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Was ist Bearbeitung
Definition, Typen & Werkzeuge

Was ist maschinelle Bearbeitung?

Inhaltsverzeichnis

Die meisten Industrieprodukte, die Sie umgeben, entstehen durch maschinelle Bearbeitung. Dies ist seit Jahrhunderten der Fall, wobei sich die einzelnen Verfahrensschritte im Laufe der Zeit stark weiterentwickelt haben.

Die spanende Bearbeitung ist ein grundlegendes Fertigungsverfahren, mit dem Werkstoffe durch kontrolliertes Abtragen von Material geformt werden. Dieser Leitfaden erklärt die Funktionsweise der spanenden Bearbeitung, gängige Bearbeitungsmethoden, Anwendungsgebiete, Werkzeuge und wie moderne CNC-Technologien die Fertigungsgenauigkeit verbessern.

Was ist maschinelle Bearbeitung?

Die spanende Bearbeitung ist ein Fertigungsverfahren , bei dem ein Werkstück durch kontrolliertes Abtragen von Material in die gewünschte Endform gebracht wird. Da bei der spanenden Bearbeitung Werkzeugmaschinen wie Bearbeitungszentren zum Einsatz kommen und Material abgetragen wird, werden sie oft als subtraktive Fertigungsverfahren bezeichnet, im Gegensatz zur additiven Fertigung, bei der Material kontrolliert hinzugefügt wird.

Zerspanungsprozesse eignen sich für eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Kunststoffe, Holz, Glas und vieles mehr. Dank dieser breiten Anwendbarkeit finden sie in zahlreichen Branchen Anwendung.

Geschichte der Bearbeitungsprozesse

Die Geschichte der Bearbeitungsprozesse reicht einige Jahrhunderte zurück. Im 18. Jahrhundert bezeichnete man unter Bearbeitung die Reparatur von Maschinen und Anlagen mithilfe aufwändiger Verfahren wie Holzschnitzerei oder Metallbearbeitung durch Schmieden. Genauer gesagt, gab es zwar den Begriff „Maschinenbauer“, aber noch nicht den Begriff „Bearbeitungswerkzeuge“.

Die Entwicklung von Bearbeitungswerkzeugen begann Mitte des 20. Jahrhunderts. Dies geschah aufgrund der Entstehung von Bearbeitungsverfahren wie Bohren, Drehen, Ausdrehen, Fräsen, Räumen, Hobeln, Sägen, Reiben, Gewindeschneiden und weiteren. Diese Verfahren wurden zunächst mit manuell betriebenen Werkzeugen wie einfachen Drehmaschinen, Bohrern, Schneidwerkzeugen oder Bohrmaschinen durchgeführt. Im Laufe der Jahre, mit dem Aufkommen von Computern und verschiedenen anderen Technologien, wurden alle Bearbeitungsprozesse mit der computergesteuerten numerischen Steuerung (CNC) verknüpft.

Wie funktioniert die Bearbeitung?

Das Prinzip der spanenden Bearbeitung besteht darin, mit einem größeren Werkstück als dem benötigten Teil zu beginnen und dieses dann mit einem präzise gesteuerten Schneidwerkzeug abzutragen. In der modernen Fertigung werden Bearbeitungswerkzeuge durch CNC- Technologien (Computer Numerical Control) gesteuert. Es handelt sich um einen strukturierten Prozess, der mit der Konzeption der gewünschten Form beginnt und anschließend mit der Umsetzung des Designs auf den Bearbeitungswerkzeugen fortfährt.

CNC-Bearbeitung

Phasen des Bearbeitungsprozesses

Der Bearbeitungsprozess für jedes Bauteil durchläuft diese Schritte in genau dieser Reihenfolge:

Erstellung von Bauplänen

Zunächst ist es wichtig, ein Konzept für das benötigte Bauteil zu entwickeln. Dies geschieht mithilfe von technischen Zeichnungen und Konstruktionsplänen, in denen die vorgesehenen Abmessungen angegeben sind. Bei der Festlegung der Abmessungen ist die Verarbeitbarkeit und mechanische Festigkeit der Materialien zu berücksichtigen. Beispielsweise muss eine Wand eine Mindestdicke aufweisen, da das Bauteil sonst bereits während der Bearbeitung versagen kann.

