CNC-Fräsfehler: Ursachen, Symptome und praktische Lösungen

Bei der Fertigung hochpräziser Teile ist CNC-Fräsen eines der gängigsten Bearbeitungsverfahren. Moderne CNC-Fräser bieten enorme Möglichkeiten für schnelle Erstellung freier, komplexer Flächen. Sie haben sich zu Hochpräzisionsmaschinen entwickelt – richtig eingesetzt erzielen Sie spiegelglatte Oberflächen.

Einige Werkstückfehler beim CNC-Fräsen sind normal. Sie mindern die Endproduktqualität. Hier sind häufige CNC-Fräsfehler und passende Lösungen.

Anlauffarben auf der Werkstückoberfläche

Fehler

Ein häufiger Fehler durch CNC-Fräsfehler sind Anlauffarben auf der Werkstückoberfläche. Diese entstehen bei Überhitzung. Der Defekt kann an Ecken oder Kanten auftreten. Er zeigt sich als Frässpuren, raue Kanten oder erhabene Markierungen. Zudem verschleißt das Werkzeug schneller als normal.

Ursache

Falsche Schnittparameter verursachen Defekte. Besonders ungeeignete Kombination aus Vorschub und Schnittgeschwindigkeit am Fräser. Meist resultiert in Werkstück- und Werkzeugschaden. Ein weiterer Grund: falsches Werkzeug für den Job. Größe, Qualität und Abmessungen müssen zum Werkstück passen.

Lösung

Dieser Fehler lässt sich leicht beheben durch Reduzierung von Schnittgeschwindigkeit und Vorschubverhältnis. Dies verlangsamt den gesamten Bearbeitungsprozess, reduziert Wärme an der Werkstückoberfläche. Oder Erhöhung der Kühlrate während des Fräsens. Beides verringert Anlaufspuren. In Extremfällen (z. B. Titan mit schlechter Wärmeleitfähigkeit) sind beide Methoden nötig.

Eindrücke vom Werkzeug nach CNC-Fräsen

Fehler

Bei Bearbeitung von Messing, Kupfer, Bronze oder Aluminiumlegierungen fallen manchmal Eindrücke während des CNC-Fräsens auf. Ursache: geringere Härte im Vergleich zu zähen Metallen.

Ursache

Verursacht durch übermäßige Spannkraft im Werkzeug. Bei manueller Spannung: Schraubenschlüssel an Spannschrauben – einfache Lösung. Aber manuelle Spannungen können Spannkraft nicht präzise messen. Andere Fräsmaschinen nutzen pneumatische oder hydraulische Zylinder für Spannkraft – meist höher als manuell.

Lösung

Günstige Lösung gegen Eindrücke bei pneumatisch/hydraulisch gespannten Teilen: Zwischenstahlplatte zwischen Werkstück und Spannvorrichtung. Die Platte verteilt Druck gleichmäßig und vergrößert Kontaktfläche – verhindert Verformung. Selbst bei zu hoher Spannkraft entstehen Eindrücke auf der Platte, nicht am Werkstück.

Alternative: spezielle weichere Spannzangen und -vorrichtungen, die Werkstück auch bei Verformung nicht beschädigen.

Unterschiedliche Oberflächenqualität auf einer Fläche

Fehler

Ein häufiges Problem beim CNC-Fräsen ist die Oberflächenqualität. Viele Gründe für schlechte oder wechselnde Oberflächenbeschaffenheit.

Ursache

Erster Grund: Rattern (Chatter). Begriff für übermäßige Vibration in Maschine oder Werkzeug. Ergebnis: unebene statt glatter Oberfläche. Rattern hat mehrere Ursachen – erste: stumpfes Werkzeug. Vor Spanabhebung verformt stumpfer Fräser das Werkstück stark. Schnittkraft steigt, mit Verformungsakkumulation dringt Schneide tiefer ein, Span bricht plötzlich – kleine Löcher entstehen. Viele davon senken Oberflächenqualität drastisch.

Zweiter Grund: CNC-Frässtrategie. Zwei Strategien: Gleichlauf- und Gegenlauffräsen. Beim Gleichlauffräsen stimmt Werkzeugdrehrichtung mit Tischvorschubrichtung überein. Werkzeug wird in Werkstück gedrückt, verlässt es langsam mit minimalem Material (nach Bearbeitung entstandene Oberfläche) – gute Oberflächenqualität. Gegenlauffräsen: Dreh- und Vorschubrichtung entgegengesetzt. Werkzeug tritt in Werkstück von fertiger Oberfläche ein. Durch leichte Vibration und Prozessänderungen kann Werkzeug die Finish-Oberfläche leicht beschädigen – genug, um finale Oberflächenqualität zu ändern. Unerfahrene Mechaniker nutzen beide Strategien versehentlich durch Hin- und Herbewegen der Planwerkzeuge. Ergebnis: Oberfläche mit zwei Qualitätsarten – auf einem Pfad glatter, auf dem nächsten rauer.

Letzter Grund: falsche Kühlmittelwahl oder -mangel. Viele unterschätzen Rolle von Kühlschmierstoffen, ignorieren sie oder nutzen billigste Schmierstoffe. Tatsächlich verbessert passendes Kühlschmiermittel die gesamte Oberflächenqualität.

Lösung

Für höchstmögliche Oberflächenqualität: Schneidwerkzeug warten, scharf halten, richtige Strategie wählen, auf Kühlmittel achten. Generell besser: Werkzeug tritt immer von einer Seite ein und verlässt Werkstück auf der anderen Seite.

Grate

Fehler

Im CNC-Fräsprozess hinterlässt die Fräsmaschine Restmaterial am Werkstück. Dieser Grat entsteht meist entlang der unteren Kante beim Fräsen oder Bohren. Auch bei weicheren Materialien mit geringer Härte und starker Plastizität häufig.

Ursache

Die letzte Materialsicht wird oft verformt und vom Schneidwerkzeug entfernt, kann aber nicht entfernt werden, solange das Teil in gleicher Position bleibt. Verformtes Material bleibt als Film an Kanten – scharf, mindert ästhetischen Wert des Fertigteils.

Lösung

Grate entfernen wir durch Entgraten. Mehrere Methoden: Einfache manuelle Entgraten mit Schleifköpfen, Feilen, Schleifpapier – wenig technisches Wissen nötig, erledigt die Aufgabe. Alternativ: fortgeschrittene Entgrattechnologien (thermisch, vibrationsbasiert) – bessere Ergebnisse als manuell.

Werkzeugwechselspuren beim CNC-Fräsen

Fehler

In normaler und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung muss das Werkzeug gewechselt werden. Werden bei Wechsel nicht relevante Parameter angepasst, erscheinen deutliche Spuren – starkes optisches Beeinträchtigung.

Lösung

Beim Finishfräsen von Boden- oder Seitenflächen sind Werkzeugspuren häufig. Viele halten dies für unvermeidbar. Tatsächlich vollständig vermeidbar. Lösung: Bei Werkstückbearbeitung müssen Ausfräsungen in Ecken mit kleinen Werkzeugen nachgearbeitet werden. Durch Kraft und Schwingung entstehen leicht Spuren an Ecken.

Fazit

Wie Sie sehen, ist CNC-Fräsen ein komplexer Prozess. Sie brauchen die richtigen Partner für Top-Ergebnisse. SANS Machining ist Ihre beste Wahl für Kleinserienprojekte. Senden Sie Ihre Zeichnungen für kostenloses Angebot.