3D Fräsen

Obwohl wir praktisch alles für Sie bauen, ist es im Grunde immer dasselbe, eine Brücke.

Von der Vision zur Realisierung, vom Status Quo zur Evolution, von Urmodell-, Designteil-, Werkzeug- und großen, komplexen Prototypen- und Baugruppen-Anforderungen zur Einzel- sowie Serienproduktion, und auf Wunsch mit unserer Konstruktionsunterstützung von der Idee bis zum umfassenden CAD-Design: Unsere CNC-gesteuerten 5-Achs-Fräsen bauen im Rahmen unterschiedlichster, vor allem industrieller Aufgabenstellungen perfekte Brücken.

Fräsen – Unsere Leistungen

  • Auf modernsten 5-Achs-CNC-Fräsen werden insbesondere Urmodelle, Designteile, Werkzeuge und vielschichtige Serienteile gefertigt, 2D + 3D
  • Selbst große Modelle und Hohlformen werden rationell und präzise gebaut, i. d. R. aus Kunststoffen, Schäumen und Ureol-PU-Harzen
  • Das System lässt sich nicht zuletzt als wichtige Verfahrensklammer in komplexen Prototyping- und Baugruppen-Projekte nutzen
  • unser Arbeitsraum ermöglicht die Herstellung großer und schwerer Bauteile. Der Durchmesser des Rundtisch beträgt 650 mm, das Bauteilgewicht kann bis zu 500 kg betragen, der 3-Achsen Bearbeitungsbereich beträgt 1530 x 530 x 465 mm
  • massive Zeitvorteile durch großen Maschinenpark. Wir garantieren schnelle Auftragsannahme und Abwicklung
  • die hohe Spindeldrehzahl (15.000 U/min) sorgt für ausreichend Power für anspruchsvolle Materialien. Die Kraft der Spindel beträgt 200 NM.
  • Rohre bis zu einer Länge von ca. 1m können aufgespannt werden

Was ist 3D Fräsen

Das Fräsen an sich wird als Trennverfahren gemäß DIN 8580 in die Kategorie der Fertigungsverfahren eingeordnet. Bereits ohne numerische Steuerung präsentiert sich das Fräsen dabei als ein enorm vielseitiges und flexibel nutzbares Fertigungsverfahren, bei dem Sie vergleichsweise wenig Einschränkungen und Limitierungen im Hinblick auf die erzeugbaren Geometrien der jeweiligen Werkstücke in Kauf nehmen müssen. Kommt demgegenüber das CNC Fräsen respektive das 3D Fräsen zur Anwendung offenbaren sich Ihnen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten. Im Grunde genommen erinnert das 3D Fräsen bzw. das Fräsen an sich an den 3D Druck. Der Unterschied liegt darin, dass das verwendete Material im 3D Drucker gezielt sukzessive aufgebaut wird, während es beim Fräsen abgetragen wird. Die Flexibilität des 3D Fräsverfahrens wird dabei durch die koordinatengestützte Computersteuerung noch erweitert; zudem erhöht sich durch dieses besondere Steuerungssystem gleichzeitig auch die Fertigungsgenauigkeit. Das zeigt sich dann auch in dem Umstand, dass Sie mit computergestützten CNC Fräsen grundsätzlich wesentlich komplexere Bauteile als beim konventionellen Fräsen herstellen können.

Das Fräsen ist aus Perspektive der Fertigungstechnik eng verbunden bzw. verwandt mit dem Bohren. So wird bei beiden Fertigungstechniken die jeweilige Hauptbewegung prinzipiell vom Werkzeug mittels einer Rotation ausgeführt. Unterschiede gibt es allerdings bei der Vorschubbewegung. Beim Bohren erfolgt diese nämlich ausschließlich zur Drehachse hin, während es beim Fräsen zu einer vorwiegend senkrechten Vorschubbewegung in Richtung der Drehachse kommt. Hinzu kommt, dass Sie mit einer Fräsmaschine – vorausgesetzt sie ist mit dem richtigen Werkzeug ausgestattet – auch Bohren können. Dagegen ist das Fräsen mit einer Bohrmaschine keine ernsthafte Alternative, da die Bohrspindel lediglich auf in achsrichtung ausgerichtete Kräfte ausgelegt ist. Gegenüber einer CNC Fräse hat die Bohrmaschine zudem noch den Nachteil, dass zum einen der Antrieb deutlich schneller verschleißt und zum anderen die Bohrspindel für die auftretenden Querkräfte nicht steif genug ist.

