Fräsen

Das Fräsen ist ein subtraktiver Bearbeitungsprozess, bei dem eine Vielzahl von Maschinen verwendet wird, um zahlreiche Materialien (wie Metalle, Kunststoffe oder Holz) effizient und präzise in ein definiertes geometrisches Teil zu schneiden. Fräsmaschinen produzieren mit der Einführung von 3- oder 5-Achs-Prozessen schnell Endanwendungsteile. Metallteile bieten eine größere Auswahl an Endbearbeitungen, während bearbeitete Kunststoffteile wie gefräst fertig gestellt werden und sichtbare Werkzeugspuren aufweisen.

Während die 3-Achsen-Bearbeitung eine der am häufigsten verwendeten Techniken für die Teilefertigung ist, ist sie aufgrund der rudimentären Einfachheit auf nicht zu tiefe Teile beschränkt; ebenso gibt es Einschränkungen bei der Bearbeitung tiefer Teile mit engen Hohlräumen. Diese Einschränkungen können zu einer unzureichenden Ausführung und hohen Arbeitskosten führen. Ein Vorteil der 3-Achsen-Bearbeitung sind die niedrigen Kosten.

Da der Bedarf an ausgereifteren Teilen steigt, kann ein Teil mit der 5-Achsen-Bearbeitung von fünf Seiten in einem Arbeitsgang bearbeitet werden, wodurch sie sich besonders für tiefere Teile eignet, die aus härteren Materialien stammen. Sie gewährleistet außerdem eine höhere Präzision und Schnelligkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Werkzeugvibrationen. Obwohl die 5-Achsen-Bearbeitung schneller ist, benötigt sie eine längere Vorbereitungszeit.

In den 1980er Jahren wurde die CNC-Fräsbearbeitung (Computer Numerical Control) in Maschinenwerkstätten weit verbreitet, sodass Hobbybastler, Kunsthandwerker und Konstrukteure schließlich auf die Technologie zugreifen konnten. Dies hat zu einer umfangreichen Industrieanwendung in den Bereichen Schmuck, Leiterplatten, Schusswaffenteile und Kunstherstellung geführt.

Heute ist das CNC-Taschenfräsen eine der am häufigsten eingesetzten Bearbeitungsverfahren. Mit CAD/CAM-Programmiersoftware können Maschinenführer große Materialmengen vor der Fertigstellung des Teils abarbeiten. Da dieser Prozess beschleunigt wird und die Materialentnahme maximiert, wird er in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Schiffsbranche häufig eingesetzt.

CNC führte daher zu einer Transformation der Fräsmaschinen zu Bearbeitungszentren, die aus automatischen Werkzeugwechslern, Werkzeugmagazinen oder Karussells, CNC-Steuerung, Kühlsystemen und Einhausungen bestehen. Diese Zentren fallen in der Regel in eine von zwei Kategorien: vertikale Bearbeitungszentren (Vertical Machining Centers, VMCs) oder horizontale Bearbeitungszentren (Horizontal Machining Centers, HMCS).