Anwendungen des CNC-Bearbeitungsprozesses – 23 Branchen, die diese Technologie nutzen

Die CNC-Bearbeitung ist für Hersteller ein wahrer Segen: Sie ermöglicht Hochgeschwindigkeitsfertigung mit vollständiger Automatisierung und höchster Präzision. Die unzähligen Vorteile des CNC-Bearbeitungsverfahrens haben dessen Einsatz in vielen Fertigungsbranchen ermöglicht.

Dieser Artikel beantwortet die Frage: Welche verschiedenen Anwendungsgebiete gibt es für die CNC-Bearbeitungstechnologie in verschiedenen Branchen?

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC steht für Computer Numerical Control (computergesteuerte numerische Steuerung). Die CNC-Bearbeitung ist ein Fertigungsverfahren, bei dem das Endprodukt durch Materialabtrag mittels eines Schneidwerkzeugs hergestellt wird. Es gibt viele verschiedene CNC-Maschinen mit zahlreichen Schneidwerkzeugoptionen für ein breites Anwendungsspektrum.

Welche verschiedenen Branchen nutzen CNC-Bearbeitungsverfahren?

Um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der CNC-Bearbeitung gut zu verstehen , werden wir die verschiedenen Branchen, die diese Technologie nutzen, und die unterschiedlichen Produktionsprozesse in den jeweiligen Branchen betrachten.

Luft-und Raumfahrtindustrie

Die Luft- und Raumfahrtindustrie und die CNC-Bearbeitung haben sich parallel entwickelt. Tatsächlich spielten die Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von CNC-Bearbeitungsverfahren. Die Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt ständig robuste Werkstoffe für die Konstruktion von Geräten und anderen Konstruktionen.

Die meisten dieser Anlagen sind auf Faktoren wie Sicherheit und Qualitätskontrolle ausgelegt. Daher ist Präzisionsbearbeitung unerlässlich. CNC-Bearbeitung erfüllt diese Anforderungen optimal. Zu den mithilfe von CNC-Technologie hergestellten Luft- und Raumfahrtteilen gehören unter anderem:

• Tragflächen
• Antennen
• Fahrwerk
• Verteiler
• Buchsen
• Materialien zur Hochfrequenzunterdrückung
• Elektrische Anschlüsse

Automobilindustrie

Die Automobilindustrie ist einer der Hauptabnehmer der CNC-Bearbeitung . Die CNC-Bearbeitung bietet Vorteile in jeder Phase des Automobilfertigungsprozesses, von der Prototypenentwicklung in Forschung und Entwicklung bis hin zur Produktion großer Stückzahlen.

Darüber hinaus fertigen CNC- Fräsmaschinen und -Drehmaschinen eine Vielzahl unterschiedlicher Bauteile, von großen Motorblockteilen bis hin zu kleinen Zahnrädern und Verkleidungen. Diese Maschinen bearbeiten in der Automobilindustrie sowohl Kunststoffe als auch Metalle.

Allein für einen Verbrennungsmotor werden mehrere CNC-Bearbeitungsprozesse benötigt. Dazu gehören das CNC-Drehen großer Metallblöcke (üblicherweise Aluminium) zu Motorgehäuseteilen, die Fertigung von Zylindern und Kolben sowie anderer Teile, die die Zylinderbaugruppe im Motorblock bilden.

Hier einige Beispiele für Automobilkomponenten, die mittels CNC-Bearbeitung hergestellt werden:

• Getriebe
• Achsen
• Motorenteile
• Röhren
• Zylinderblöcke
• Dashboard-Panels
• Gasanzeigen

Marine Industrie

Die Schifffahrtsindustrie ist auf hochwertige Handwerkskunst angewiesen, da sie Wasserfahrzeuge herstellt, die weltweit eingesetzt werden. Die großflächige Fertigung von Booten und anderen Wasserfahrzeugen erfordert Automatisierung, um Fertigungstermine und Qualitätskontrollen einzuhalten. Dies ist nur mit CNC-Bearbeitung möglich.

