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CNC-Werkzeuge (Computer Numerical Control) sind in der modernen Fertigung unerlässlich, um komplizierte Teile hauptsächlich aus Metall, Holz und Kunststoff herzustellen. Jüngsten Studien zufolge wird die Größe des globalen CNC-Maschinenmarktes im Jahr 2023 auf über 100 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2030 200 Milliarden US-Dollar erreichen, wobei er im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von etwa 10 % wächst. Dieser riesige Markt bietet Unternehmen, die in CNC-Werkzeuge investieren möchten, eine lukrative Chance.
Ständig kommen innovative Werkzeuge mit fortschrittlichen Funktionen auf den Markt. Diese bieten Möglichkeiten für technikbegeisterte und studentische Käufer und sind unerlässlich für die Bearbeitung von Metallen und anderen Materialien in der Fertigungsindustrie. Hier sind einige Arten von CNC-Werkzeugmaschinen:
CNC-Fräse
Eine CNC-Fräsmaschine erstellt Teile und Prototypen, indem sie Material in mehreren Richtungen zerspant. Das Werkzeug verfügt über einen rotierenden Schneidkopf und zerspant in der Regel Metall in einer seitlichen und vertikalen Bewegung. Eine CNC-Fräsmaschine kann horizontal oder vertikal sein, mit einer Auf- und Abbewegung wie bei einem Bohrer. Fortschrittliche CNC-Fräsen sind in der Regel 5- oder 6-achsig.
CNC-Fräser
Ein CNC-Fräser ähnelt einer CNC-Fräsmaschine, wird aber hauptsächlich zum Zerspanen von weicheren Materialien wie Kunststoff und Holz verwendet. Das Werkzeug verfügt in der Regel über eine Hochgeschwindigkeitsspindel und zerspant Materialien effizient. Ein CNC-Fräser automatisiert den Prozess, wodurch er schneller und präziser als manuelles Fräsen ist. Der Fräser kann auf zwei oder drei Achsen arbeiten, aber die Automatisierung macht ihn in der Regel auf drei bis fünf Achsen effizienter.
CNC-Plasmaschneider
Ein CNC-Plasmaschneider verwendet eine Plasmaschweißbrenner, um elektrisch leitfähiges Metall zu zerschneiden. Die CNC-Komponente des Werkzeugs bietet mehr Präzision für die Erstellung komplizierter Formen und Designs. Das Werkzeug kann Metall mit verschiedenen Dicken schneiden, ist aber in der Regel am besten für leichtere Metalle wie Aluminium und Edelstahl geeignet. Ein CNC-Plasmaschneider eignet sich am besten für den Bau von Automobilen und kundenspezifische Karosserieteile und wird häufig im Bau von Pipelines und Servicezentren verwendet, um Öffnungen und andere Mängel zu schaffen. Er schneidet in der Regel Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Aluminium und arbeitet mit Blechen und Platten.
CNC-Laserschneider
Ein CNC-Laserschneider verwendet einen Hochleistungslaserstrahl, um Materialien zu zerschneiden. Dies können Metall (wie beim CNC-Plasmaschneider), Holz, Acryl, Glas, Gummi oder sogar Marmor sein. Die Präzision eines Laserstrahls bedeutet, dass er Material ohne Verformung schneiden kann. Darüber hinaus kann er vor dem Schneiden in das Material gravieren, um die Kennzeichnung zu erleichtern.
CNC-Wasserstrahlschneider
Ein CNC-Wasserstrahlschneider verwendet hochdruckige Wasserstrahlen, um Material zu zerschneiden, selbst solches, das sich mit hoher Präzision nur schwer schneiden lässt, wie Glas und Marmor. Das Werkzeug verfügt über einen Computerized Numerical Control (CNC)-Mechanismus, wodurch es sich von einem klassischen Wasserstrahlschneider unterscheidet. Der Computer macht das Wasserstrahlmuster präzise, wodurch sichergestellt wird, dass nur der zu schneidende Bereich erreicht wird, ohne weitere Schäden.
