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Die CNC-Bearbeitung verwendet Computersoftware zur Steuerung von Werkzeugmaschinen, die komplexe 2D- und 3D-Formen aus Materialblöcken schneiden. Üblicherweise wird eine CAD-Zeichnung oder eine andere digitale Darstellung des gewünschten Teils erstellt und dann die Zeichnung mit CAD/CAM in Anweisungen (z.B. Geschwindigkeiten, Positionen und Koordination) für die automatisierte Fertigung mit CNC-Maschinen übersetzt. Der Bearbeitungsprozess kann mehrere Fräser, Drehbänke und andere Werkzeuge erfordern, um verschiedene Schichten zu entfernen und die endgültige Form zu erreichen. Im Allgemeinen ist die CNC-Bearbeitung sehr schnell, genau und wiederholbar und kann präzise Toleranzen erreichen.

Der Hauptvorteil der CNC-Bearbeitung gegenüber dem 3D-Druck besteht darin, dass es nur sehr wenige Materialbeschränkungen gibt. 3
Der 3D-Metalldruck, auch bekannt als Direktes Metall-Lasersintern oder (DMLS) oder Selektives Laserschmelzen (SLM), entwickelt sich schnell und Unternehmen, die bereits erfolgreich in diese Technologie investieren, insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. 3
Vielmehr werden diese beiden Techniken als komplementär betrachtet, sowohl bei der Erstellung von schnellen Prototypen als auch bei der Erstellung von fertigen Produktionsteilen. Ein Hauptvorteil der CNC-Bearbeitung ist die Fähigkeit, große Materialmengen mit hoher Genauigkeit und sehr engen Toleranzen schnell zu entfernen. Ein weiterer großer Vorteil des CNC-Prototyping ist die Möglichkeit, Prototypen zu erstellen, die dem endgültigen Teil ähnlich sind.

Viele technische Metalle sind hochgradig bearbeitbar, so dass Ingenieure die gleichen (oder ähnliche) Materialien, die sie für das Endteil verwenden werden, als Prototypen herstellen können. Aber auch die Qualität des Prozesses selbst spielt eine Rolle: Die bearbeiteten Teile sind stark und haben keine Schwächen entlang bestimmter Achsen, wie z.B. gedruckte Teile, daher können sich auch beispielsweise im Maschinenbau als gefräste Teile eingesetzt werdne. Der Bearbeitungsprozess selbst kann sogar dazu verwendet werden, andere Prozesse wie z.B. die Blechbearbeitung zu emulieren. Darüber hinaus erleichtert die Erstellung eines Prototyps, der in Aussehen und Verhalten dem endgültigen Teil nahe kommt, den Übergang zur Brückenproduktion, da weniger bedeutende Änderungen vorgenommen werden müssen.

CNC Fertigung im Vergleich zur additiven Fertigung

Zu diesem Zeitpunkt im Prototyping sind Polyjet und SL je nach den Anforderungen der Anwendung noch brauchbare Optionen, aber es können auch härtere Materialien aus Herstellungsverfahren verwendet werden, aus denen Produktionsteile hergestellt werden. Hier kann die CNC-Bearbeitung in den Produktentwicklungszyklus für billigere Metallkomponenten eingeführt werden. Das Direkte Metall-Lasersintern (DMLS) kann für komplexere Metallteile eingesetzt werden. Dank der CNC-Bearbeitung können wir problemlos ein bis mehrere hundert Teile herstellen. Alle Rapid-Prototyp-Teile werden unmittelbar nach der Herstellung geprüft, verpackt und versandt. Und für kleine bis große Mengen und die Serienproduktion von bearbeiteten Teilen. Eine Vielzahl von Materialien kann bearbeitet werden, einschließlich Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Zink, Messing usw.

