CNC Fräsen

CNC steht für Computerized Numerical Control und beschreibt die computergestützte Steuerung zerspanender Werkzeugmaschinen. Am Beispiel einer 3-Achs CNC Fräse möchten wir Ihnen kurz erklären, wie CNC Maschinen funktionieren. Auf drei zueinander rechtwinkligen Achsen (X,Y,Z) kann ein Fräsmotor in allen drei Raumdimensionen bewegt werden. Die Bewegung wird im einfachsten Fall von Schrittmotoren durchgeführt. Eine elektronische Steuerung sagt den einzelnen Schrittmotoren wie weit sie drehen sollen, also wie weit sich der Fräsmotor in die jeweilige Richtung bewegen soll. Durch das gleichzeitige Steuern mehrerer Motoren, können so z.B. auch nahezu perfekte Kreisbewegungen realisiert werden. Damit der Nutzer das nicht alles von Hand erstellen muss, gibt es CAD/CAM-Programme, die z.B. aus einem am Computer erstellten 3D-Objekt automatisch die passenden Fräswege erstellt. Diese werden dann von der Steuereinheit in die richtigen Motorbewegungen übersetzt.

Aufgrund des schier unendlichen Spektrums an Möglichkeiten eignen sich CNC Fräsen für die verschiedensten Disziplinen (beispielhafte Aufzählung):

• Modellbauer erstellen und modifizieren damit schnell und effizient Prototypenteile (rapid prototyping)
• Maker verarbeiten auf CNC-Maschinen die verschiedensten Materialien
• Werbetechniker fräsen kundenspezifische Aufsteller, Leuchtreklamen und Banner
• Für den Camper- und Caravanausbau lassen sich Formteile schnell an verschiedene Fahrzeugmodelle und Kundenwünsche anpassen und auf der CNC fertigen.

CNC-Portalfräsen arbeiten sehr eigenständig. Dadurch können z.B. auch Kleinserien schnell umgesetzt werden ohne zuerst eine entsprechende Produktionsstraße aufbauen zu müssen.

Das Spektrum der Möglichkeiten von CNC Fräsmaschinen ist schier unendlich. Angefangen bei einfachen zweidimensionalen Fräsungen aus Plattenmaterial über dreidimensionale Objekte mit Überhängen und schrägen oder gewölbten Konturen bis hin zur kompletten Bearbeitung z.B. eines Motorblocks in einem einzigen Arbeitsgang ist alles möglich. Dank unzähliger Tutorials und Videos im Internet ist es auch für den Anfänger sehr schnell möglich beeindruckende Ergebnisse zu erzielen.

CAD steht für Computer Aided Design und beschreibt die computergestützte Erstellung von 2D-Zeichnungen und 3D-Objekten. CAD-Programme sind im Allgemeinen der erste Schritt von der Idee zum fertigen Produkt. Das Ergebnis von CAD sind z.B. Skizzen, Zeichnungen oder 3D-Modelle, die dann oft als Grundlage für CAM verwendet werden. CAM steht für Computer Aided Machining. Damit ist z.B. die Erstellung von Fräswegen für CNC-Fräsen gemeint. In CAM Programmen wird festgelegt, wie Objekte ausgefräst, welche Frässtrategien und welche Fräser verwendet werden. Hier wird oft zwischen 2,5D und 3D entschieden. Bei 2,5D werden zweidimensionale Konturen in verschiedenen Frästiefen bearbeitet. Von 3D wird gesprochen, wenn auch schräge oder gewölbte Flächen bearbeitet werden.

Das hängt grundsätzlich von der Steifigkeit des Gesamtsystems ab. Je härter das zu fräsende Material ist, umso steifer und stabiler muss auch die Fräse sein. Aluminium und alle Holzarten sind auf kommerziellen Fräsen kein Problem. Aber auch Edelstahl, Corian und andere Verbundmaterialien können mit CNC Fräsen bearbeitet werden.