CNC-Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Funkenerosionsbearbeitung und andere Verfahren fertigen nahezu alle Bootsbauteile. Diese reichen vom Rumpf, dem Gerüst des Bootes, bis hin zur Innenausstattung. Hier einige Beispiele für Komponenten, die CNC-Programme für die Schifffahrtsindustrie herstellen:

• Deckstrukturen
• Rumpfstrukturen
• Zuschnitte und Verbindungen
• Rippen
• Stringers
• Inneneinrichtung wie:
  • Küchenarbeitsplatten
  • Lagerschränke
  • Rundumsitzfläche

Elektronik-Industrie

Wie in der Automobilindustrie wird auch in der Elektronikindustrie die CNC-Bearbeitung sowohl im Prototypenbau als auch in der Serienfertigung eingesetzt. Ein Vorteil der CNC-Bearbeitung in der Elektronik liegt in der Möglichkeit, Kleinserien mit hoher Präzision zu fertigen.

Ein Paradebeispiel für CNC-Bearbeitung in der Elektronik ist das Metallgehäuse von Apple-Produkten wie dem MacBook und dem iPhone. Dieses wird mithilfe von CNC-Fräsmaschinen und CNC-Routern hergestellt. CNC kommt nicht nur bei der Fertigung des Gehäuses, sondern auch bei der Bearbeitung der internen Komponenten von Unterhaltungselektronikprodukten zum Einsatz.

• Elektronische Bauteile
• Leiterplatten
• Gehäuse
• Jigs
• Halbleiterherstellungsprozess
  • Waferplatten
  • Gasverteilungskanäle
  • Lötflex-Schablonen
  • Waferträger
• Temperatur fällt

Smartphones

Smartphones sind zwar auch Elektronikgeräte, aber sie sind so stark von CNC-Maschinen abhängig, dass sie eine gesonderte Erwähnung verdienen. Der Großteil der Smartphone-Herstellung erfolgt mit CNC-Fertigungstechniken.

Beispielsweise wird der Touchscreen eines Smartphones in einem CNC-Bearbeitungsverfahren mit Glasfräsmaschinen hergestellt. Die in Anwendungen wie Smartphones verwendeten Bildschirme erfordern eine spezielle Oberflächenbeschaffenheit. Nur CNC-Maschinen können dies in den benötigten großen Stückzahlen erreichen.

Hier sind die Smartphone-Teile, die mit CNC-Programmierung auf CNC-Fräsmaschinen hergestellt wurden:

• Smartphone-Gehäuse (sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff)
• Smartphone-Hüllen
• Berührungsempfindliche Bildschirme
• Heckscheiben
• Ästhetisches Ätzen
• Unterstützte Zubehörteile
• Innenausstattung und Einbauten

Militär- und Verteidigungsindustrie

Die Anforderungen der Militär- und Verteidigungsindustrie ähneln denen der Luft- und Raumfahrtindustrie. Anstelle einfacher Bauteile benötigen diese Branchen komplexe Maschinen für die breite Palette innovativer Materialien und hochentwickelter Ausrüstungen, die sie herstellen.

Die Einsatzmöglichkeiten von CNC-Systemen in diesen Sektoren sind vielfältig und reichen von komplexen, kundenspezifischen Designs für Waffengehäuse bis hin zu internen Raketenkomponenten. Hier einige Beispiele für Teile, die mithilfe eines CNC-Fertigungsverfahrens hergestellt werden:

• Hauptrotornaben
• Kuppler
• Sitzgestelle für Land- und Luftverkehr
• Muschelschalen
• Flansche
• Getriebeteile
• Raketenkomponenten
• Hubschrauberkomponenten
• Sicherungsringe
• Komponenten für das Munitionsfördern

Gesundheitsindustrie

Es mag überraschend klingen, dass CNC-Systeme im Gesundheitswesen eingesetzt werden. Die Anwendungsbereiche der CNC-Bearbeitung in der Medizinbranche sind jedoch vielfältig.

Die CNC-Bearbeitung wird in der Gesundheits- und Medizintechnik zur Herstellung von medizinischen Produkten und zur schnellen Werkzeugfertigung für Spritzgussformen eingesetzt. Im Spritzgussverfahren werden dann Produkte wie Gesichtsmasken hergestellt.

Präzise glatte Oberflächen sind eine weitere entscheidende Anforderung an Instrumente im Gesundheitswesen. Viele dieser Instrumente, wie beispielsweise Knochenschrauben und -platten, werden in den Körper des Patienten eingesetzt und verbleiben dort. Daher ist es unerlässlich, dass die Patienten keinerlei Beschwerden verspüren.

