Moderne CNC-Maschinen konzentrieren sich darauf, menschliche Eingriffe so gering wie möglich zu halten. Dadurch wird eine konstante und kontinuierliche Leistung gewährleistet, was eine intelligente Fertigung ermöglicht und hervorragende Ergebnisse liefert.
CNC-Bearbeitungsvorgänge erfordern jedoch sorgfältige Überlegungen vom ersten Entwurf bis zur endgültigen Fertigung. Der gesamte Prozess läuft in drei verschiedenen Schritten ab:
Dies ist der erste Schritt, bei dem es sich bei den zu liefernden Produkten um Designdateien im CAD-, CAM- und CAE-Format handelt. Ingenieure und Designer verwenden CAD/CAM-Pakete, die sie bei der Erstellung des Gesamtdesigns des Teils und Produkts unterstützen, das dann auf seine Herstellbarkeit analysiert wird. Diese Analyse, manchmal auch DFM (Design for Manufacturing) genannt, ist ein integraler Prozess, da sie maximale Vorteile bei niedrigsten Gesamtkosten gewährleistet und gleichzeitig die Einschränkungen der verfügbaren Technologie berücksichtigt.
In den meisten Fällen verfügen die auf dem Markt erhältlichen CAD-Tools über ein internes CAM-Tool, das die Vorverarbeitung und Programmierung, den nächsten Schritt im CNC-Prozess, erleichtert.
Die primäre Methode zur Kommunikation mit einer CNC-Maschine sind G-Codes oder M-Codes. CAM-Pakete generieren diese Codes, die im Grunde die Navigationskarte für das Schneidwerkzeug in CNC-Maschinen darstellen.
In den meisten Fällen müssen CNC-Maschinisten nicht in den Betrieb oder die Vorbearbeitung eingreifen, wenn die Konstruktion den DFM-Standards entspricht. Ist dies nicht der Fall, sind möglicherweise einige Eingriffe erforderlich, um eine hervorragende Leistung sicherzustellen.
Dies ist ein allgemeiner Schritt, der bei jedem CNC-Bearbeitungsvorgang üblich ist. Wie viel Zeit für die Vorverarbeitung benötigt wird, hängt von der Gesamtqualität des Designprozesses ab. Das Programmieren der G-Codes oder M-Codes dauert nur wenige Minuten.
Sie sind jedoch von der Bauart abhängig. Wenn der Gesamtentwurf den notwendigen Konventionen für DFM entspricht, wären die Codes korrekt und würden akzeptable Ergebnisse liefern. Im Gegenteil würden Fehler im Design zu fehlerhaften Codes führen, die natürlich inakzeptable Ergebnisse liefern würden.
Der letzte Schritt ist der eigentliche Bearbeitungsprozess, bei dem die bereitgestellten Codes aus dem vorherigen Schritt verwendet werden, um überschüssiges Material von einem Block zu entfernen.
Im Allgemeinen sind Präzisionswerkzeugmaschinen äußerst wichtig, sie können jedoch nicht genau die gleichen Abmessungen wie das CAD-Modell reproduzieren. Aus diesem Grund verwenden Maschinenschlosser in der Regel Toleranzen, die je nach den Anforderungen der Branche unterschiedlich sind. Die allgemeine Faustregel besagt, dass genaue Toleranzen zu höheren Kosten für die Fertigungseinheit führen würden.
Die CNC-Bearbeitung gehört zu den Fertigungsverfahren, die nicht an eine bestimmte Branche oder Anwendung gebunden sind. Heutzutage werden diese Maschinen in der einen oder anderen Funktion fast überall eingesetzt. Die folgenden Branchen können jedoch das Beste aus den Angeboten der CNC-Bearbeitung machen:
Der CNC-Bearbeitungsprozess hat seine Vor- und Nachteile. Im Allgemeinen sind die meisten Vor- und Nachteile nicht branchenspezifisch. Einige Qualitäten können jedoch aufgrund der Gesamtanforderungen an Kosten, Qualität und Zeit einen größeren Einfluss auf eine bestimmte Anwendung haben.
Hier sind die Hauptvorteile, die die CNC-Bearbeitung bietet:
Vorteile | Nachteile |
Präzise und hochpräzise: Die CNC-Bearbeitung ermöglicht eine präzise Steuerung des Schneidwerkzeugs, was zu Teilen mit engen Toleranzen und hervorragender Wiederholgenauigkeit führt. | Hohe Anschaffungskosten: CNC-Maschinen sind recht teuer. Darüber hinaus gibt es viele Arten von ihnen und die meisten ihrer Operationen sind nicht austauschbar. Dadurch wird der Kapitalbedarf für kleine und mittlere Unternehmen erheblich. |
Schnelle Produktion: CNC-Maschinen können mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten, was eine schnellere Produktion von Teilen ermöglicht. | Geschulte Bediener erforderlich: Im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen benötigen CNC-Bediener eine umfassende Schulung, bevor sie mit der Arbeit beginnen können. Das heißt, sie sind gefragter und haben höhere Lohnanforderungen. |
Erweiterte Leistungsfähigkeit: Die CNC-Bearbeitung gewährleistet eine gleichbleibende Qualität, die sich hervorragend für Verbraucherprodukte oder die Produktion großer Stückzahlen eignet. | In manchen Fällen erhöht sich die Materialverschwendung: Einige CNC-Vorgänge sind zwar effizient, können aber im Vergleich zum manuellen Prozess mehr Material verschwenden. Die Präzision, Wiederholbarkeit und Effizienz, die sie bieten, können diesen Nachteil jedoch in vielen Fällen ausgleichen. |
Komplexes Design: CNC-Maschinen können für die Herstellung verschiedenster Teile programmiert werden. Von einfachen bis hin zu komplexen Formen ist mit den richtigen Designüberlegungen und dem richtigen Bearbeitungsansatz alles möglich. | |
Konsistenz und geringe menschliche Fehler: Die CNC-Bearbeitung gewährleistet eine gleichbleibende Qualität, die sich hervorragend für ein Verbraucherprodukt oder eine Großserienproduktion eignet. | |
Kosteneffizienz: Die CNC-Bearbeitung kann bei großen Produktionsläufen kostengünstig sein. Größere Produktionsläufe nutzen Skaleneffekte, um die Gesamtkosten pro Stück zu senken, was genau den Anforderungen der Branche entspricht. | |
Erhöhte Sicherheit: CNC-Maschinen sind deutlich sicherer als ihre manuellen Gegenstücke. Im Allgemeinen steuern die Bediener die Maschine von einem anderen Raum aus, wodurch sie vor Scherben, Hitze und anderen Gefahren geschützt sind. | |
Reduzierter Wartungsaufwand: Da die meisten Prozesse automatisch ablaufen, sind sie so optimiert, dass sie ohne Eingriffe konstant funktionieren. Dadurch wird der allgemeine Wartungsaufwand gesenkt. |