Erstellen von CAD-Modellen

Sobald die Konstruktionszeichnungen des Bauteils fertiggestellt sind, müssen sie in ein digitales 3D-Modell umgewandelt werden. Dies geschieht mithilfe von CAD-Software (Computer Aided Design). Diese Aufgabe übernimmt ein Programmierer. Komplexere Bauteile erfordern komplexere CAD-Programme.

Die CAD-Modelle werden in CAM-Programme (Computer Aided Manufacturing) umgewandelt. Das CAM-Programm ist die Sprache, die die CNC-Maschine versteht. CAD-Programme können außerdem erkennen, ob es Probleme im Design gibt, die zu Fehlern im Bearbeitungsprozess führen könnten.

Maschineneinrichtung

Die Maschineneinrichtung wird vom Bediener durchgeführt und umfasst das Einstellen der Werkzeuge sowie das Einspannen der Werkstückmaterialien in die CNC-Maschine. Die Einrichtung kann je nach Art des Bearbeitungsprozesses variieren. Zur Einrichtung gehört auch die Übertragung der CAD-Anweisungen an die Maschine.

Programmausführung

Sobald die Maschine bereit ist, führt der Bediener das Programm aus. Die Maschine formt anschließend das Werkstück gemäß dem Programm. Dies kann je nach verwendeter Maschine auf verschiedene Arten erfolgen. Nach der Bearbeitung ist das Werkstück fertig und wird vom Bediener demontiert. Je nach Anforderung kann es dann weiteren Bearbeitungsprozessen zugeführt werden.

Anwendungen der Bearbeitung

Bearbeitungswerkzeuge werden in allen Industriezweigen zur Herstellung unterschiedlichster Teile eingesetzt. Zu den gängigen Werkzeugmaschinen und Anwendungsbereichen von Bearbeitungsverfahren gehören:

  • Fahrradrahmen
  • Motor (en)
  • Smartphone- und Laptop-Hüllen
  • Wissenschaftliche Projekte
  • Luft- und Raumfahrtteile
  • Militär- und Schusswaffenausrüstung
  • Medizinische und chirurgische Geräte
  • viele andere Teile

Welche verschiedenen Arten von Bearbeitungsverfahren gibt es?

Es gibt viele Arten von Bearbeitungsverfahren und -operationen , jede mit ihrem eigenen Zweck und ihrer eigenen Funktionsweise. Hier ein kurzer Überblick über diese verschiedenen Bearbeitungsverfahren:

Drehung

Beim Drehen rotiert das Werkstück um eine zentrale Achse, während das Schneidwerkzeug Material abträgt. Dieses Verfahren dient der symmetrischen Formgebung von Werkstücken. Das Schneidwerkzeug kann computergesteuert werden. Einige Anwendungsgebiete des Drehens sind:

  • Motorkomponenten
  • Maschinenkomponenten
  • Tragwellen
  • Threads
  • Verjüngt

Fräsen

Beim Fräsen bewegt sich eine rotierende Schneidfläche gegen das Werkstück und erzeugt so verschiedene Flächenformen. Die Schnittformen reichen von einfachen geraden Schnitten bis hin zu geneigten und schrägen Flächen für spezielle Anwendungen. Hierfür stehen zahlreiche Fräswerkzeuge zur Verfügung, wie beispielsweise Bettfräsmaschinen, Säulenfräsmaschinen, Portalfräsmaschinen, C-Rahmenfräsmaschinen, Kniefräsmaschinen, Revolverfräsmaschinen, Auslegerfräsmaschinen und weitere. Einige Anwendungsgebiete von Fräswerkzeugen sind:

