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CNC-Fräsmaschinen – sie gehören noch lange nicht zum alten Eisen

Es gibt wohl kaum etwas, dass nicht aus dem 3D-Drucker kommen kann: Freunde in der Größe von Spielzeugfiguren, der Stöpsel für die Badewanne oder Besteck. Der 3D-Druck liegt im Trend, egal ob im privaten oder industriellen Bereich. Doch droht damit der CNC-Fräse das Aus? Wird sie ins Abseits geraten?

Wird von einem „aktuellen Trend“ gesprochen, dann ist das sicherlich das richtige Stichwort. Der große Vorteil der CNC-Technik ist ohne Frage die Ausgereiftheit. Schon allein die hohen Anschaffungskosten von 3D-Druckern in der Industrie schiebt den Zeitpunkt ein entsprechendes Gerät zu erwerben weiter nach hinten. Kurz und gut: Zwar stehen die Chancen für den 3D-Druck nicht schlecht, aber bis dato sind sie noch Zukunftsmusik. „Noch“ greift die Industrie auf eine Fräsmaschine in stabiler Industrieausführung zu.

Mit 3D-Druck oder mit der CNC Fräsmaschine arbeiten?

Ohne Frage ist der 3D-Druck einer der Megatrends der Zukunft. Derzeit revolutionieren die Drucker bereits die Fertigung der Zukunft, doch da sich derzeit noch nicht alle Geometrien und Werkstoffe mit einem solchen Drucker bearbeiten lassen, wird auch in Zukunft weiterhin auf Werkzeugmaschinen wie die CNC Fräse gesetzt.

Dazu kommt noch ein weiterer Fakt: Der 3D-Druck ist noch nicht effektiv in der Massenproduktion einsetzbar, denn in Bezug auf Geschwindigkeit und Zugänglichkeit gibt es noch Einschränkungen. Für die Low-to-Mid-Produktion ist die CNC-Bearbeitung eine verbreitete, subtraktive Herstellungstechnik. Wir gehen hier einmal auf die Vor- und Nachteile beider Technologien ein.

Der 3D-Drucker: druckt mühelos fast jedes Objekt

Das vorab am Rechner konstruierte Objekt wird beim 3D-Druck Schicht für Schicht angefertigt. Im Gegensatz zu den normalen Tintenstrahldruckern kann der 3D-Druckkopf in alle drei Raumrichtungen verfahren werden. Dabei handelt es sich um das sogenannte „additive Herstellungsverfahren“. Additiv aus dem Grund, da beim Druck das Material Schicht für Schicht hinzugefügt wird. Egal ob ein hohler Gegenstand, Kurven, Formen mit Hinterschnitten oder besondere Strukturen – ein 3D-Drucker erschafft mühelos fast jedes Objekt.

Lediglich wenn es um überhängende oder überragenden Konstruktionen geht, dann ist zusätzlich ein sogenanntes Stützmaterial notwendig, um das Objekt zu drucken. Nach dem Fertigstellen des Bauteils wird diese Stütze einfach abgetrennt.

Wie genau der Druck ist, das ist abhängig von den unterschiedlichsten Faktoren. Einige dieser Faktoren sind die Führung, die Temperatur der Heizplatte, die Vorschubgeschwindigkeit und die Düsentemperatur. Die Geräte in Industriequalität können Schichtstärken und Auflösungen von bis zu 0,5mm erreichen. Üblicherweise sind die einzelnen Lagen beim 3D-Druck gut sichtbar.

Jedes Material, das zum Druck eingesetzt wird, muss sich zuvor verflüssigen lassen, da es nur so möglich ist, den Kunststoff durch die warme Extruderdüse aufzutragen. Somit ist es logischerweise nicht möglich, Holz zu drucken. Anders verhält es sich mit thermoplastischen Kunststoffen, die lassen sich hervorragend verformen. Zu bedenken ist, dass nicht jedes Gerät alle Materialien verarbeiten kann. Ausschließlich die teuren Industrie 3D-Drucker sind in der Lage, Metalle wie Titan oder Aluminium zu drucken, denn sie sind extra auf den Metalldruck spezialisiert.

Die CNC Fräse – für alle nicht verflüssigbaren Materialien weiterhin benötigt

Im Vorfeld wird für das CNC Fräsen ein Blockmaterial benötigt, das im subtraktiven Herstellungsverfahren bearbeitet wird. Hier wird das Material von nach und nach abgetragen. Ferner wird die Fräse über ein Programm gesteuert, das alle notwendigen Informationen enthalten muss. Zudem ermöglicht dieses Verfahren, das Fräsen von Kunststoffen, Holz und gehärteten Metall. Ein jedes Material, das sich nicht verflüssigen lässt, muss weiterhin mit der Fräse bearbeitet werden.

Beispielsweise ist es der 3-Achs CNC Fräse nicht möglich, Hohlräume sowie Hinterschnitte umzusetzen. In diesem Fall ist der 3D-Drucker die bessere Wahl. Doch geht es um Gravuren, dann ist da mit der Fräse wiederum günstiger umzusetzen, als mit dem Drucker – dieser muss das Material additiv auftragen. Geht es um eine hohe Zugfestigkeit oder einem hohen E-Modul eines Werkstoffs, dann wird die Fräse ebenfalls bevorzugt. Zudem ist die Genauigkeit der 3D-Drucker noch nicht so ausgereift, um genaue Passflächen zu erhalten. Ein weiterer Vorteil der CNC Fräse ist, dass Sie Gewinde schneiden kann.

Fazit: es gibt keine Technik, die für jeden geeignet ist

Letztendlich lässt sich sagen, dass es nicht „die“ perfekte Technik gibt, die für jeden geeignet ist. Beide Methoden sind kompetent und nützlich, aber letztendlich hängt es vom Anwender ab, welche Technologie er nutzt, vor allem in Hinsicht auf Material, Fertigungsvolumen und Budget.

Für welches Verfahren man sich entscheidet, ist abhängig von vielen Gründen. Doch allgemein gilt die Faustregel: je größer desto mehr spricht für die CNC Fräse. Das gilt im Übrigen auch wenn sich das Material durch eine hohe Belastbarkeit auszeichnet. Der 3D-Druck kommt hingegen dann zum Einsatz, wenn es darum geht Material einzusparen und dieses einen hohen Schmelz- und Erstarrungspunkt hat.

Sicherlich wird der 3D-Druck in Zukunft überraschen und es werden sicherlich einige Neuerungen auf den Markt kommen. Aber in ferner Zukunft wird die CNC Fräse nicht aussterben. Ohne Frage werden beide Technologien zukünftig ihre Daseinsberechtigung haben, wobei der 3D-Drucker gegenüber der CNC Fräse sicherlich noch Potenzial hat.

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