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Fertigungsbeispiele zum CNC-Fräsen

Welche Merkmale kennzeichnen das CNC-Fräsen?

Antwort: CNC-Fräsen ist ein zerspanendes Fertigungsverfahren für Metalle wie Messing, Kunststoff sowie Holz und zählt nach DIN 8580 zu der Gruppe der Trennverfahren. Durch die CNC-gesteuerte Frästechnik lassen sich Bauteile und Produkte mit hohen Maßgenauigkeiten fertigen. Dabei kommt dieses computergesteuerte Verfahren hauptsächlich in der Serienfertigung zum Einsatz, da sich auch Werkstücke in großen Stückzahlen mit einer gleichbleibenden Qualität fertigen lassen.

Wie erfolgt die Konstruktion beim CNC-Fräsen?

Antwort: Im Allgemeinen werden die Bauteile zum CNC-Fräsen mit CAD- oder CAM-Systemen konstruiert. Dabei werden Fertigungsfaktoren wie die Geometrie der Werkzeuge, Maschinenparameter und Werkstoffart in die Konstruktion mit einbezogen, um ein detailgenaues virtuelles Modell des Frästeils zu entwickeln. Dieses wird in ein CNC-Programm umgewandelt und über ein Netzwerk an die Fräsmaschine übermittelt. Damit entfällt die manuelle Eingabe durch den Anwender. So werden Eingabefehler im Vorfeld vermieden, welches eine hohe Prozesssicherheit garantiert.

Wie erfolgt die Programmierung und Fertigung?

Der Bearbeitungsprozess von CNC-Frästeilen erfolgt auf automatisierten Fräsmaschinen, welche durch intelligente Steuerungssysteme auch anspruchsvolle Fräsaufgaben und komplexe Formen mit einer hohen Prozesssicherheit realisieren. Diese innovativen Bearbeitungszentren bestechen durch Präzision im Hochleistungsbereich und sind konventionellen Fräsautomaten auch in der Geschwindigkeit überlegen. Dabei steht CNC für „Computerized Numerical Control“, was übersetzt computerbasierte numerische Steuerung bedeutet. So werden beim CNC-Fräsen alle Bearbeitungsschritte numerisch codiert, weshalb der Anwender über diese jederzeit wieder verfügen kann. Auch wird der gesamte Fertigungsvorgang von Sensoren überwacht, um eine möglichst hohe und gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.

Ist auch eine Mehrfachbearbeitung möglich?

Die Mehrfachbearbeitung stellt Anwender beim CNC-Fräsen vor keine größeren Probleme. Die Steuerungstechnik der Bearbeitungszentren wird in die Punkt- , Strecken- und Bahnsteuerung untergliedert. Doch verfügen diese hochtechnologisierten Systeme heute schon über mehr als sechs Bearbeitungsachsen, sodass auch eine Mehrfachbearbeitung kein Problem darstellt.

Manuelle Prüfkontrollen entfallen beim der CNC-Fräsbearbeitung

Beim CNC-Fräsen entfallen fast nahezu alle manuellen Prüfungen durch den Anwender, da in der Serienfertigung von Frästeilen die Qualitätskontrollen und sogar die Überwachung des Werkzeugverschleißes in den Fertigungsprozess vollautomatisiert integriert sind. Auch arbeitet ein SPS-Programm als Verbindung zwischen der Bewegungssteuerung und der Fräsmaschine. Dieses Verknüpfungsprogramm prüft dabei die Funktionalität der Betriebsarten, Schutztüre, Kühlmittel, Schmierung und andere Aggregate.

CNC-Fräsen ist eine wichtige Basistechnologie

Die computergesteuerte Frästechnik ist eine unverzichtbare Zerspanungstechnologie und wird durch Hersteller von Fräsmaschinen stetig weiterentwickelt. So wird in auch Zukunft die Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit nochmals verbessert, weshalb das CNC-Fräsen in der allgemeinen Fertigungsindustrie immer mehr an Bedeutung gewinnen wird.