Während einige Kunststoffkomponenten im Spritzgussverfahren hergestellt werden können, werden Metallteile und alle komplexen Teile ausschließlich per CNC-Bearbeitung gefertigt. Zu den Teilen, die Hersteller im Gesundheitswesen mit CNC-Maschinen herstellen, gehören beispielsweise:

• Knochenschrauben
• Knochenplatte
• Chirurgische Instrumente
• Cutters
• Holders
• Zange
• Klammern
• Rotorblätter
• Herzschrittmacher
• Prothetik

Energiewirtschaft

Der Energiesektor ist riesig und umfasst Teilbereiche wie die Öl- und Gasindustrie. Tatsächlich befindet sich die Energiebranche mit dem Aufstieg grüner und erneuerbarer Energien weiterhin in einer Wachstumsphase. CNC-Bearbeitung ist die tragende Säule für die Herstellung von Werkzeugen und Ausrüstungen im gesamten Energiesektor.

Bei Windkraftanlagen beispielsweise ist eine präzise CNC-Bearbeitung erforderlich, um die Rotorblätter so auszuwuchten, dass sie sich im Wind drehen können. Diese Rotorblätter, die Lager und weitere Komponenten werden mit CNC-Planfräsmaschinen gefertigt. Auch bei nicht erneuerbaren Energieträgern wie Öl und Gas stellen CNC-Maschinen Teile für Pipelines und Raffinerien her.

Hier einige gängige Anwendungsgebiete der CNC-Bearbeitung in der Energiewirtschaft :

• Röhren
• Pistons
• Zylinder
• Rods
• Stifte
• Turbinenschaufeln
• Lager
• Wasserkraftgeneratoren
• Generatorgehäuse
• Buchsen
• Rahmen für Solarpanels

Zahnarzt Ausrüstung

Obwohl die Dentalbranche ein Teilbereich des Gesundheitswesens ist, hat sie sich aufgrund der Vielzahl an individuell gefertigten Teilen zu einem bedeutenden Abnehmer von CNC-bearbeiteten Produkten entwickelt. Dabei kommen viele verschiedene CNC-Bearbeitungstechniken zum Einsatz, um eine breite Palette an Teilen herzustellen.

Zahnärztliche Instrumente wie Prothesen erfordern eine Bearbeitung mit sehr engen Toleranzen, um den vorgegebenen Platz exakt einzuhalten. Zu den gängigen CNC-Maschinen in der Zahnmedizin gehören Schaftfräser und CNC-Bohrmaschinen. Folgende zahnärztliche Instrumente werden mittels CNC-Bearbeitung hergestellt:

• Zahnprothesen
• Zahnkappe
• Brückenbau
• Zahnspangenschienen
• Krone
• Teleskopkrone
• Implantate
• Implantataufbau
• Unser Ansatz
• Implantatleitfaden
• Eingeschraubte Stange
• Zahnersatz
• Einlegekern

Nischenfertigung

Nischenfertigungsindustrien sind nicht so groß wie die bisher genannten. Es handelt sich jedoch um kleine bis mittelständische Produktionsbetriebe, die auf CNC-Bearbeitung für die Herstellung zuverlässiger Teile angewiesen sind.

Schmuck

CNC-Bearbeitung ist die Standardmethode für die Schmuckherstellung sowie für Ätz- und Gravurarbeiten. In der Schmuckproduktion kommen CNC-Fräsmaschinen, CNC-Drehmaschinen, CNC-Router und CNC-Lasergravurmaschinen zum Einsatz. Eine CNC-Maschine für die Schmuckherstellung dient nicht nur der Fertigung und Formgebung von Metallschmuck, sondern auch dem Schleifen und Polieren von Werkstücken.

Einige der im Schmucksektor mit CNC-Systemen hergestellten Produkte sind:

• Ringe zu schaffen
• Formen
• Castingmodelle
• Gravuren
• Marmorfacetten
• Schmuckpolieren

Schuhe

Die CNC-Bearbeitung dient nicht direkt der Schuhherstellung. Sie erzeugt jedoch Metallformen, die als Matrizen für die Gestaltung der Gummisohlen verwendet werden. Auch das Gravieren von Markenname und Logo kann mithilfe einer CNC-Maschine erfolgen.

