CNC beherrschen · Wissen & Lexikon
Sägen, Gravieren, Wälzen, Nesten, Abzeilen …
Aus unserer Fertigungspraxis: 12 Frässtrategien und Bearbeitungsarten – verständlich erklärt und mit Bildern direkt aus der Fertigung.
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Konturen werden in einer Ebene bearbeitet, etwa beim Ausschneiden eines Umrisses aus einer Platte. Der Fräserdurchmesser begrenzt den kleinsten Innenradius.
Die erste Aufnahme zeigt getastetes Fräsen mittels Aggregat aus unserer Fertigung.
Taschen, Bohrungen und Konturen entstehen auf festgelegten Tiefen. Kleine Haltestege können ausgeschnittene Teile bis zum Ende der Bearbeitung mit der Platte verbinden. Sie werden anschließend entfernt.
Haltestege sichern einzelne Teile während der Bearbeitung in der Platte. Nach dem Fräsen werden sie getrennt und nachgearbeitet. Einfahrbewegungen über Rampen oder eine Helix erleichtern bei geeigneten Werkzeugen den Übergang auf die Bearbeitungstiefe.
Freiformflächen werden mit räumlichen Werkzeugbahnen bearbeitet. Beim Schruppen wird zunächst Material abgetragen; das Schlichten nähert die Oberfläche an die gewünschte Form und Qualität an. Beim Abzeilen fährt der Fräser in dicht nebeneinanderliegenden Bahnen über die Fläche. So entsteht Schritt für Schritt die gewünschte räumliche Form. Beispiele aus unserer Fertigung sind die Ausfräsung eines Spiegelrahmens in Tieffräs-MDF und das Kopfteil eines Wikingerbettes.
Freie Profilgestaltung durch Abzeilen: Statt eines fest vorgegebenen Profilmessers entsteht das Profil aus vielen einzelnen Werkzeugbahnen. So lassen sich auch gebogene Verläufe und Sonderprofile für historische Bauteile umsetzen.
Die Bildreihe zeigt unter anderem eine venezianische Maske aus Zirbenholz beim 3-Achs-Fräsen sowie freie Profilgestaltung durch Abzeilen: Individuelle Querschnitte entstehen durch dicht nebeneinanderliegende Fräsbahnen. Weitere Aufnahmen zeigen unterschiedliche 3D-Bearbeitungen aus unserer Fertigung. Ein Beispiel ist der Freialtar Fahrenberg: Das 70 Jahre alte Original wurde von uns gescannt und in Eichenholz neu gefertigt. Der digitale Zwilling bleibt für spätere Fertigungen erhalten.
Zu den drei linearen Achsen kommt eine Drehachse hinzu. Je nach Maschinenbauart wird damit das Werkzeug oder das Werkstück ausgerichtet. Die Drehachse kann positioniert werden oder sich während der Bearbeitung mitbewegen. Die Bilder zeigen Beispiele an gewölbten Werkstücken.
Das Werkzeug wird vor einem Bearbeitungsschritt in den benötigten Winkel geschwenkt. Während dieses Schritts bleibt die Winkelstellung fest; anschließend kann eine andere Position angefahren werden. So lassen sich beispielsweise Öffnungen und Flächen aus unterschiedlichen Richtungen bearbeiten, ohne das Werkstück jedes Mal neu aufzuspannen.
Zwei zusätzliche Dreh- oder Schwenkachsen ermöglichen unterschiedliche Werkzeugrichtungen. Bei angestellter Bearbeitung bleibt die Orientierung während des Schnitts fest; bei simultaner Bearbeitung kann sie sich entlang der Werkzeugbahn ändern. Mit Wälzen meinen wir hier das Flankenfräsen: Die seitliche Schneide des Fräsers bearbeitet eine dafür geeignete Fläche. Die Werkzeugausrichtung folgt dabei der Geometrie.
Eine Anwendung sind Pressschablonen aus Multiplex: Die räumlich gefräste Form führt das Werkstück beim späteren Verpressen. Kontur, Gegenform und Spannkonzept werden auf das Bauteil abgestimmt.