Allerdings wird die Kontur des Werkstücks nicht ausschließlich über die Vorschubbewegung bestimmt; vielmehr ist auch die Form des Fräswerkzeugs von außerordentlich hoher Bedeutung. Hier haben Sie die Wahl zwischen verschiedenen Optionen. Zum einen können Sie zum Beispiel Walzen.- und Stirnfräser benutzen. Diese sind prädestiniert für das Fertigen von planen Flächen. Für die Herstellung von Vertiefungen mit vorgegebenem Querschnitt – wie etwa Nuten in Schwalbenschwanzform – eignen sich demgegenüber insbesondere Formfräser. Mit einem Fingerfräser können Sie dagegen beliebige dreidimensionale Formen ohne Hinterschneidungen perfekt bearbeiten.

Grundsätzlich können Sie beim 3D Fräsen auf verschiedene Verfahren zurückgreifen. Abhängig von Material und gewünschtem Ergebnis ergeben sich hieraus eine hohe Anzahl an Möglichkeiten:

  • CNC Planfräsen: Wird für die Fertigung von ebenen Flächen verwendet.
  • CNC Wälzfräsen: Ist prädestiniert für die Herstellung von Zahnrädern und Keilwellen.
  • CNC Schraubfräsen: Bestens geeignet zur Herstellung von Spindeln und Schnecken.
  • CNC Profilfräsen: Perfekt für die Herstellung von Führungen.
  • CNC Stirn-Wasserstrahlfräsen: Wird explizit zur Abschabung von Beton genutzt; zum Einsatz kommt dabei ein Hochdruckwasserstrahl.
  • CNC Rundfräsen: Das CNC Rundfräsen wird auch als Zirkularfräsen bezeichnet. Es dient im allgemeinen der Fertigung von zylindrischen Flächen durch Innen-Rundfräsen sowie Außen-Rundfräsen.
  • CNC Schlagzahnfräsen: Diese Fräsart wird ebenfalls zur Fertigung von ebenen Flächen genutzt, wobei die CNC Schlagzahnfräse lediglich über eine einzige Schneide verfügt. Dabei garantiert das – CNC Schlagzahnfräsen im Rahmen einer 3D Fräsung für eine hohe Oberflächengüte. Selbst bei Winkelfehler der Fräse oder bei nicht gleichlangen Fräserzähnen und wechselnden Schnittkräften müssen Sie keinerlei Qualitätseinbußen in Kauf nehmen.
  • CNC Formfräsen: Hiermit können beliebig räumliche Flächen hergestellt werden. Unterteilt wird diese Fräsart in CNC Formfräsen, Freiformfräsen sowie Nachformfräsen.

Dabei ist die Genauigkeit beim CNC Fräsen stets abhängig von der genutzten Maschine und deren Qualität und Funktionalität. Zudem spielen sowohl das eingesetzte Material als auch die eingestellten Zerspanungsparameter eine entscheidende Rolle hinsichtlich der Fertigungsexaktheit. Generell verfügt das 3D Fräsen über nur geringe Fertigungstoleranzen. Um diese aber auch tatsächlich permanent bei den unterschiedlichsten Arbeitsszenarien zu gewährleisten, sind aber intensive Berechnungen notwendig. Im Fokus steht dabei die Berechnung der Sollwerte, also die Identifikation der anzusteuernden Bahnpunkte. Außerdem ist eine ständige Kontrolle über die vom Fräswerkzeug tatsächlich erreichte Stellung bzw. Position unabdingbar. Die jeweiligen Ist-Werte können Sie dabei auf folgende zwei unterschiedliche Arten ermitteln.