Möbel

In der Möbelherstellung werden CNC-Maschinen für viele Materialien wie Holz, Glas, Metall, Kunststoff und sogar Polsterstoffe eingesetzt. Die Bandbreite der in der Möbelherstellung verwendeten CNC-Maschinen ist je nach Aufgabe sehr groß. So lassen sich beispielsweise Holzbeine für einen Esstisch mit einer einfachen CNC-Drehmaschine fertigen, und Metallbearbeitungen können mittels Funkenerosion durchgeführt werden. Hier einige Anwendungsbeispiele für CNC-Maschinen in der Möbelherstellung:

• Schnitzereien
• Formteile
• Esstischbeine
• Stuhlbeine
• Metallrahmen
• Glasschneiden
• Polieren
• Gravur

Musikinstrumente

Musikinstrumente erfordern höchste handwerkliche Präzision. Denn bereits geringfügige Abweichungen vom geplanten Design können die musikalische Harmonie des fertigen Instruments erheblich beeinträchtigen und es somit unbrauchbar machen. CNC-Maschinen sind daher die ideale Wahl. Im Folgenden sind einige Beispiele für Bauteile von Musikinstrumenten aufgeführt, die CNC-Maschinen erfordern :

• Spezialteile für die Restaurierung alter Instrumente
• Gitarrenhälse
• Geigenhälse
• Korpusse aus Holz
• Griffbretter
• Klaviere
• Gravuren
• Carving
• Drehknöpfe
• Bundschlitze
• Experimentieren mit neuen Materialien

Halbleiter

Obwohl der Einsatz von CNC-Maschinen in der Halbleiterindustrie bereits im Zusammenhang mit Elektronik- und Smartphone-Anwendungen erwähnt wurde, ist das tatsächliche Anwendungsgebiet von CNC-Systemen in der Industrie weitaus breiter. Da Halbleiter die Grundlage der modernen Industrie bilden, kann es hilfreich sein, die Anwendungen der CNC-Bearbeitung in diesem Sektor zu kennen. Hier einige Beispiele:

• Hochpräzisionsformen
• Gehäuse
• Gehäuse
• Wafer-Leiter-Verarbeitungseinheiten
• Leiterplatten (PCBs)
• Temperatur fällt
• Steckverbinder
• Sockets

Werkzeugbau

Die CNC-Fertigung hat die Werkzeugentwicklung grundlegend verändert. Die CNC-Technologie ermöglicht die Herstellung individueller Werkzeuge und Formen, mit denen sich Produkte jeder Art und Form realisieren lassen. Darüber hinaus bietet sie die Möglichkeit, Werkzeuge für die Prototypenfertigung herzustellen, was zu schnellem Prototyping und Rapid Tooling geführt hat. Rapid Prototyping ermöglicht die schnelle Erstellung von Prototypen.

Beschilderung und Leitsysteme

Die Werbetechnikbranche hat sich hinsichtlich der verfügbaren Designs und verwendbaren Materialien erheblich weiterentwickelt. Zu den gängigen Materialien zählen Holz, Kunststoff, Aluminium, Blech, Messing, Acrylglas, Schaumstoff, technische Werkstoffe und vieles mehr. Diese Materialien werden je nach Design für jeden Auftrag individuell geformt.

Vorprogrammierte Computersoftware, die eine CNC-Maschine steuert, ermöglicht dies, indem sie jedes Design in ein fertiges Produkt umsetzen kann. Designer erstellen CAD-Modelle für jedes Beschilderungsprojekt und wandeln diese in ein CAM-CNC-Programm um, das anschließend die Maschine steuert. Dadurch können CNC-Maschinen beliebige Schriftarten, -stile und -größen für Beschilderungsprojekte realisieren.

Hybride Fertigung

Ein Unternehmen, das kundenspezifische Teile für die Automobilindustrie entwickelt, könnte ein hybrides Fertigungsverfahren einsetzen, um komplexe Geometrien und filigrane Bauteile herzustellen. Der Prozess beginnt mit dem 3D-Druck, bei dem ein Polymermaterial als Basisschicht dient. Anschließend wird das Bauteil durch CNC-Bearbeitung verfeinert und in die endgültige Form gebracht. Diese Kombination von Verfahren ermöglicht eine größere Designflexibilität als jedes Verfahren allein. Zudem entfällt die manuelle Montage, und die Produktionsgeschwindigkeit wird im Vergleich zu traditionellen Methoden erhöht. Nach Abschluss der Konstruktion kann das Bauteil getestet und für den Einsatz in Automobilanwendungen evaluiert werden. Das hybride Fertigungsverfahren ermöglicht es Unternehmen, Kosten zu senken und gleichzeitig schnell und effizient qualitativ hochwertige Teile herzustellen.

Bau und Architektur

Vor dem Bau eines Wolkenkratzers oder Gebäudekomplexes wird ein maßstabsgetreues Modell erstellt. Die CNC-Bearbeitung ist dabei eine wichtige Hilfe. Sie ermöglicht auch die Fertigung von Dekorationselementen für Architekten und Innenarchitekten. Die Designelemente und ihre Eigenschaften lassen sich individuell an die jeweiligen Anforderungen anpassen.