CNC-Funkenerosionsmaschinen (EDM)
Eine CNC-Funkenerosionsmaschine entfernt Material von einem Werkstück durch Funkensprühen. Die Funken werden von einer Stromversorgungskette in der Maschine erzeugt. Eine EDM wird in der Regel verwendet, um komplexe Innengeometrien zu erzeugen, wie sie in Formen vorkommen. Darüber hinaus kann sie sehr feine Schnitte ausführen, um hochdetaillierte Stücke zu erstellen. Eine CNC-Funkenerosionsmaschine eignet sich am besten zum Schneiden von Stahl, Wolfram und bestimmten Arten von Karbiden.
CNC-Stanzpresse
Eine CNC-Stanzpresse erzeugt Löcher und Schnitte mit hoher Präzision unter Verwendung einer Reihe von Stempeln und Matrizen. Die digitalisierte Presse arbeitet mit einem CAD-Software-Design, um ihre Schnitte und Löcher mit unvergleichlicher Präzision zu erstellen. Diese Präzision bedeutet, dass die Stanzpresse über eine Computersteuerung verfügt, um manuelle Sekundäroperationen zu ersetzen und kürzere Bearbeitungszeiten zu ermöglichen.
Spezifikationen von CNC-Werkzeugmaschinen:
Die Art des Materials, das eine CNC-Maschine normalerweise verwendet, hängt von der Maschine ab, aus der sie hergestellt ist. Beispielsweise sind Messing, Eisen, Titan, Kupfer, Stahl und Legierungen allgegenwärtige Entscheidungen, die von Herstellern von CNC-Werkzeugmaschinen verwendet werden, von denen einige Spezialschmierstoffe benötigen, die keine Verschlechterung von Dichtungen verursachen.
Betriebstemperatur:
Wenn es um die Betriebstemperatur von CNC-Maschinen geht, hängt dies in der Regel von der Art des verwendeten Werkzeugs ab. Beispielsweise haben Fräsmaschinen im Vergleich zu anderen Werkzeugen eher variable Temperaturen, da sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeiten. Im Allgemeinen sollte die Betriebstemperatur einer Werkzeugmaschine 95 Grad Fahrenheit nicht übersteigen. Die Einhaltung der empfohlenen Temperatur einer CNC-Maschine ist entscheidend, da eine Überschreitung zum vollständigen Ausfall des Werkzeugs führen kann.
Leistung:
Der Stromverbrauch eines CNC-Werkzeugs hängt von der Art des verwendeten Werkzeugs und seinen Abmessungen ab. Beispielsweise benötigt ein kleiner, energieeffizienter CNC-Fräser weniger Strom als eine industrielle CNC-Fräsmaschine. Generell gehen Hersteller jedoch davon aus, dass der Stromverbrauch einer CNC-Werkzeugmaschine zwischen zwei und sechs Kilowatt liegt.
Eine sachgemäße Wartung ist entscheidend, um die optimale Funktion und lange Lebensdauer einer CNC-Werkzeugmaschine zu gewährleisten. Werkzeuge benötigen regelmäßige Wartung. Um diese Arbeit zu erleichtern und Ausfallzeiten zu minimieren, ist es sinnvoll, einen Wartungsplan zu erstellen und diesen einzuhalten. Es ist auch sinnvoll, wöchentliche und monatliche Wartungsarbeiten zu planen, damit das Gerät lange hält.
Schmierung ist ein Bereich, mit dem sich Bediener von CNC-Maschinen möglicherweise nicht vollständig auskennen, der aber auch grundlegend ist.
Warten Sie die Maschine, indem Sie verschlissene Teile umgehend austauschen und Fehlausrichtungen korrigieren, wodurch die Präzision und Genauigkeit der Werkzeugmaschine verringert werden kann. Nicht ausgerichtete Komponenten können auch gefährlich sein und ein Risikofaktor darstellen.
Der Wartungsplan kann Dinge wie die tägliche Reinigung des Luftfilters bis hin zur Ölung von Ketten und Schienen umfassen, die durchgeführt werden können, ohne das Gerät auszuschalten. Die Befolgung der Bedienungsanleitung hilft den Benutzern zu wissen, welche Art von Öl oder Kette geeignet ist. Größere CNC-Werkzeuge verfügen möglicherweise über eine Wartungskappe, die angibt, was wann zu tun ist. Bei größeren Werkzeugen ist es möglicherweise sinnvoll, sich an einen professionellen Service zu wenden, um die Wartung wie empfohlen durchzuführen, da diese komplexer sind und möglicherweise kompliziertere Demontagearbeiten oder technisches Know-how erfordern, das in einer Bedienungsanleitung nicht abgedeckt ist. Bei größeren Werkzeugen sollte besondere Sorgfalt angewendet werden, da grober Umgang sie beschädigen kann.