Tipps und Tricks zum CNC-Fräsen

Tipps und Tricks zum CNC-Fräsen

Mit Tipps vom Profi zum perfekten Bauteil

Eine CNC-Fräsanlage ist für ein breites Spektrum an Anwendungen konzipiert und hilft einem Profi sowie jedem Hobby-Fräser komplexe Geometrien zu schneiden. Diese Fräsbearbeitung kann mit dem 3D-Druck verglichen werden, mit dem Unterschied, dass beim additiven Verfahren die Materialschichten aufgetragen und bei der Fräsbearbeitung abgetragen werden. Mit folgenden Tipps vom Profi fällt der Einstieg in die innovative Frästechnologie leichter.

Tipp 1

Fräsen und Bohren in einem Arbeitsschritt

Fräsen als Zerspanungsverfahren ist mit Bohren verwandt, daher können Sie mit der Fräsmaschine auch Bohrarbeiten durchführen. Umgekehrt wird es nicht klappen, denn mit einer Bohrmaschine können Sie nicht fräsen. Selbstverständlich wird für die Fräs-Bohrbearbeitung spezielles Werkzeug notwendig sein.

Tipp 2

CNC-Fräsen für alle Formen und Geometrien

Hinsichtlich der Geometrien bieteten CNC-Fräsanlagen eine nahezu unbegrenzte Auswahl an Möglichkeiten. Sie können beliebige 3D-Freiformflächen, Quader oder auch rotationssymmetrische Werkstücke fräsen und noch vieles mehr. Natürlich gelingen auch präzise bearbeiteten Nuten, Wellen oder Zahnräder.

Tipp 3

Fast alle Werkstoffe lassen sich präzise bearbeiten

Sie können sowohl Metalle wie Stahl oder sogar Edelmetalle wie Edelstahl oder Aluminium, als auch nichtmetallische Werkstoffe wie Kunststoffe oder Holz durch CNC-Fräsen bearbeiten. Wichtig ist dabei auf die Wahl des richtigen Werkzeugs zu achten.

Tipp 4

Die Wahl der Fräswerkzeuge ist vorgabenabhängig

Wählen Sie in Abhängigkeit von Ihren individuellen Zielen und Vorgaben die Fräswerkzeuge aus. Dabei gilt: Welches Material ist zu bearbeiten, welche Oberflächengüten und Toleranzgrenzen sind erwünscht und zulässig, welche Arbeiten stehen an – Sollen z.B. plane Oberflächen bearbeitet oder eine Nute gefräst werden.

Tipp 5

Die Positionierung der Hauptspindel erfolgt beim CNC-Fräsen automatisiert

CNC-Fräsanlagen sind insofern eine Erleichterung für Sie, weil die exakte Positionierung der Hauptspindel sowie die Bestimmung des Vorschubs von Computern errechnet werden. Eine moderne Software ist dabei ein Muss, u.a. sollte diese eine fortlaufende Korrektur der Position der Hauptspindel während der Bearbeitung ermöglichen und den Werkzeugverschleiß kompensieren können. Bei der Bahnregelung können Sie sowohl auf eine indirekte (Umwandlung der Vorschubbewegung in eine Drehbewegung) oder auf eine direkte Messung des Vorschubs zurückgreifen. Die letzte Methode verspricht dabei wesentlich mehr Genauigkeit.

Tipp 6

Toleranzgrad und Oberflächengüte

Wie präzise Sie mit Ihrer Maschine die CNC-Frästeile bearbeiten können, hängt vom Werkzeug und von der Anlage selbst ab. Grundsätzlich sind Toleranzgrad IT6 sowie die Oberflächengüte von Rz 1,6 erreichbar. Ein Hobby-Fräser kommt i.d.R. mit der Toleranz von 0,1 mm gut zurecht, in der Industrie sind freilich oft bessere Werte erforderlich.