Formfräsen für komplexe Metall- und Kunststoffteile
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Formfrästeile
Formgebundene Frästeile nach Vorgabe für jeden Anwendungsbereich.
Metalle
Formfräsen von metallischen Werkstoffen mit komplexen Geometrien.
Freiformflächen
Toleranzgenaue 3D-Freiformflächen mit Genauigkeiten im Mikrobereich.
Kunststoffe
Formfräsen aller handelsüblichen Standard- und Hochleistungskunststoffe.
Bedarfsgerechte Lohnfertigung zum CNC-Formfräsen
Die Lohnfertigung im CNC-Formfräsen wird exakt auf die Geometrie und Anforderungen Ihres Bauteils abgestimmt. Nach dem Übermitteln der technischen Zeichnung oder CAD-Daten prüfen geeignete Fachbetriebe Machbarkeit, Werkstoff und Fertigungsstrategie. Anschließend erhalten Sie individuelle Angebote mit Informationen zu Kosten, Lieferzeit und Fertigungsumfang.
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24. deutsche Qualitätshersteller
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Merkmale des Formfräsens
Formfräsen zählt zu den anspruchsvollsten Verfahren der CNC-Zerspanung und wird überall dort eingesetzt, wo komplexe Konturen, dreidimensionale Freiformflächen oder spezielle Profilgeometrien mit hoher Präzision gefertigt werden müssen. Im Gegensatz zum konventionellen Plan- oder Nutfräsen entstehen beim Formfräsen keine einfachen geraden Flächen, sondern räumlich gekrümmte Oberflächen mit exakt definierten Radien, Übergängen und Profilen. Moderne CNC-Bearbeitungszentren ermöglichen dabei die wirtschaftliche Herstellung von Einzelteilen ebenso wie die Fertigung kleiner und großer Serien. Das Verfahren findet insbesondere im Werkzeug- und Formenbau, Maschinenbau, der Medizintechnik sowie in der Luft- und Raumfahrt Anwendung. Überall dort, wo höchste Präzision und komplexe Frästeile Bauteilgeometrien gefragt sind, gehört das Formfräsen heute zu den wichtigsten Fertigungstechnologien.
Funktionsweise einer Maschine zum Formfräsen
Beim Formfräsen trägt ein rotierendes Fräswerkzeug das Material schichtweise vom Werkstück ab. Die Besonderheit liegt dabei in der Werkzeugbahn. Während beim herkömmlichen Fräsen meist einfache lineare Bewegungen ausgeführt werden, folgt das Werkzeug beim Formfräsen komplexen dreidimensionalen Konturen, die zuvor mithilfe eines CAD-Modells konstruiert und anschließend über CAM-Software in CNC-Programme umgesetzt werden. Je nach Bauteilgeometrie bewegt die CNC-Steuerung Werkzeug und Werkstück gleichzeitig entlang mehrerer Achsen. Besonders häufig kommen dabei 5-Achs-Bearbeitungszentren zum Einsatz, da sie nahezu jede Werkzeugposition ermöglichen und selbst schwer zugängliche Bereiche ohne Umspannen bearbeiten können. Dadurch entstehen fließende Oberflächen mit hoher Maßhaltigkeit und einer gleichmäßigen Werkzeugführung.
Werkzeuge zum Formfräsen
Die Wahl des richtigen Fräswerkzeugs entscheidet über Qualität, Bearbeitungszeit und Wirtschaftlichkeit. Häufig werden Kugelkopffräser eingesetzt, da sie sich hervorragend für Fräsarbeiten von Freiformflächen eignen und gleichmäßige Oberflächen erzeugen. Für größere Radien oder flache Übergänge kommen Torusfräser zum Einsatz, die eine hohe Oberflächenqualität mit wirtschaftlichen Bearbeitungszeiten verbinden. Schaftfräser werden dagegen überwiegend für Taschen, Konturen oder ebene Bereiche verwendet. Gefertigt werden die Werkzeuge meist aus Vollhartmetall. Für besonders abrasive Werkstoffe oder hohe Standzeiten kommen zusätzlich PKD- oder CBN-Werkzeuge zum Einsatz. Moderne Beschichtungen reduzieren Reibung und Verschleiß, wodurch sich die Standzeiten deutlich erhöhen und gleichzeitig höhere Schnittgeschwindigkeiten realisieren lassen.