Nesting ordnet Bauteile möglichst materialsparend auf einer Platte an. Faserrichtung, Abstände und sichere Spannung bleiben dabei zu beachten. Beim Transformieren wird eine Bearbeitung mit festgelegtem Versatz oder Drehwinkel wiederholt.
Beim Nesting werden verschiedene Konturen so auf dem Rohmaterial verteilt, dass der Verschnitt möglichst gering bleibt. Anders beim Transformieren: Eine Quellbearbeitung wird mit einem definierten Versatz wiederholt. Welche Anordnung sinnvoll ist, hängt auch von Faserrichtung, Werkzeugabständen und Haltepunkten ab.
V-förmige Werkzeuge erzeugen Schriften und Ornamente mit variierender Breite durch unterschiedliche Frästiefen. Durch gezieltes Anheben entstehen spitz auslaufende Ecken an der Oberfläche. Senkrechte Innenkanten eines durchgefrästen Teils bleiben dagegen vom Werkzeugradius begrenzt.
Gravuren lassen sich auch auf gewölbten Freiformflächen anlegen. Die für V-Gravuren typischen spitzen Ecken entstehen durch die schräge Ausprägung in der Tiefe. Das ist von einer durchgehenden Kontur mit senkrechten Wänden zu unterscheiden: Dort bleibt der Innenradius durch das rotierende Werkzeug begrenzt.
Kanneluren sind längliche Hohlkehlen, beispielsweise an Säulen. CNC-Bearbeitung ermöglicht auch verwundene Verläufe und individuelle Profile. Werkzeugzugänglichkeit und Bauteilspannung müssen zur Form passen.
Kanneluren gliedern Säulen und andere Bauteile mit länglichen Hohlkehlen. Neben geraden Verläufen lassen sich auch verwundene Formen bearbeiten. Individuelle Profile sind ebenfalls möglich – etwa als Ergänzung historischer Bauteile im Denkmalschutz. Profilverlauf, Gehrungen und Verbinder werden dabei gemeinsam betrachtet.
Innen- und Außengewinde lassen sich auch in geeigneten Hölzern und Kunststoffen herstellen. Abmessungen, Belastung und Material entscheiden, ob eine solche Verbindung für die Aufgabe geeignet ist.
Innen- und Außengewinde, Links- und Rechtsgewinde sowie unterschiedliche Steigungen können je nach Werkstoff und Abmessung gefräst werden. Ein Anwendungsbeispiel sind metallfreie Verbindungen in Holzmöbeln. Belastbarkeit und Passung müssen zur späteren Verwendung passen.
Mit passenden Schleifwerkzeugen lassen sich Werkstückkanten und gewölbte Freiformflächen CNC-gesteuert bearbeiten. Die Bilder zeigen den Einsatz von Schleifwalze und Schleifteller in unserer Fertigung. Welche Nacharbeit erforderlich bleibt, hängt von Form, Material und gewünschter Oberfläche ab.
CNC-gesteuertes Sägen ermöglicht gezielte Einschnitte und Trennschnitte. Das Sägeblatt lässt sich außerdem zur Formgebung einsetzen. Die Beispiele zeigen parallele Einschnitte, das Ausklinken und Absetzen eines Zapfens sowie die Formgebung von Sockeln für ein Kunstwerk. Beim Ausklinken wird ein Bereich des Werkstücks ausgespart; beim Absetzen entstehen die Schultern am Übergang zum Zapfen.
Auch das kommt vor: In der erweiterten Bildreihe zeigen wir den manuellen Grobzuschnitt mit der Kettensäge direkt am aufgespannten Werkstück auf der CNC-Maschine. Handwerk und digitale Fertigung ergänzen sich.
Schicken Sie uns Ihre Zeichnung, Skizze oder ein Foto – zusammen mit Maßen, Material, Stückzahl und vollständiger Anschrift.
Projekt per E-Mail anfragenDies ist eine Prognose auf Basis des Tageskalenders. Verbindliche Angaben zur aktuellen Anwesenheit vor Ort erhalten Sie ausschließlich über ORNI.