  • Getriebe
  • Nuten und Rillen
  • Luft- und Raumfahrtkomponenten
  • Landwirtschaftliche Geräte
  • Energie Sektor
  • Autoteile

Bohren

Bohrwerkzeuge gehören zu den einfachsten Bearbeitungsmaschinen. Sie dienen dazu, sich um das Werkstück zu bewegen und mithilfe von Bohrmaschinen Löcher zu erzeugen. Diese Löcher werden zum Eindrehen von Schrauben, für die weitere Montage oder auch aus ästhetischen Gründen benötigt. Anwendungsgebiete des Bohrens sind:

  • Schraubenlöcher
  • Einspritzdüsengehäuse
  • Wärmetauscherrohre
  • Fluidanordnung endet
  • Flugzeugfahrwerk

Bohren

Bohrwerkzeuge vergrößern bereits gebohrte Löcher im Werkstück. Dies geschieht entweder mit einem Einpunkt-Schneidwerkzeug oder mit einer Vielzahl solcher Werkzeuge. In gewisser Weise ist Bohren das Gegenstück zum Drehen; der Hauptunterschied besteht darin, dass beim Bohren der Innendurchmesser, beim Drehen hingegen der Außendurchmesser bearbeitet wird. Typische Anwendungsgebiete dieses Verfahrens sind beispielsweise Läufe von Schusswaffen oder Motorzylinder.

  • Motorzylinder in der Automobilindustrie
  • Kräne und Endlader
  • Bergbau
  • Firearms

Reiben

Das Aufreiben ist ein Verfahren zur leichten Erweiterung des Durchmessers eines Bohrlochs und zur Oberflächenbearbeitung. Es kommt zum Einsatz, wenn ein Loch mit sehr präzisem Durchmesser oder einer bestimmten Oberflächengüte benötigt wird, was mit Bohrwerkzeugen allein nicht möglich ist. Üblicherweise wird beim Aufreiben ein zu kleines Loch gebohrt und anschließend auf den gewünschten Durchmesser und die gewünschte Oberflächengüte aufgerieben. Anwendungsgebiete des Aufreibens sind:

  • Schraubenschneiden
  • Revolverdrehmaschine
  • Grate entfernen

Schleifen

CNC-Schleifen

Schleifen dient dazu, geringe Mengen unerwünschten Materials von einem Werkstück abzutragen, um eine glatte Oberfläche zu erzielen und präzise Abmessungen zu gewährleisten. Dabei wird eine Schleifscheibe als Schneidwerkzeug verwendet. Schleifwerkzeuge gibt es in vielen Ausführungen, darunter manuelle und computergesteuerte Varianten. Gängige Schleifwerkzeuge sind Winkelschleifer, Druckluftschleifer und Tischschleifmaschinen. Anwendungsgebiete des Schleifens sind:

  • Bremszylinder und Kolben
  • Hydraulische Lenkkolben
  • Getriebewellen
  • Chirurgische Bohrer
  • Hüftstiele
  • Femur-Kniegelenke
  • Luft- und Raumfahrtkomponenten
  • Möbelindustrie

Hobel

Hobeln ist das Verfahren zur Erzeugung ebener Oberflächen an einem Werkstück. Es wird mit einer Hobelmaschine durchgeführt. Hobelmaschinen nutzen die Relativbewegung zwischen einem Einpunkt-Schneidwerkzeug und dem Werkstück, um den Schneidvorgang zu erzeugen. Neben dem Linearhobeln können sie auch zum Spiralhobeln eingesetzt werden. Anwendungsgebiete des Hobelns sind unter anderem:

  • Erstellen Sie ebene Flächen für alle Anforderungen
  • Mehrere Slots gleichzeitig erstellen

Sägen

Sägen zählt zu den ältesten Bearbeitungsverfahren. Dabei kommt ein scharfes Sägeblatt (manchmal auch ein Draht oder eine Kette) mit gezahnten Schneiden zum Einsatz. Es wird am häufigsten in der Holzbearbeitung verwendet, findet aber auch Anwendung in der Metallbearbeitung und beim Steinschneiden. Einige Anwendungsgebiete des Sägens sind:

  • Holzschneiden
  • Hausmachen
  • Möbelherstellung
  • Fliesen schneiden

Anstich

Beim Räumen wird das unerwünschte Material mithilfe eines gezahnten Schneidwerkzeugs abgetragen. Dieses Werkzeug wird als Räumnadel bezeichnet. Räumen kann auf zwei Arten erfolgen – linear und rotierend, wobei das lineare Verfahren häufiger angewendet wird. Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für die Präzisionsbearbeitung von Nischenformen. Einige gängige Anwendungsgebiete des Räumens sind:

  • Innenkeilführungen
  • Nicht kreisförmige Löcher
  • Keile
  • Schraubenmaschinenteile
  • Stempel

Brennbearbeitungstechniken

Beim Brennschneiden wird Material durch hohe Temperaturen abgetragen, anstatt durch scharfe Schneidwerkzeuge wie bei herkömmlichen Bearbeitungsverfahren. Das abzutragende Material schmilzt dabei durch die Hitzeeinwirkung der Brennwerkzeuge. Der Schmelzprozess hängt von der Art des verwendeten Brennschneidverfahrens ab. Es gibt drei gängige Brennschneidverfahren:

Laserschneiden

Beim Laserschneiden erfolgt der Materialabtrag durch einen hochfokussierten Lichtstrahl. Es eignet sich zum Schneiden von Materialien in jede gewünschte Form. Das Verfahren ist sowohl für Metalle als auch für Nichtmetalle anwendbar. Es zählt zu den präzisesten Schneidverfahren. Einige Anwendungsbeispiele für das Laserschneiden sind:

  • Folien
  • Filme
  • Verbundmaterialien
  • Etikettenmaterial und PSA
  • Gummi
  • Dichtungen
  • Kunststoffe
  • Textilindustrie
  • Aggressive Klebstoffe

Plasmaschneiden

Beim Plasmaschneiden wird ein Strom aus ionisiertem Gas zum Schmelzen und Abtragen von Material verwendet. Da das Werkstück elektrisch leitfähig sein muss, eignet sich das Verfahren nur für Metalle und leitfähige Legierungen. Beispiele für Anwendungsgebiete des Plasmaschneidens sind:

  • Fertigungswerkstätten
  • Autoreparatur und -umbau
  • Bergung und Verschrottung
  • Industriebau

Autogenschneiden

Das Autogenschneiden, auch als Gasschneiden bekannt, ist ein sehr altes Schneidverfahren, bei dem ein Gemisch aus Sauerstoff und einem brennbaren Brenngas (z. B. Acetylen, Erdgas, Propan oder Propylen) verwendet wird, um Material durch Schmelzen abzutragen. Es ist nicht so präzise wie Laser- oder Plasmaschneiden. Die Geräte sind jedoch sehr mobil. Anwendungsgebiete dieses Verfahrens sind:

  • Steinbearbeitung
  • Automobilindustrie
  • Festsitzende Befestigungselemente lösen
  • Auftragschweißen
  • Schweiß-

Erosionsbearbeitungstechniken

Bei der Erosionsbearbeitung wird Material abgetragen, indem es in Partikel zerlegt wird, die anschließend durch die Bearbeitungstechniken entfernt werden. Ähnlich wie bei der Brennbearbeitung gibt es auch bei der Erosionsbearbeitung verschiedene Verfahren:

Water Jet Cutting

Wasserstrahlschneiden ist ein sehr beliebtes Verfahren, das die enorme Kraft von Hochdruckwasser zum Schneiden nutzt. Es eignet sich für alle Arten von Materialien wie Metalle, Holz, Stein, Keramik, Kunststoffe, Papier, Gummi und vieles mehr. Die Formen können je nach Anzahl der Achsen der Maschine komplex und filigran sein. Einige Anwendungsgebiete dieses Verfahrens sind:

  • Papierindustrie
  • Bergbau
  • Kunstinstallationen
  • Isolatoren
  • Lebensmittel-Industrie

EDM-Schneiden

EDM steht für Funkenerosion, auch bekannt als Drahterodieren, Drahterodieren oder Senkerodieren. Dieses Verfahren wird in der Metallverarbeitung eingesetzt, da es nur bei elektrisch leitfähigen Materialien funktioniert. Dabei erfolgt der Materialabtrag durch schnelle Funken (Entladungen aufgrund eines Lichtbogens), die durch eine Hochspannung erzeugt werden. Anwendungsgebiete dieses Verfahrens sind:

  • Prototyping
  • Stempel für die Münzherstellung
  • Metallzersetzungsbearbeitung
  • Fertigung mit geschlossenem Kreislauf

CNC Dienstleister

CNC-Bearbeitung ist kein eigenständiges Bearbeitungsverfahren, sondern eine Technologie, die auf andere Verfahren angewendet wird. CNC steht für Computer Numerical Control und ermöglicht die automatisierte Steuerung einer Maschine. Sie erfordert hohe Anfangsinvestitionen und einen qualifizierten Bediener, spart aber Arbeitskosten und Zeit. Aufgrund der erforderlichen hohen Produktionsleistung wird sie in allen modernen Industrien eingesetzt.

Präzisionsbearbeitung

Präzisionsbearbeitung ist eine Weiterentwicklung der CNC-Bearbeitung, bei der Bauteile mit höchster Genauigkeit gefertigt werden. Sie nutzt die oben genannten Bearbeitungsverfahren und gewährleistet höchste Qualitätsstandards bei Schneidwerkzeugen, Werkzeugen und anderen Komponenten. Präzisionsbearbeitung ist vor allem in Bereichen erforderlich, in denen Genauigkeit im Mikro- oder Nanobereich gefordert ist, wie beispielsweise in der Elektronik, Luft- und Raumfahrt, im Militär, in der Medizintechnik und ähnlichen Branchen.

Welche verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge gibt es?

Die in einem Bearbeitungsprozess verwendeten Werkzeuge hängen vom angewandten Bearbeitungsverfahren ab. Zu den gängigen Werkzeugen gehören:

Drehwerkzeuge

Es gibt viele verschiedene Arten von Drechselwerkzeugen, zum Beispiel:

  • Schalenröhre
  • Spindelröhre
  • Schruppröhre
  • Ovaler Schrägmeißel
  • Rundnasenschaber
  • Trennwerkzeug
  • Aushöhlwerkzeug

Fräswerkzeuge

Die verschiedenen Werkzeuge, die beim Fräsen zum Einsatz kommen, sind:

  • Planfräser
  • Schaftfräser
  • Kugelschneidwerkzeug
  • Brammenwalzwerk
  • Seiten- und Stirnfräser
  • Fliegenschneider
  • Hohlmühle
  • Schalenmühle
  • Schwalbenschwanzfräser
  • Schruppfräser
  • Woodruff-Schneider

Schleifwerkzeuge

Es gibt viele verschiedene Arten von Schleifwerkzeugen, zum Beispiel:

  • Bandschleifer
  • Tischschleifer
  • Oberflächenschleifer
  • Werkzeug- und Schneideschleifer
  • Koordinatenschleifer
  • Zahnradschleifer
  • Zentrierschleifer
  • Druckluftschleifer
  • Winkelschleifer

Bohrwerkzeuge

Es gibt viele verschiedene Arten von Bohrwerkzeugen, zum Beispiel:

  • Handbohrer
  • Handbohrmaschine mit Stütze
  • Standard Bohrmaschine
  • Schlagbohrer
  • Tischbohrmaschine

Bei jeder Bohrmaschine besteht die Möglichkeit, je nach Bedarf unterschiedliche Bohrmeißel zu verwenden. Einige gängige Optionen sind:

  • Spiralbohrer
  • Mauerwerksbits
  • Dübelbohrer
  • Flache Teile
  • Schnecken

Langweilige Werkzeuge

Langeweile zu verkürzen ist zwar eine einfache Aufgabe, kann aber mithilfe verschiedener Werkzeuge individuell gestaltet werden. Einige gängige Werkzeuge hierfür sind:

  • Grobe Bohrköpfe
  • Feine Bohrköpfe
  • Doppelbohrköpfe
  • Digitale Langeweile
  • Spezialbohrköpfe
  • Modulare Bohrwerkzeuge

Was sind die Vorteile der maschinellen Bearbeitung?

Zerspanungstechniken werden seit langem eingesetzt, weil sie gegenüber anderen Fertigungsverfahren, wie beispielsweise der additiven Fertigung, unzählige Vorteile bieten. Zu diesen Vorteilen zählen unter anderem:

  • Vielseitiges Verfahren: Die spanende Bearbeitung ist ein äußerst vielseitiges Verfahren hinsichtlich der Anzahl der bearbeitbaren Materialien. Während additive Fertigungsverfahren im Allgemeinen nur für Kunststoffe geeignet sind, ist die spanende Bearbeitung nicht darauf beschränkt. Sie kann sowohl Metalle als auch Nichtmetalle bearbeiten, wie wir im späteren Abschnitt über die Materialanwendung von Bearbeitungsverfahren sehen werden.
  • Präzision: Die CNC-Bearbeitung bietet eine Präzision, die mit keiner anderen Methode erreicht werden kann. Sie ist leicht zu erreichen. Bearbeitungstoleranzen von etwa 0.001 Zoll. Noch geringere Toleranzen sind durch den Einsatz spezieller Präzisionsbearbeitungswerkzeuge möglich.
  • Oberflächentechnik: Die spanende Bearbeitung bietet vielfältige Möglichkeiten zur Oberflächenveredelung. Zudem verläuft der Bearbeitungsprozess sehr gleichmäßig, wodurch spätere Nachbearbeitungsschritte entfallen und somit Zeit und Kosten gespart werden.
  • Hochdichte Bearbeitung: Viele Anwendungsbereiche, insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Verteidigungsindustrie, erfordern Bauteile aus extrem widerstandsfähigen Werkstoffen. Diese Werkstoffe lassen sich mit anderen Fertigungsmethoden nur schwer bearbeiten. Die spanende Bearbeitung hingegen ermöglicht die problemlose Bearbeitung dieser hochdichten Materialien.
  • Arbeitsersparnis: Die spanende Bearbeitung in der heutigen Zeit ist automatisiert und computergesteuert. Manuelle Werkzeughandhabung entfällt. Dies spart erheblich Arbeitskraft, sodass die personellen Ressourcen für anspruchsvollere, intellektuelle Aufgaben eingesetzt werden können.
  • Produktionsrate: Die spanende Bearbeitung ermöglicht eine hohe Produktionsrate und eignet sich daher für die Massenproduktion. Die Rate lässt sich anpassen, und für Anwendungsfälle wie Prototypenbau oder Werkzeugherstellung können auch kleinere Stückzahlen aus den Bearbeitungsvorgängen entnommen werden.
  • Konsistenz: Die Bearbeitungsvorgänge zeichnen sich durch hohe Wiederholgenauigkeit und Konsistenz aus. Dies liegt daran, dass die Werkzeuge computergesteuert sind, wodurch ihre Bewegung und Arbeitsweise ohne menschliche Fehler stets gleichbleibend sind. Das ist besonders vorteilhaft für die Massenproduktion, wo Kunden gleichbleibende Produkte erwarten.
  • Höhere Gewinne: Dank der exponentiell schnelleren Produktion und der geringeren Lohnkosten können Hersteller höhere Gewinne aus dem Fertigungsprozess erzielen. Die Bearbeitungsvorgänge erfordern zudem eine geringere Infrastruktur, was zu niedrigeren Ausgaben führt.