  • Die indirekte Messmethode: Bei dieser Messvariante wird die Vorschubbewegung des Werkzeugschlittens in eine explizite Drehbewegung umgewandelt. Diese Bewegung ist durch einen Messwertaufnehmer vergleichsweise einfach zu erfassen. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten den Aufnehmer richtig zu platzieren. Am effektivsten funktioniert der Messwertaufnehmer, wenn er direkt mit der am Werkzeugschlitten befestigten Antriebsspindel verbunden ist
  • Die direkte Messmethode: Für die effektive Anwendung dieser direkten Methode ist ein so bezeichneter Aufnehmer am Schlitten sowie ein hinreichend exakter Maßstab entlang der vollständigen Bahn des jeweiligen Werkzeugschlittens erforderlich. Diese direkte Messung bietet Ihnen dabei gegenüber der indirekten Messmethode den Vorteil, dass ein Messen gemäß dieser Variante grundsätzlich weitaus genauer ist. Dies liegt in erster Linie daran, da es bei der indirekten Messmethode zu zusätzlichen Messungenauigkeiten kommt. Hervorgerufen werden diese im Rahmen der Umwandlung von Dreh- in Längsbewegungen des Werkzeugschlittens in Form von entsprechenden Verschleißerscheinungen, einer nicht komplett spielfrei arbeitenden Spindel sowie zum Beispiel auch einer elastischen Verformung der eingesetzten Spindel, woran zumeist die übertragenden Kräfte verantwortlich sind.

Wie funktioniert das CNC-Fräsen in 3D?

Das 3D Fräsen funktioniert über moderne CNC-gesteuerte Werkzeug- bzw. Fräsmaschinen. Diese fräsen Ihre Urmodelle respektive Ausgangsmodelle präzise aus, wobei die Ur- und Ausgangsmodelle in der Regel in Form von CAD-Daten vorliegen. Möglich ist die Bearbeitung sowohl in zwei- als auch in dreidimensionaler Form. Entsprechende Hohlformen werden dabei bei der Herstellung in mehrere Einzelkomponenten untergliedert, nach diesem Schemata hergestellt und letztendlich passgenau zusammengefügt. Im Grunde genommen besitzt ein solches Verfahren eine wichtige Brückenfunktion und ermöglicht das Herstellen von umfangreichen Prototypen und Modellen aller Art. Selbst bei voluminösen Exemplaren kann diesbezüglich eine wirtschaftliche Fertigung mit hoher Genauigkeit realisiert werden. Das CNC Fräsen in 3D ist nach Fertigstellung der Fräsarbeiten zumeist aber noch nicht erledigt. Vielmehr kommt es anschließend noch zur Ausführung einer entsprechenden Nachbearbeitung mit abschließender Oberflächenbehandlung. Am Ende erhalten Sie dann immer ein Ergebnis, das exakt genau Ihren Anforderungen und Ihrem Bedarf entspricht.

Materialien 3D Fräsen

Das CNC-Fräsen kommt grundsätzlich bei mehreren Materialien zur Anwendung. Ob etwa komplexe Urmodelle, Prototypen für Funktionstests oder Modelle, die als Beispiel für eine avisierte Serienproduktion bzw. -fertigung dienen. Selbst bei qualitativ hochwertigen Designteilen, bei komplexen Bauteilen oder Werkzeugen können jeweils unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen. Im Verbund mit der Herstellung über die computergestützte Numerik ist das 3D Fräsen diesbezüglich zu jeder Zeit äußerst sinnvoll. Vom Material her können sogar Gussteile, die später für den Vakuumguss vorgesehen sind,  computergestützt gefräst werden. Als Ausgangsmaterialien lassen sich grundsätzlich alle Arten von Metallen, Kunststoffe, Schaumstoffe sowie auch Metallsandguss verwenden. Die expliziten Maße werden im Rahmen der 3D Frästechnologie in sämtlichen räumlichen Dimensionen zuverlässig und stets punktgenau umgesetzt. Wichtig ist dabei aber immer der Einsatz einer funktional hochwertigen und modernen CNC Fräsmaschine mit mindestens drei oder fünf Achsen. Denn unabhängig vom verwendeten Material garantiert das Fräsen mit 3-Achsen bzw. 5-Achsen eine sowohl schnelle als auch wirtschaftliche Produktion. Selbst verzwickte und sehr komplexe Elemente respektive Oberflächenstrukturen, die aus unterschiedlichstem Material bestehen, können via 3D Fräsen jederzeit realisiert werden.

