CNC Materialien

Die Abkürzung CNC ist im industriellen Bereich seit den 80er Jahren kaum mehr wegzudenken. Gemeint ist die computergesteuerte Fertigung, genauer gesagt die Steuerung einer Maschine zur Fertigung von Produkten. Der Begriff stammt aus dem Englischen und leitet sich von “computerized numeric control” ab, was so viel bedeutet, als dass ein Computer ein Werkstück, Werkzeug oder eine ganze Fertigungsanlage automatisch kontrolliert und steuert.

Im Gegensatz zu handwerklicher Fertigung bietet dies einige Vorteile. So können Produkte mit identischen Maßen beliebig oft und bei gleichbleibender Qualität und hohen Geschwindigkeiten hergestellt werden:

  • Einzelstück
  • Kleinserie
  • Massenprodukt

Grundsätzlich lassen sich mithilfe von CNC Objekte auf zwei Arten fertigen:

Zum einen gibt es das additive Verfahren.
Rohmaterial wird maschinell neu zusammengesetzt oder aufgeschichtet. Dies findet unter anderem im 3D-Druck vermehrt Anwendung.
Zum anderen gibt es das zerspanende Verfahren, bei welchem Material aus einem Block oder einer Platte herausgetrennt wird.
Als Werkzeug kann beispielsweise eine Fräse geführt werden, ein Schneidmesser, ein Wasserstrahl. Selbst Laser und Plasmaschneiden sind möglich. Übrig bleibt am Ende das fertige Werkstück. Der Span wird entsorgt und weiter verwertet.
Die dahinterstehende Technik hat sich in den vergangenen 30 Jahren stetig verbessert und somit auch die Anzahl möglicher Werkstoffe. So können heute dank CNC Maschinen Objekte aus Holz, Kunststoff, Aluminium, Stahl und vielfältigen Legierungen gefertigt werden.
Standen in der Anfangszeit fast ausschließlich drei-achsige Maschinen zur Verfügung, um beispielsweise einen Fräser über eine Platte in X- und Y-Richtung zu führen und an bestimmten Punkten abzusenken Nuten zu fräsen, so sind heute bereits Maschinen mit fünf oder mehr Achsen im Einsatz.

Die Qual der Wahl beim Material

Dank solcher Maschinen ist es Kunden heute möglich, in kürzester Zeit beliebige CNC Teile fertigen lassen, auch solche mit besonders komplizierten Geometrien und exotischen Materialien.

Je nach zu bearbeitendem Werkstoff werden für die CNC Teile unterschiedliche Maschinen eingesetzt.

Um ein Aufschwingen der Anlage während der Bearbeitung und damit einhergehende Qualitätsverluste zu vermeiden wird darauf geachtet das Material in der am besten geeigneten Maschine zu bearbeiten.

Um beispielsweise mit einer CNC Anlage Holz oder Holzwerkstoffe zu fräsen, genügt eine Maschine mit Aluminiumrahmen und Edelstahlführungen. Stahl lässt sich auf eben dieser Maschine nicht oder nur sehr langsam bearbeiten. Dafür eignet sich eine Maschine aus Gussstahl wesentlich besser, da sie schwerer und im Material härter sind als das zu bearbeitend Produkt.

Mit einer CNC Fräse Holz oder Holzwerkstoffplatten wie Multiplex, MDF oder OSB zu zerspanen ist also vergleichsweise unkompliziert. Lediglich die Größe der Maschine beziehungsweise der Bearbeitungsraum setzt hier Grenzen. Teile aus ähnlich weichen Materialien wie die Kunststoffe PVC, Acryl, Plexiglas, Nylon, Polycarbonat (PC) oder ABS können präzise, schnell und in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Für anspruchsvollere und langlebigere Teile eignen sich NE-Metalle wie Aluminium und diverse Aluminiumlegierungen, Messing oder Kupfer. Mit CNC Fräsen lassen sich auch härtere Materialien wie Karbon, Stahl und Stahllegierungen (Werkzeugstahl / Edelstahl), Keramik und Glas bearbeiten, ebenso wie diverse Kompositmaterialien wie sie unter anderem in der Zahntechnik Verwendung finden.

Die Auswahl des richtigen Materials obliegt in der Regel dem Konstrukteur bzw. dem Kunden.

  • Welcher Witterung soll das Objekt einmal ausgesetzt sein?
  • Welche Kräfte soll es aufnehmen können, ohne zu deformieren oder zu brechen?
  • Welche chemischen Einflüsse oder Strahlungen sind zu erwarten?
Beispielsweise werden viele Kunststoffe mit der Zeit spröde, wenn sie der Sonne und damit UV-Strahlung ausgesetzt werden. Das Wissen um die Eigenschaften des Materials wird Werkstofftechnik oder Werkstoffkunde genannt.
Sind all diese Fragen beantwortet, werden aus dem CAD-Modell des Auftraggebers Pfade für das Werkzeug und die Maschine generiert, der sogenannte G-Code. Dies ist ein äußerst komplexes Unterfangen, insbesondere wenn mehr als 3 Achsen gleichzeitig eingesetzt werden.
Mussten früher diese Pfade noch mühsam händisch für jeden Schritt einzeln eingegeben werden, übernimmt diese Aufgabe heute in der Regel eine professionelle Software. Mit dem richtigen Werkzeug, dem passenden Vorschub, der korrekten Drehzahl und gegebenenfalls Kühlung fertigt die Maschine anschließend das gewünschte Objekt in höchster Präzision und Wiederholbarkeit.

Geschulte Fachkräfte und Techniker überwachen den Prozess jedoch weiterhin, um die höchstmögliche Fertigungsqualität zu sichern.

Für weitere Fragen haben, stehen wir Ihnen gern mit unserem kompetenten Team und unseren CNC Fräsen in Berlin von der Planung bis zur Fertigung zur Verfügung.