Was sind die Nachteile der maschinellen Bearbeitung?

Die maschinelle Bearbeitung ist zwar ein zentraler Pfeiler der modernen Fertigung, doch birgt das Verfahren auch einige Nachteile, wie zum Beispiel:

  • Einschränkung der bearbeitbaren Oberfläche: Die Anzahl der bearbeitbaren Flächen eines Werkstücks ist begrenzt. Der Bereich unter den Spannbacken und die Seite, die den Arbeitstisch berührt, sind oft nicht mit dem rotierenden Schneidwerkzeug erreichbar. Um diese Flächen zu bearbeiten, muss der Bediener das Werkstück ausspannen, seine Ausrichtung ändern und es wieder einspannen.
  • Bedienerfähigkeit: Obwohl der Arbeitsaufwand bei der maschinellen Bearbeitung deutlich reduziert wird, kommt es umso mehr auf die Qualifikation der Bediener an. Unqualifizierte Bediener können zu minderwertigen Produkten, Beschädigungen am Werkstück oder sogar an der Maschine führen. Darüber hinaus erfordert die Bearbeitung komplexer Produkte ein qualifiziertes Programmierteam.
  • Anschaffungskosten: Die Anschaffungskosten für industrielle Bearbeitungsanlagen können sehr hoch sein. Mehrachsige Fräsmaschinen eignen sich hervorragend für die schnelle Fertigung komplexer Teile, doch die hohen Kosten dieser Maschinen schrecken Hersteller vom Kauf ab.

Diese Nachteile der maschinellen Bearbeitung lassen sich leicht vermeiden, indem die Bearbeitungsanforderungen an einen externen Hersteller ausgelagert werden. 3ERP ist in dieser Hinsicht die beste Lösung – mit modernster Ausrüstung und einem hochqualifizierten Team.

Welche Werkstoffe können bearbeitet werden?

Bei den Werkstoffen, die sich für Bearbeitungsprozesse eignen, gibt es keine Grenzen . Einige der gängigen Optionen sind:

Aluminium

Das geringe Gewicht und die hohe Festigkeit von Aluminium machen es für viele Hersteller zu einem attraktiven Werkstoff. Daher zählt es zu den am häufigsten bearbeiteten Werkstoffen. Die spanende Bearbeitung ist bei allen Aluminiumsorten möglich, beispielsweise Aluminium 6061, 7075, 6082, 5083 usw.

Stahl

Stahl, eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, ist ein sehr vielseitiger und robuster Werkstoff. Durch die Variation des Kohlenstoffgehalts in der Zusammensetzung entstehen zahlreiche verschiedene Stahlsorten. Alle diese Stahlsorten sind bearbeitbar. Gängige Beispiele sind Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Baustahl usw.

Messing

Messing ist zwar ein teurer Werkstoff, wird aber auch sehr häufig bearbeitet. Zu den gängigen Anwendungsgebieten der Messingbearbeitung zählen Kunstwerke und Skulpturen.

Titan

Titan zählt zu den härtesten Metallen überhaupt. Die Bearbeitung von Titanteilen erfolgt dann, wenn die hohe Festigkeit und Dichte des Materials erforderlich sind.

Holz

Holzbearbeitung

Holzbearbeitungswerkstätten sind seit langem weit verbreitet. Die Bearbeitung von Holz erfolgt häufig für die Möbelherstellung, Schnitzereien und viele andere Anwendungen.

Kunststoffe

Kunststoffe bilden eine eigene, sehr umfangreiche Gruppe. Alle Kunststoffarten, einschließlich Thermoplaste und Duroplaste, lassen sich spanend bearbeiten. Die spanende Bearbeitung von Kunststoffen ermöglicht eine höhere Präzision als andere Verfahren wie Spritzgießen oder 3D-Druck.