Holz

Beim 3D Fräsen von Holz ist grundsätzlich eine sehr hohe Schnittgeschwindigkeit erforderlich; ein Kühlschmierstoff kommt in der Regel hierbei nicht zum Einsatz. Das Material Holz präsentiert sich dabei als ein vergleichsweise schlechter Wärmeleiter. Daher entwickeln sich beim 3D Fräsen von Holz auf den jeweiligen Werkzeugoberflächen hohe Temperaturen. Um zu verhindern, dass aufgrund dieser Temperaturen bzw. der Temperaturentwicklung auf der Materialoberfläche Brandspuren entstehen, müssen Vorschub und Frästiefe explizit auf diesen Umstand und der extrem hohen Schnittgeschwindigkeit ausgerichtet werden.
Das Schneidematerial eines Holzfräsers verfügt in der Regel über einen vergleichsweise positiven Spanwinkel; zudem ist eine – gegenüber den Metallfräsern – vergleichsweise große Spankammer integriert.

Aluminium

Im Hinblick auf das 3D Fräsen von Metallen gibt es keine klare Vorgabe der Schnittgeschwindigkeit. In diesem Bereich existiert eine enorme Bandbreite an unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten. Bei der Auswahl der für Ihr Projekt richtigen Schnittgeschwindigkeit sollten sie eine ganz besondere Materialeigenschaft im Auge behalten. So kommt es bei der Wahl darauf an, ob das Material zäh oder spröde ist. Grundsätzlich weisen Metallfräser im Vergleich zu Holz- und Kunststofffräsern einen weniger positiven Spanwinkel und eine vergleichsweise komprimierte Spankammer auf.

Gerade Aluminium nimmt unter den Metallen eine bedeutende Rolle ein. Immerhin gilt Aluminium nach Stahl als der weltweit zweitwichtigste Werkstoff metallischer Art. Alleine im Jahr 2017 wurden über 120 Millionen Tonnen produziert. Durch die extrem hohe Festigkeit im Verbund mit einem vergleichsweise geringen Gewicht stellt Aluminium einen äußerst beliebten und oft genutzten Konstruktionswerkstoff dar. Ob im Fahrzeugbau, in der Raum- und Luftfahrttechnik, in der Elektrotechnik, der Verpackungsindustrie, der Optikbranche, der Lichttechnik sowie zum Beispiel auch im Bauwesen und der Architektur – Aluminium kommt in zahlreichen Branchen bzw. Bereichen als Konstruktions- und Funktionswerkstoff zum Einsatz. Präzision und detailgetreue Abbildungen der Konzepte sind dabei unabdingbar. Mit dem 3D Fräsen steht Ihnen hier eine optimale Möglichkeit zur Verfügung, um explizite Bauteile und andere Komponenten aus Aluminium bedarfsgerecht zu fertigen.

Im Grunde genommen lassen sich sämtliche Aluminiumsorten vergleichsweise einfach fräsen. Allerdings gibt es Unterschiede zwischen den einzelnen Aluminiumsorten. Dies stellt ein wesentliches Kriterium dar, denn genau die Aluminiumsorte ist in diesem Fall ausschlaggebend für die benötigte Anzahl der Schneiden am Fräser, für die Kühlintensität sowie für die Wahl der Vorschübe. Die Kenntnis über eben die jeweiligen Materialeigenschaften ist dabei eine elementare Voraussetzung für das 3D Fräsen von Aluminium. So gibt es zum Beispiel etliche Aluminiumsorten, die während der Fräsarbeiten keinerlei Kühlung benötigen. Ein weiteres Beispiel für die Vielfältigkeit bzw. für die verschiedenen Eigenschaften von Aluminium ist das Verwenden von unterschiedlichen Schneidern. Möchten Sie zum Beispiel das 3D Fräsen bei weichen Aluminiumsorten einsetzen, sind Einschneider gegenüber Zwei- oder Vierschneider die weitaus bessere Wahl. Denn der abgeschälte Span kann von einer großen Spannut wesentlich besser und einfacher abtransportiert werden. Im übrigen ist eine stabile CNC Maschine eine Grundvoraussetzung für das 3D Fräsen von Aluminium.

Schaumstoff

Auch ein Schaumstofffräser kann jederzeit zum Einsatz gebracht werden. Er bildet quasi die perfekte Alternative zur herkömmlichen PU-Schaum-Bearbeitung. So bieten Schaumstofffräser eine zeitsparende, kostengünstige und vor allem nachbearbeitungsfreie Alternativlösung zu konventionellen Bearbeitungsmethoden wie zum Beispiel dem Laser-, Wasserstrahl- oder auch Drahtschneiden von Polyurethan-Schäumen. Die Praxis hat gezeigt, dass das 3D Fräsen von Schaumstoff einzigartig präzise Ergebnisse liefert. Somit können Konturen sowie auch komplexe Oberflächen-Geometrien in lediglich einem einzigen Arbeitsgang realisiert werden- Die Vorteile von Schaumstoff 3D Fräsen auf einen Blick:

  • Zeit- und kostensparend.
  • Hochpräzise Ergebnisse.
  • Sichtflächen müssen nicht nachbearbeitet werden.
  • Ideal für mittlere und kleine Losgrößen.
  • Hohe Bearbeitungsflexibilität.
  • Es können grundsätzlich extrem große Werkstücke bearbeitet werden.

