu entfernen, wenn Toleranzen von geringer Bedeutung sind. Für Abrennoperationen ist Sägen oft die effizienteste Methode, da der Schnitt (Kerf) so dünn ist und während des Schneidens so wenige Späne erzeugt werden. Kontursägen (Contour sawing), am anderen Ende des Spektrums, kann Formen erreichen, die dem Fräsen ähneln. Beim Kontursägen dreht sich das Werkstück gegen eine Bandsäge, um komplexe Formen zu erzeugen.

Werkzeuge für das Sägen

Wie Bohren und andere vielseitige Bearbeitungsprozesse hat das Sägen seine Pendants in der Haushaltswartung. Die meisten Werkzeugkästen enthalten eine Handsäge (Hacksaw), eine Art Handsäge, die zum Schneiden von Holz, Kunststoff und sogar Metall verwendet werden kann. CNC-Maschinen für reziprokes Sägen werden oft ebenfalls als Hacksaws bezeichnet, da sie im Wesentlichen automatisierte, schwerere Versionen von handgeführten Hacksaws sind. Andere Sägemaschinen nehmen unterschiedliche Formen an und werden für verschiedene Zwecke verwendet, wie unten beschrieben.

Reziproke Sägemaschinen:

• Manuelle Handsägen: der klassische Werkzeugkasten-Säge mit Griff und dünnem Blatt in einem rechteckigen Rahmen.
• Kraft-Hacksaws (Power hacksaws): bewegen ein Sägeblatt mechanisch hin und her, ähnlich wie eine manuelle Handsäge, aber viel schneller und mit größerer Kraft. Der Schnitt findet meist nur beim Vorwärtshub statt.

Kontinuierliche Sägemaschinen:

• Bandsägen: können horizontal, vertikal oder als Kombination ausgeführt sein. Blätter werden aus dünnen Metallstreifen geformt, die gebrochen und wieder verschweißt werden können, um an inneren Flächen zu arbeiten. Horizontale Bandsägen werden oft als Ersatz für Kraft-Hacksaws verwendet, bieten aber größere Effizienz. Vertikale Bandsägen können für Konturschnitte verwendet werden, wie unten beschrieben.
• Kontursägen: eine Art Bandsäge, die für das Schneiden unregelmäßiger Formen mit hoher Präzision verwendet wird.
• Kreissägen: traditionelle Kreissägen sind „Kaltkreissägen“, also gezahnte Scheiben, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren. Andere Optionen sind Reibscheiben und abrasive Scheiben.

Wann CNC-Zerspaner Sägen einsetzen

CNC-Maschinenshops beginnen oft mit Stabmaterial (Bar Stock), wenn sie ein Werkstück von Grund auf bearbeiten. Um das Stabmaterial auf die ungefähre Größe zu bringen, die für die Teileherstellung benötigt wird, sägen sie ein langes Stück Stabmaterial in kleinere Abschnitte. Hier kommen die Vorteile des Sägens voll zum Tragen: Die Schneidwirkung ist schnell, der Energiebedarf minimal, und es werden sehr wenige Späne produziert, sodass wenig Stabmaterial im Schrott landet.

Für einfache Abrennoperationen wie diese verbraucht Sägen normalerweise weniger Energie als andere Bearbeitungsprozesse. Fräsen, Drehen und andere Verfahren könnten dieselben Ziele erreichen, würden aber entweder hochspezialisierte Schneidwerkzeuge erfordern oder weit mehr Späne produzieren und deutlich mehr Energie verbrauchen. Da Sägen einen schmalen Schnitt (Kerf) beibehalten und bei richtiger Einrichtung fast jedes Material schneiden können, sind sie ideal für Abrennoperationen geeignet.

Kontursägen sind darauf ausgelegt, unregelmäßige Formen mit weit höherer Präzision zu schneiden, als für Standard-Abrennsägen erforderlich. Kontursägemaschinen können auch vergleichbare Toleranzen wie Fräsmaschinen bieten, zusammen mit hervorragender Wiederholbarkeit. In vielen Fällen wird Kontursägen verwendet, um Werkzeugstahl zu schneiden, um Formen für andere Bearbeitungsoperationen herzustellen.

Mehr aus unserer Serie „Was Präzisionsmaschinenshops tun“

• Einführung
• Fräsen
• Drehen
• Bohren
• Bohren (Drilling)
• Sägen
• Räumen

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