CNC-Werkzeugmaschinen sind für viele Branchen von unschätzbarem Wert, da sie effizient, präzise, automatisiert und einfach zu bedienen sind, selbst für fortschrittliche und komplexe Aufgaben. Sie können genau das produzieren, was gewünscht ist, mit minimalem Abfall. Hier sind einige Anwendungen nach Branche:
Befolgen Sie die folgenden Tipps bei der Auswahl einer CNC-Werkzeugmaschine für eine bestimmte Anwendung.
Bestimmung der notwendigen Materialien und Größen
Benutzer sollten zunächst die Materialien und Größen analysieren, mit denen sie arbeiten werden. Berücksichtigen Sie die Arten von Materialien (z. B. Holz, Kunststoff, Metall usw.), die das Werkzeug verarbeitet, die maximalen Abmessungen und das Gewicht des Werkstücks sowie die Materialverträglichkeit. Diese erste Bewertung kann die Maschinenarten eingrenzen.
Werkstückkomplexität und benötigte Merkmale
Die Form und Struktur der Werkstücke bestimmen in der Regel, ob eine einfache CNC-Werkzeugmaschine ausreicht oder ob eine Maschine mit zusätzlichen Funktionen (z. B. Mehr-Achs-Bearbeitung, Lasergravur usw.) erforderlich ist. Der zukünftige Bedarf der Benutzer kann auch die Wahl einer fortschrittlicheren oder vielseitigeren Maschine beeinflussen.
Platz, Stromversorgung und Budget
Die Größe der CNC-Werkzeugmaschine muss in den verfügbaren Arbeitsbereich passen. Ihr Strombedarf muss mit der vorhandenen Stromversorgung kompatibel sein. Schließlich müssen die Kosten innerhalb der Budgetvorgaben des Projekts liegen, obwohl es auch wichtig ist, den langfristigen Wert und den Return on Investment zu berücksichtigen.
Nachdem die oben genannten Faktoren bestimmt wurden, können Benutzer beginnen, Maschinenarten anhand der erforderlichen Spezifikationen zu kürzen und Modelle verschiedener Hersteller zu vergleichen.
F1: Wofür steht CNC?
A1: CNC steht für Computerized Numerical Control. Es verwendet computergestützte Befehlssteuerung, um die Bewegung von Fertigungsausrüstung zu steuern.
F2: Wie sieht die Zukunft von CNC-Maschinen aus?
A2: Die Zukunft von CNC-Maschinen sieht vielversprechend aus, mit einem prognostizierten rasanten Wachstum auf dem Weltmarkt. Da der Bedarf an Automatisierung in verschiedenen Industrien weiter zunimmt, wird die Einführung von CNC-Maschinen voraussichtlich deutlich zunehmen. Dieses Wachstum ist auf den wachsenden Bedarf an Präzision und Effizienz in Fertigungsprozessen sowie auf den zunehmenden Trend zu intelligenten Fabriken und Industrie 4.0 zurückzuführen.
F3: Welche Werkzeuge werden bei der CNC-Bearbeitung verwendet?
A3: Es gibt verschiedene CNC-Bearbeitungswerkzeuge, darunter Fräser, Drehmaschinen, Lasermaschinen, Plasmaschneider und Wasserstrahlschneider. Jedes Gerät ist für die Ausführung bestimmter Aufgaben und die Manipulation von Materialien auf unterschiedliche Weise ausgelegt.
F4: Benötigen CNC-Maschinen Wartung?
A4: Ja, wie alle anderen Maschinenbauteile benötigen sie Wartung, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Ein Wartungsplan für CNC-Maschinen kann Unternehmen helfen, Ausfallzeiten zu verhindern und die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern. Er kann auch die Genauigkeit und Präzision der geschnittenen Teile verbessern.