Kunststoff

Neben Holz und Aluminium ist Kunststoff das dritte große Anwendungsgebiet im Bereich 3D Fräsen respektive in der CNC Bearbeitung. Zum Einsatz kommen dabei sowohl Thermoplaste (weiche Kunststoffe), wie zum Beispiel PET oder POM, als auch Duroplaste (harte Kunststoffe) in Form von beispielsweise Plexiglas. Zudem ist das 3D Fräsen auch mit dehnbaren Kunststoffen, den so bezeichneten Elastomeren, jederzeit möglich; Gummi ist wohl der bekannteste Vertreter dieser Gattung. Im Rahmen von 3D Fräsungen wird Kunststoff vor allem bei der Schildergravur, im Modellbau sowie beim Tiefziehen verwendet. Allerdings kann Gummi nicht gefräst werden. Stattdessen muss es geschnitten werden.

Bei Kunststoffen sollte grundsätzlich eine mittlere Schnittgeschwindigkeit gewählt werden. Diese kann in begrenztem Rahmen je nach genauer Zusammensetzung und Art des Materials variieren. Die jeweiligen Unterschiede zeigen sich etwa bei der Fräsmaschine durch Unterschiede in der Härte sowie im plastischen Verhalten. Teilweise wird beim 3D Fräsen von Kunststoff dann auch mit Alkohol oder Wasser nachhaltig gekühlt. Ähnlich wie beim 3D Fräsen von Holz verfügt auch ein Kunststofffräser über eine vergleichsweise große Spankammer sowie über einen sehr positiven Spanwinkel.

Beim 3D Fräsen von Kunststoffen sind im Rahmen der zerspanenden Kunststoffbearbeitung allerdings einige Kriterien zu beachten, die mitentscheidend für das Fräs-Ergebnis sind. Folgende Kriterien besitzen dabei eine entsprechende Relevanz:

  • Um verzugsfreie Fräs-Ergebnisse zu erhalten, ist auf Spannungsfreiheit beim Aufspannen zu achten.
  • Gerade der Fräser für die Kunststoffbearbeitung sollte extrem scharf sein. Denn je weicher der zu fräsende Kunststoff ist, desto schwieriger wird es. Das Zusetzen der Schneiden können Sie verhindern, wenn Sie mit polierten Spannuten am Fräser arbeiten.
  • Schwarze Verfärbungen oder Schmelzstellen verhindern Sie, verhindern Sie durch eine direkte Kühlung am Fräser.
  • Wählen Sie beim 3D Fräsen von Kunststoffen grundsätzlich kleine bis mittlere Drehzahlen. Das unterbindet zu hohe Temperaturen am Zustellungspunkt.
  • In der Regel entstehen beim 3D Fräsen von Kunststoff scharfe Kanten. Diese können nicht nur zu Verletzungen führen, sondern behindern auch die Verbauung von Kabeln oder anderen Bauteilen. Daher ist immer eine Nachbearbeitung sinnvoll, bei der Sie den Kunststoff ausgiebig entgraten.

Komponenten einer 3D Fräsmaschine / CNC-Fräsmaschine

Ob Holz, Metall oder Kunststoff – mit einer CNC Fräsmaschine lassen sich spanabhebende Bearbeitungen verschiedener Materialien durchführen. Das eigentliche Fräsen übernimmt dabei der Fräser, der als Fräswerkzeug fungiert. Gegenüber anderen Werkzeugen wird das jeweilige Werkstück dabei rotierend und nicht drehend hergestellt. Zudem wird das zu bearbeitende Werkstück immer auf der Fräsmaschine fest eingespannt.