Geeignete Materialien und Genauigkeiten
Formfräsen eignet sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe. Besonders häufig werden Aluminiumlegierungen verarbeitet, da sie eine hervorragende Zerspanbarkeit besitzen und gleichzeitig hohe Schnittgeschwindigkeiten ermöglichen. Ebenso lassen sich Baustähle, Vergütungsstähle, Werkzeugstähle, Edelstähle sowie Titanlegierungen präzise bearbeiten. Auch Buntmetalle wie Messing oder Kupfer gehören zu den typischen Werkstoffen. Im Bereich der Kunststoffbearbeitung kommen unter anderem POM, PA, PE, PEEK oder PTFE zum Einsatz. Selbst Graphit, das insbesondere bei der Herstellung von Elektroden für das Senkerodieren verwendet wird, lässt sich mit geeigneten Werkzeugen präzise fräsen. Moderne CNC-Bearbeitungszentren erreichen dabei je nach Werkstoff, Maschinenqualität und Bauteilgeometrie Genauigkeiten von etwa ±0,01 bis ±0,05 mm. Durch optimierte Werkzeugbahnen und fein abgestimmte Schlichtstrategien lassen sich zudem Oberflächen mit Rauheitswerten von Ra 0,4 bis 1,6 µm erzielen. Die erreichbaren Werte hängen von Werkstoff, Werkzeuggeometrie, Spanntechnik und der Bearbeitungsstrategie ab.
| Werkstoff | Genauigkeiten | Schnittgeschwindigkeit | Anwendungen |
|---|---|---|---|
| EN AW-6082 Aluminium | ±0,01–0,03 mm | 400–1.200 m/min | Formenbau, Maschinenbau, Prototypen |
| Werkzeugstahl 1.2379 | ±0,01–0,03 mm | 80–180 m/min | Umformwerkzeuge, Stanzwerkzeuge |
| Vergütungsstahl 42CrMo4 | ±0,02–0,05 mm | 120–250 m/min | Zahnräder, Wellen, Maschinenbauteile |
| Edelstahl 1.4301 | ±0,02–0,05 mm | 100–220 m/min | Medizintechnik, Lebensmitteltechnik |
| Titan Ti6Al4V | ±0,02–0,05 mm | 50–120 m/min | Luft- und Raumfahrt, Implantate |
| Graphit | ±0,01–0,03 mm | 300–800 m/min | Erodier-Elektroden, Formenbau |
| Messing CuZn39Pb3 | ±0,01–0,03 mm | 250–600 m/min | Armaturen, Präzisionsteile |
| Kupfer Cu-ETP | ±0,02–0,05 mm | 150–400 m/min | Elektroden, Stromschienen |
| POM | ±0,02–0,05 mm | 400–1.000 m/min | Gleitlager, Zahnräder, Führungen |
| PEEK | ±0,02–0,05 mm | 150–500 m/min | Medizintechnik, Luftfahrt, Hochleistungsbauteile |
Die Vorteile von Formfräsarbeiten
Die größten Stärken des Formfräsens liegen in seiner außergewöhnlichen Flexibilität. Selbst komplexe Formen lassen sich direkt aus einem massiven Rohmaterial herstellen, ohne dass spezielle Umformwerkzeuge erforderlich sind. Änderungen an der Bauteilgeometrie können digital umgesetzt werden, wodurch sich Entwicklungszeiten verkürzen und Prototypen wirtschaftlich fertigen lassen. Ein weiterer Vorteil besteht in der hohen Oberflächenqualität. Durch optimierte Werkzeugbahnen entstehen gleichmäßige Übergänge und feine Oberflächen, die häufig nur noch wenig Nacharbeit erfordern. Gleichzeitig verbessert die computergesteuerte Bearbeitung die Wiederholgenauigkeit erheblich. Serienbauteile können dadurch nahezu identisch gefertigt werden, was insbesondere in sicherheitsrelevanten Branchen von großer Bedeutung ist. Auch die Wirtschaftlichkeit spielt eine entscheidende Rolle. Moderne CAM-Systeme berechnen effiziente Werkzeugwege, reduzieren Leerfahrten und optimieren die Bearbeitungszeiten. Dadurch lassen sich CNC-Frästeile als Einzelstücke und Serien wirtschaftlich herstellen.