Technische Kunststoffe in der Fertigung

Thermoplastische Kunststoffe, insbesondere ungefüllte Materialien, verformen sich elastisch, wenn eine Schneidkraft aufgebracht wird, wodurch es schwierig ist, hohe Genauigkeit und enge Toleranzen zu erreichen, insbesondere bei feinen Merkmalen und Details.Bei der Verarbeitung von klaren Kunststoffen wie Polycarbonat und Acryl kann die Erzielung einer hohen Oberflächenqualität während der Verarbeitung Verarbeitungsprozesse wie Schleifen und Polieren reduzieren oder ganz vermeiden.

Bei der subtraktiven Fertigung, wie z.B. der spanabhebenden Bearbeitung, wird ein Produkt durch Abtragen, Schneiden und Wegbohren von überschüssigem Material hergestellt, um die gewünschte Form zu erreichen. Natürlich entsteht bei dieser Methode überschüssiger Abfall, d.h. all die Rohstoffe, für die Sie bezahlt haben und die Sie nun entsorgen müssen. Auf der anderen Seite werden bei der gestalterischen Herstellung Techniken wie Gießen, Spritzgießen und Stanzen eingesetzt, um Materialien in die Form des Endprodukts zu bringen oder zu gießen.
Kunststoffteile mit geringem Volumen, die aus geformten Polymeren hergestellt werden, können verschiedene Endanwendungen haben. Sie können für technische Tests verwendet werden oder mit der Idee hergestellt werden, dass sie direkt im B2C-Bereich verkauft werden. Der Vakuumguss eignet sich für die Herstellung von Ersatzteilen im Notfall.

Das Ziel, einen hohen Anteil an rückgewonnenem Kunststoff zu verwenden, ist beim Spritzgießen eines bestimmten Teils möglicherweise nicht praktikabel. Neue Verfahren untersuchen, wie ein intelligenter Ansatz für eine Prototyping-Strategie in jeder Phase des Entwicklungsprozesses helfen kann. Das Ziel: Ein Ansatz für die Herstellung von Prototypen, der die Gesamtentwicklungszeit verkürzt und ein besseres Produkt mit besserer Leistung und niedrigeren Gesamtentwicklungskosten auf den Markt bringt.

Preise beim 3D-Drucken und CNC-Bearbeiten

CNC-Maschinen und 3D-Drucker werden in Abhängigkeit von den Eigenschaften und der Verarbeitungsqualität zu unterschiedlichen Preisen angeboten. 3D-Drucker können jedoch in der Regel für eine deutlich geringere Investition als cnc-Maschinen eingesetzt werden. Die Vorlauf- und Betriebskosten der additiven Fertigung sind niedrig, was sie ideal für Anwendungen mit geringen Stückzahlen wie Prototyping und Werkzeugbau macht. Bei der Skalierung auf höhere Volumina sind jedoch subtraktive Manufakturen vorteilhafter. Am günstigsten für grosse Stückzahlen ist das Giesen.

Blechverfahren wie Stanzen und Biegen eignen sich für kleine Mengen. Um die Kosten niedrig zu halten, sollten Sie Standardwerkzeuge in Betracht ziehen und Sonderwerkzeuge vermeiden. Ab 100 Stück macht die Preisgestaltung für kundenspezifische Stanzungen und Folgestempelungen von Stempeln allmählich Sinn. Wie bei den Pulverbettmaschinen lagert das Produktionssystem einzelne Metallschichten ab. Anstatt sie mit einem Laser zu sintern, wird ein Polymer-Bindemittel aufgetragen, das sie bis zur Fertigstellung des Drucks zusammenhält.

Das Ergebnis ist ein homogenes, vollständig abgedichtetes Metallteil, das sich nicht von dem im MIM-Verfahren hergestellten unterscheidet. Innengewinde können mit einem Gewindeschneider, einem Schneidwerkzeug, das dem Bolzen oder Befestigungselement, das an einer bestimmten Stelle in das Werkstück geschraubt wird, sehr ähnlich ist, oder einem speziellen Fräser, dem sogenannten Gewindefräser, hergestellt werden. In beiden Fällen sind tiefe Gewinde aus dem gleichen Grund schwierig wie tiefe Bohrungen, nämlich wegen der Spanabfuhr und der radialen Schnittdrücke beim Gewindefräsen.