Die klassischen CNC Fräsmaschinen, wie sie in vorzugsweise in Werkstätten oder beispielsweise Ausbildungseinrichtungen zum Einsatz kommen, arbeiten zumeist mit Schnittgeschwindigkeiten von 20-300m/min. Allerdings kommt es hier auch grundsätzlich auf die zu bearbeitenden Werkstücke an. Wichtig ist, dass nicht nur die Schnittgeschwindigkeit, sondern auch sämtliche Parameter aufeinander abgestimmt werden. Gerade bei Serienanfertigungen und besonders fräsintensiven Werkstücken, wie etwa bei den Spanten von Flugzeugen, ist dies alleine schon aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ein wesentliches Kriterium. Durch eine explizite Abstimmung der entsprechenden Parameter können qualitativ hochwertige CNC Fräsmaschinen Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 10.000 m/min erreichen. Bei derart hohen Geschwindigkeiten kommen im Normalfall stets Kühlschmierstoffe zum Einsatz. Allerdings besteht diesbezüglich mittlerweile eine klare Tendenz zu einer rein trockenen Bearbeitung ohne die Verwendung von Kühlschmierstoffen. Ob Kühlschmierstoff eingesetzt wird oder nicht, schlägt sich auch auf die Kosten nieder. So können Sie davon ausgehen, dass bei einer CNC Fräse der Anteil der erforderlichen Kosten für Kühlschmierstoffe im Vergleich zu den Gesamtkosten für die Bearbeitung eines Werkstücks bei etwa zehn bis zwanzig Prozent liegt.

Wichtig beim 3D Fräsen respektive bei einer CNC Fräsmaschine ist die Positionierung der Achsen. Diese erfolgt bei 3D Fräsmaschinen grundsätzlich ebenso wie der Vorschub der jeweiligen Hauptspindel über Koordinaten. Hierfür steht ein rechtwinkliges, kartesisches Koordinatensystem zur Verfügung. Beim 3D Fräsen kommt dabei ein Computer zum Einsatz, der die Spindel-Bewegungen exakt ermittelt. Dies geschieht grundsätzlich gemäß der vom Anwender bzw. Programmierer festgelegten Bearbeitungsschritte. Durch den Einsatz eines Computers für die exakte Abbildung der Spindel-Bewegungen wird eine akkurate Steuerung der Vorschubbewegung garantiert. Bei einer manuellen Steuerung ist eine derartige Exaktheit nicht möglich. Zudem können durch den Computereinsatz auch komplexe Zusammenhänge zwischen der herzustellenden Kontur und der Werkzeuggeometrie berücksichtigt werden. Außerdem ist dank der rechnerunterstützten Bearbeitung auch die Korrektur von elastischen Deformationen von Werkzeug und Werkstück während des Arbeitsvorgangs möglich; zudem findet auch eine entsprechende Werkzeugverschleißkompensation Berücksichtigung.

Die 5-Achs Simultanbearbeitung

Für echtes 3D Fräsen benötigen Sie – im Gegensatz zum konventionellen 2,5D Fräsen mindestens eine 5-Achs CNC Fräsmaschine. Eine solche Fräsmaschine gewährleistet, dass Sie das Fräswerkzeug durch das Schwenken des Aufspanntisches oder der Frässpindel in jedem gewünschten Winkel an das eingespannte Werkstück heranführen können. Auf diese Weise lassen sich vollständige Freiformflächen sowie 3D Konturen realisieren. Grundsätzlich aber werden durch eine CNC Fräsmaschine Plattenbearbeitungen ermöglicht, die mit Maschinen mit weniger Achsen nicht möglich sind. Selbst bei ungemein gewichtigen Werkstoffen können Sie mit einer 5-Achs CNC Fräsmaschine eine optimale Präzision beim 3D Fräsen erreichen. Eine Fräsmaschine dieser Art ermöglicht es zudem im Verbund mit der entsprechenden Verfahrenstechnik, dass die Werkstücke in der Regel in lediglich einem einzigen Arbeitsgang gefertigt bzw. bearbeitet werden können.

Anwendungsbereiche 3D Fräsen

Da die mehrachsigen CNC Fräsmaschinen hohe Freiheitsgrade garantieren, lassen sich mit CNC Fräsmaschinen grundsätzlich nahezu beliebige Werkstückgeometrien anfertigen. Als exemplarische Beispiele können hier folgende Szenarien benannt werden:

  • Bearbeiten von komplexen 3D Freiformflächen, wie zum Beispiel Turbinenschaufeln.
  • Fräsen von rotationssymetrischen Bauteilen.
  • Fräsen von Kurbel- und Nockenwellen.
  • Fräsen von Zahnrädern.
  • Zerspanen von quaderförmigen Bauteilen mit explizit planparallelen Flächen.
  • Präzise Fertigung von Urmodellen, Designteilen, komplexen Serienteilen sowie Werkzeugen.
  • Realisierung von voluminösen Bauteilen aus Schäumen, Kunststoffen oder auch Ureol-Harzen.
  • Fräsen von kugeligen Flächen.