Typische Anwendungen des Formfräsens
Formfräsen wird in zahlreichen Bereichen eingesetzt. Im Werkzeug- und Formenbau entstehen damit Spritzgussformen, Druckgussformen oder Schmiedewerkzeuge mit komplexen Freiformflächen. Im Maschinenbau werden Gehäuse, Spannvorrichtungen, Zahnräder sowie weitere hochpräzise Bauteile gefertigt. Die Medizintechnik nutzt das Verfahren beispielsweise für Implantate, chirurgische Instrumente oder orthopädische Komponenten. Auch in der Luft- und Raumfahrt spielt das Formfräsen eine wichtige Rolle. Strukturbauteile, Turbinenschaufeln oder leichte Aluminiumkomponenten erfordern höchste Präzision und komplexe Geometrien. Darüber hinaus profitieren die Automobilindustrie, der Motorsport sowie der Modell- und Prototypenbau von den vielseitigen Möglichkeiten.
Häufige Fragen zum Formfräsen
Was bedeutet Formfräsen?
Formfräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem komplexe Konturen, Profile und 3D-Freiformflächen präzise aus einem Werkstück herausgearbeitet werden. Die Bearbeitung erfolgt mit speziellen Fräswerkzeugen, welche die gewünschte Werkstückform nicht in sich tragen.
Wo findet Formfräsen oft Anwendung?
Formfräsen wird im Werkzeug- und Formenbau, Maschinenbau, Automobilindustrie sowie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Das Verfahren eignet sich besonders für komplexe 3D-Formen, Freiformflächen, Zahnräder, Präzisionsbauteile und technische Formwerkzeuge.
Welche Verfahren gibt es beim Formfräsen?
Formfräsen trägt die Ordnungsnummer 3.2.3.6 und wird nach der Art der Steuerung eingeteilt. Dabei wird nach den Verfahren Nachformfräsen, NC-Formfräsen und Kinematisches Formfräsen unterteilt, die je nach Anforderung zur Anwendung kommen.
Wo finde ich Anbieter zur Lohnfertigung im Formfräsen?
Über Fertigungsportale können technische Zeichnungen oder CAD-Daten für Formfrästeile online eingereicht werden. Geeignete Fräsbetriebe prüfen die Anforderungen und erstellen anschließend individuelle Angebote mit Details zu Kosten, Lieferzeit und Fertigung.
Weitere Fragen und Antworten
Beim Formfräsen wird Material zur Formgebung von einem Werkstück abgetragen, welches sicher auf dem Frästisch einer CNC-Fräsmaschine eingespannt ist. Das Fräswerkzeug, welches oft aus Hartmetall besteht, dreht sich und entfernt dabei in mehreren Schritten Material. Durch die Bewegungen der Frässpindel in mehreren Achsen (meist 3 bis 5 Achsen) können komplexe Konturen und dreidimensionale Strukturen gefertigt werden.
Zum Formfräsen werden CNC-Fräsmaschinen eingesetzt, die computergesteuert arbeiten und eine präzise Bearbeitung in mehreren Achsen ermöglichen. Hierbei unterscheidet man zwischen 3-Achs-Fräsmaschinen, 5-Achs-Fräsmaschinen, Portalfräsmaschinen und Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen.
Zum Formfräsen werden hauptsächlich Werkzeuge wie Walzenfräser, Kugelfräser und Tonnenfräser verwendet, je nach gewünschter Form und Oberflächenqualität. Walzenfräser eignen sich für flache oder zylindrische Formen, während Kugelfräser für die Bearbeitung komplexer, dreidimensionaler Konturen genutzt werden. Tonnenfräser bieten eine effizientere Bearbeitung von Freiformflächen durch größere Kontaktflächen. Die Werkzeuge bestehen meist aus Hartmetall oder Schnellarbeitsstahl (HSS), um hohe Standzeiten und Schnittgeschwindigkeiten zu gewährleisten.
Zum Formfräsen eignen sich verschiedene Materialien, abhängig von der Anwendung und den Anforderungen an das Werkstück. Besonders häufig werden dabei Metalle, Kunststoffe oder auch Verbundmaterialien bearbeitet.
Typische Toleranzen beim Fprmfräsen liegen je nach Maschine und Material bei ±0,01 mm bis ±0,05 mm. Mit modernen Hochpräzisionsmaschinen können sogar Genauigkeiten im Bereich von ±0,002 mm erreicht werden.
Die Kosten für Formfräsen variieren je nach Komplexität des Projekts, Material, Region und der verwendeten Maschinerie. Meist liegen die Preise zwischen 60 und 150 Euro pro Stunde. Doch kann der Stundensatz bei speziellen Arbeiten oder besondere Materialien teurer sein.
Weiterführende Links zum Thema „Fräsen“
- CNC-Fräsen
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