Terminologie der maschinellen Bearbeitung

Aufgrund der technischen Natur der Zerspanung müssen Fachleute in der Branche mit der in Werkstätten verwendeten Terminologie vertraut sein . Es gibt viele verschiedene Zerspanungsarten, daher ist die vollständige Liste der Begriffe sehr umfangreich. Hier sind einige gebräuchliche Begriffe:

  • Adapter: Passt ein Werkzeug einer bestimmten Größe an eine Maschine mit anderen Größenanforderungen an.
  • Toleranz: Dient zur Bezeichnung der Maßdifferenz zweier zusammenpassender Teile
  • Schürze: Der Teil einer Maschine (üblicherweise einer Drehmaschine), der die Zahnräder, Kupplungen und andere Komponenten enthält und schützt.
  • Achse: Die gedachte Linie, die durch den Mittelpunkt eines Objekts verläuft und um die es sich drehen kann. Wird verwendet, um die Leistungsfähigkeit einer CNC-Maschine (z. B. einer 5-Achs-Fräsmaschine) zu bezeichnen.
  • Lager: Werden zwischen beweglichen Teilen eingesetzt, um die Reibung stark zu reduzieren.
  • Werkzeug/Bit: Teil aus Titan oder gehärtetem Stahl, das zur Erzeugung der Schneidwirkung dient.
  • Grat: Scharfe Kanten und Ecken am fertigen Werkstück nach der Bearbeitung
  • Fase: Gebogene Fläche, die an den Kanten oder Ecken eines Werkstücks eingeschnitten wird.
  • Kühlmittel: Eine Flüssigkeit, die in eine CNC-Maschine eingefüllt wird, um die Wärmeentwicklung zu reduzieren und die Bearbeitbarkeit zu erhöhen.
  • Spindelstock: Feststehendes Ende einer CNC-Maschine
  • Einrichtung: Aufgaben, die vor Beginn der Bearbeitung durchgeführt werden, wie z. B. das Einstellen von Parametern und das Einspannen des Werkstücks.
  • Lagerbestand: Materialien, die zur Herstellung des Endprodukts verwendet werden

Wie hoch sind die durchschnittlichen Bearbeitungskosten?

Was sind die Herstellungskosten?

Die Preisspanne für die Zerspanung ist sehr groß. Die Kosten für die Maschine selbst können bei einigen Tausend Dollar beginnen und über 500,000 Dollar betragen. Die Stundensätze hängen davon ab, ob eine Mehrachsenmaschine eingesetzt wird oder nicht. Beispielsweise können 3-Achs-Maschinen einen Stundensatz von 40 Dollar verursachen, während dieser bei Mehrachsenmaschinen bis zu 120 Dollar pro Stunde betragen kann.

Qualifikationsanforderungen für die hochwertige Bearbeitung

Für ein qualitativ hochwertiges Bearbeitungsprojekt sind unter anderem folgende Fähigkeiten erforderlich:

  • Maschinenbau
  • CAD/CAM-Programmierkenntnisse
  • Maschinenbedienungskenntnisse
  • Manuelle Arbeit für Montage/Demontage
  • Mathematik und Geometrie
  • Problemlösung

Häufig gestellte Fragen

Hier finden Sie Antworten auf einige häufig gestellte Fragen zum Thema Zerspanung:

Der Schwierigkeitsgrad der Bearbeitung hängt von der Komplexität des gefertigten Teils und dem Können des Teams ab. Ein hochqualifiziertes Team kann ein komplexes Teil problemlos bearbeiten, während ein unqualifiziertes Team selbst mit einfachen Teilen Schwierigkeiten haben kann.

Bohren und Schleifen gehören zu den gebräuchlichsten Bearbeitungsverfahren und werden in nahezu jeder Branche und in Kombination mit jedem anderen Bearbeitungsprozess eingesetzt.

Die Fertigung ist ein weites Feld, das additive und subtraktive Verfahren umfasst. Die spanende Bearbeitung hingegen beinhaltet ausschließlich subtraktive Fertigungsverfahren.

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