Vorteile 3D Fräsen

Das 3D Fräsen bietet Ihnen insgesamt eine ganze Reihe an Vorteilen, die sich gegenüber vergleichbaren Bearbeitungsmethoden abheben. In erster Linie bietet Ihnen das 3D Fräsen dabei eine grundsätzlich hohe Präzision, was sich nicht zuletzt in einer vorzüglichen Oberflächenqualität widerspiegelt. Zudem ist jederzeit eine kostengünstige bzw. wirtschaftliche Fertigung auch von großen Modellen gewährleistet. In Kombination mit einer CNC Fräsmaschine mit mindestens fünf Achsen können Sie zudem via des 3D Fräsens auch äußerst komplexe Bauteile bzw. Werkstücke erstellen. So sind zum Beispiel die Herstellung von Teilen mit Hinterschnitten oder auch mit Querbohrungen jederzeit möglich. Außerdem lassen sich Freiformflächen mit absolut hoher Arbeitsqualität fräsen; auch sphärisch gewölbte Flächen sind im Bereich 3D Fräsen vergleichsweise schnell und einfach realisierbar.

Hintergrund und Geschichte 3D Fräsen

Das erste Fräswerkzeug soll bereits im Jahr 1760 von Jacques de Vaucanson entwickelt worden sein. Auf Grundlage dieser Konstruktion baute dann der US-amerikanische Fabrikant und Erfinder Eli Whitney im Jahr 1818 die erste Fräsmaschine der Welt. Zu der Zeit wurde das Fräsen in erster Linie für die Herstellung von Schusswaffen respektive zur Fertigung von Nuten genutzt. Im Gegensatz zu anderen Werkzeugmaschinen – wie zum Beispiel die während der Industriellen Revolution vornehmlich in England eingesetzten Hobelmaschinen und Drehmaschinen – ist sowohl die Fräsmaschine als auch das Arbeiten mit einer Fräse an sich in erster Linie eine rein amerikanische Errungenschaft. So wurde die Fräsmaschine auch nahezu ausschließlich in den USA im Laufe der Jahre immer weiter verbessert. Erst ab dem Jahr 1830 verbreiteten sich die Fräsmaschinen auch in den europäischen Städten und Industriegebieten. Das lag nicht zuletzt an der Tatsache, dass mit James Nasmyth ein in ganz Europa bekannter und berühmter Werkzeugmaschinenbauer ein auf europäische Standards ausgerichtetes Exemplar einer Fräsmaschine baute.

Aber erst etwa seit Beginn des 20. Jahrhunderts arbeiteten Fräsmaschinen tatsächlich effektiv. Dies lag in erster Linie an zwei eingeführten Optimierungen. So verbesserten zum einen ein integrierter Elektromotor und zum anderen elektrische Steuerungen die damaligen Fräsmaschinen. Insbesondere die Handhabung bzw. die Bedienung profitierte ungemein von diesen Verbesserungen, da jetzt zahlreiche Funktionen, die zuvor manuell ausgeführt werden mussten, automatisierbar waren. In diesem Kontext entstanden dann auch die ersten Kopierfräsen. Diese ermöglichten es, dass auch komplexe Werkstücke in mittleren Stückzahlen kostengünstig respektive wirtschaftlich gefertigt werden konnten. Grundvoraussetzung hierfür war der Einsatz Elektromotoren, die als Antrieb fungierten. Aber von hier aus war es immer noch ein weiter Weg, bis die 3D-Technik beim Fräsen eingesetzt werden konnte. Gerade in Europa wurde die diesbezügliche Entwicklung Ende des 20. und Anfang des 21. Jahrhunderts mächtig vorangetrieben.

Unser Maschinenpark

  • Spinner U5-1530 
  •  Spinner VC 750  
  • DMU 60-T   
  • Hermle UWF 900 E 
  • Maho  MH 600 E  
  • Maho MH 700 C