Optische Kommunikation

Die optische Kommunikationsindustrie stellt Instrumente zur Erfassung und Manipulation von Lichtwellen für verschiedene Zwecke her. Die verwendeten Materialien basieren hauptsächlich auf Glas, und eine Qualitätskontrolle auf mikroskopischer Ebene ist unerlässlich. Aufgrund der geforderten hohen Präzision bietet nur die CNC-Bearbeitung die notwendigen Eigenschaften für jedes optische Kommunikationsprojekt. Einige Anwendungsbereiche der CNC-Bearbeitung im optischen Sektor sind:

• Alle Arten von Linsen
• Mikroskop
• Laserkomponenten
• Teleskope
• Kundenspezifische optische Teile

Robotik und Automatisierung

Der Bereich Robotik und Automatisierung hat sich rasant entwickelt, befindet sich aber aufgrund der unzähligen Möglichkeiten noch in den Anfängen. Die CNC-Bearbeitung bietet die Methoden, diese Möglichkeiten auszuschöpfen, indem sie Bauteile herstellt, die den jeweiligen Anforderungen entsprechen. Beispiele für solche Bauteile sind:

• Roboterarme
• Endeffektoren
• Sensors
• Vorrichtungen
• Jigs
• Regler

Forschung und Entwicklung

Alle Fertigungsindustrien verfügen über eine Forschungs- und Entwicklungsabteilung, die neue Technologien, Bauteile und Produkte testet. Die CNC-Bearbeitung ist in diesem Bereich das primäre Verfahren zur Prototypenfertigung, mit dem schnell ein Modell des benötigten Bauteils erstellt werden kann. Sie dient außerdem zur Herstellung von Werkzeugen und Formen für die Prototypenfertigung.

Agrarwirtschaft

Die Landwirtschaft ist ein riesiger Wirtschaftszweig, der alles von kleinen Schaufeln bis hin zu großen Traktoren und Mähdreschern herstellt. CNC-Fräsen kommt bei jedem landwirtschaftlichen Gerät, unabhängig von seiner Größe, in irgendeiner Form zum Einsatz. Es gibt viele verschiedene CNC-Maschinen, die zum Schneiden und Bohren verwendet werden.

Zu den gängigen Anwendungsgebieten der CNC-Bearbeitung in der landwirtschaftlichen Fertigung gehören:

• Traktorkomponenten
• Teile des Bewässerungssystems
• Erntemaschinen
• Tanks
• Headers
• Bailers
• Hoppers
• Manuelle Werkzeuge

Lebensmittel und Getränke

Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist nicht das Erste, woran man bei CNC-Bearbeitung denkt. Doch gerade diese Branchen sind in vielen Bereichen stark auf CNC-Technologie angewiesen. Während Maschinen wie CNC-Wasserstrahlschneidanlagen Lebensmittel direkt bearbeiten, werden andere zum Verpacken oder zur Herstellung von Kochgeräten eingesetzt. Einige gängige Anwendungsgebiete sind:

• Formen
• Druckguss
• Werkzeuge für Lebensmittelverarbeitungsmaschinen
• bakeware
• Radierung

Metallverarbeitung

Die Metallverarbeitungsindustrie beliefert zahlreiche Folgeindustrien. Sie nutzt CNC-Verfahren wie Drahterodieren, Laserschneiden , Wasserstrahlschneiden und Plasmaschneiden, um große Metallbleche zu schneiden. Weitere CNC-Programme können diese Bleche in jede gewünschte Form schmieden.

Fazit

Wie aus den obigen Informationen hervorgeht, sind die Einsatzmöglichkeiten von CNC-Maschinen äußerst vielfältig. Diese Technologie findet direkt oder indirekt in nahezu jeder denkbaren Branche Verwendung. In jedem einzelnen Sektor ist die Anzahl der Anlagen, die CNC-Systeme oder CNC-gefertigte Teile nutzen, so groß, dass es unmöglich ist, sie alle in diesem Artikel aufzulisten.

Wichtig ist, dass die Vorteile der CNC-Technologie nur dann voll zum Tragen kommen, wenn qualitativ hochwertige CNC-Dienstleistungen in Anspruch genommen werden. 3ERP ist ein führender Anbieter von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen und kann alle Fertigungsanforderungen sowie kundenspezifische Aufträge erfüllen.