CNC-Bearbeitung

Ziel
Mittels CNC-Maschinen können Bauteile computergesteuert bearbeitet werden. Hierdurch lassen sich Bauteile fertigen, die mit manuellen Verfahren nicht oder sehr aufwändig herzustellen wären.

Voraussetzungen
Jede CNC-Maschine basiert auf einem Steuerprogramm, das jeden einzelnen Schritt des Bearbeitungsvorgangs enthält. Das Steuerprogramm kann in einfachen Fällen von Hand geschrieben werden, in der Regel wird es aber anhand von CAD-Daten mittels einer CAM-Software automatisiert erstellt.

Erklärung
CNC steht für Computerized Numerical Control und umfasst die Computersteuerung von Werkzeugmaschinen. Sie wird bei verschiedenen Fertigungsverfahren, wie Fräsen, Drehen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Schleifen oder Erodieren eingesetzt. In der industriellen Praxis werden unter CNC-Bearbeitung aber meistens sogenannte Bearbeitungszentren verstanden. Sie ermöglichen das Fräsen, Drehen und Bohren in fünf Achsen. Mittels eines automatischen Werkzeugwechslers können verschiedene Zerspanungswerkzeuge innerhalb eines Programms genutzt werden.

Vorgehen
Bereits bei der fertigungsgerechten Konstruktion ist zu bedenken, wie das Bauteil später in der Maschine eingespannt und bearbeitet werden soll. Das Werkstück sollte während der Bearbeitung möglichst nicht umgespannt werden müssen. Mittels einer CAM-Software, die entweder vom Hersteller der CNC-Maschine mitgeliefert oder herstellerunabhängig ist, wird anschließend aus dem CAD-Modell das CNC-Programm errechnet und an die Maschine übertragen. Nachdem das Werkstück eingespannt wurde und die erforderlichen Werkzeuge eingesetzt wurden, wird das Programm gestartet und die Bearbeitung läuft automatisch ab.

Grenzen und Alternativen
Die CNC-Bearbeitung erfordert die fertigungsgerechte Konstruktion der Bauteile, wofür eine möglichst genaue Kenntniss der zur Verfügung stehenen Maschinen und Werkzeuge erforderlich ist. Zudem müssen für jeden Werkstoff die passenden Bearbeitungsparameter ermittelt werden. Im Prototypenbau wird die CNC-Bearbeitung daher zunehmend durch den 3D-Druck abgelöst, der unkomplizierter zu realisieren ist.

Literatur
N.N.: Fundamentals of CNC Machining. San Francisco: Autodesk, Inc., 2014. Verfügbar unter www.autodesk.com/campaigns/cnc-handbook
Overby, Alan: CNC machining handbook. New York: McGraw-Hill, 2011
Buck, Volkmar; Pröm, Manfred; Rödter, Hans; Roller, Rolf: Fachkunde Modellbau. 7. Auflage. Haan-Gruiten: Europa-Lehrmittel, 2017

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