{"id":61084,"date":"2025-03-24T01:46:18","date_gmt":"2025-03-24T01:46:18","guid":{"rendered":"https:\/\/hdcmfg.com\/?p=61084"},"modified":"2026-03-16T07:15:37","modified_gmt":"2026-03-16T07:15:37","slug":"was-ist-cnc-bearbeitung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hdcmfg.com\/de\/resources\/blog\/what-is-cnc-machining\/","title":{"rendered":"Was ist CNC-Bearbeitung?"},"content":{"rendered":"

1952 entwickelte das Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Zusammenarbeit mit dem Milit\u00e4r die erste numerisch gesteuerte Fr\u00e4smaschine mit einem Vakuumr\u00f6hren-Steuerungssystem. \u00dcber 70 Jahre sp\u00e4ter, mit der Weiterentwicklung der Computertechnologie und der Weiterentwicklung des computergest\u00fctzten Designs (CAD<\/a>) und computergest\u00fctzte Fertigung (NOCKEN<\/a>) Software entwickelt sich die CNC-Bearbeitung hin zu h\u00f6herer Pr\u00e4zision und gr\u00f6\u00dferer Vielfalt. Dieser Artikel nimmt Sie mit auf eine Reise, um diese bahnbrechende Bearbeitungstechnologie zu verstehen.<\/p>\n

Was ist CNC-Bearbeitung?<\/h2>\n

\"CNC-Bearbeitung<\/p>\n

CNC-Bearbeitung (kurz f\u00fcr Computer Numerical Control) ist eine Technologie, bei der Computer Befehle erteilen und verschiedene Systeme einer Drehbank steuern, um die Bearbeitung von Teilen automatisch abzuschlie\u00dfen.<\/p>\n

Bedeutung der CNC-Bearbeitung<\/h3>\n

CNC-Technologie erm\u00f6glicht die hochpr\u00e4zise Bearbeitung komplexer Designteile aus unterschiedlichen Materialien und bildet damit die Grundlage moderner Industrie und modernster wissenschaftlicher und technologischer Forschung. Moderne CNC-Werkzeugmaschinen erreichen mit hydrostatischen F\u00fchrungen und Laserinterferometern h\u00f6chste Pr\u00e4zision im Nanometerbereich und sind die einzige M\u00f6glichkeit f\u00fcr die Bearbeitung nanoskaliger Flachlinsen auf Gravitationswellendetektoren und EUV-Lithografiemaschinen. Auch Turbinenschaufeln in Flugzeugtriebwerken und kundenspezifische Implantate im medizinischen Bereich sind auf die F\u00e4higkeit von CNC-Maschinen angewiesen, komplexe Profiloberfl\u00e4chen zu bearbeiten. Ohne CNC-Technologie steigen die Kosten f\u00fcr die Herstellung dieser Teile oder sie ist schlichtweg unm\u00f6glich. CNC stellt daher im Bereich der Hochpr\u00e4zisionstechnik eine un\u00fcberwindbare technische H\u00fcrde dar.<\/p>\n

Woraus besteht eine CNC-Maschine?<\/h2>\n

\"CNC-Maschinenkomponenten\"<\/p>\n

Eine CNC-Maschine besteht aus \u00fcber 1000 Teilen, die sich grob in f\u00fcnf Systeme unterteilen lassen. Als n\u00e4chstes betrachten wir die standardm\u00e4\u00dfige dreiachsige Vertikalfr\u00e4smaschine als Beispiel, um einen allgemeinen \u00dcberblick \u00fcber den Aufbau einer CNC-Werkzeugmaschine anhand dieser f\u00fcnf Systeme zu erhalten.<\/p>\n

CNC-System<\/h3>\n

Das CNC-System ist das Gehirn der CNC-Maschine und dient der Steuerung und \u00dcberwachung des gesamten Maschinenbetriebs. Es besteht aus zwei Teilen: Software und Hardware. Die Software umfasst Betriebssystem, Code-Interpreter und Steuerungsprogramm. Diese dienen zum Parsen des G-Codes, Generieren von Steueranweisungen, Steuern der Werkzeugbewegung, Anpassen der Spindeldrehzahl und Empfangen von Sensordaten wie Werkzeugposition\/-temperatur in Echtzeit, zur automatischen Fehlerkorrektur und Sicherstellung der Bearbeitungsgenauigkeit. Die Hardware umfasst Prozessoren, Motortreiber und Sensoren, die f\u00fcr die Berechnung und Erfassung der Daten zust\u00e4ndig sind. Diese beiden Teile bilden die Beziehung zwischen dem Windows-System und der Computerhardware.<\/p>\n

Mechanische Systeme<\/h3>\n

Das mechanische System bildet das Grundger\u00fcst der CNC-Maschine und ist Tr\u00e4ger der Werkzeug- und Werkst\u00fcckbewegung. Das Bett dient als Basis f\u00fcr die stabile Lagerung von Spindel, F\u00fchrungsschiene, Leitspindel, Werkbank und Getriebemechanismus und reduziert Vibrationen w\u00e4hrend der Bearbeitung. Die Spindel treibt das Werkzeug an, die Leitspindel f\u00fchrt es pr\u00e4zise entlang der F\u00fchrungsschiene, um das auf dem Tisch fixierte Werkst\u00fcck zu schneiden.<\/p>\n

Antriebssystem<\/h3>\n

Das Antriebssystem besteht aus einem Servomotor und einem Spindelmotor, die das Herzst\u00fcck von CNC-Werkzeugmaschinen bilden. Dabei wird der Servomotor zum Antrieb der Spindel verwendet, um sie in den X-, Y- und Z-Achsen nach oben zu bewegen, und der Spindelmotor wird zum Antrieb der Rotation des Werkzeugs verwendet. Die beiden arbeiten zusammen, um den Schneidvorgang abzuschlie\u00dfen.<\/p>\n

Werkzeugsystem<\/h3>\n

Der Bearbeitungsprozess eines Teils umfasst verschiedene Arbeitsschritte, darunter Fr\u00e4sen, Anfasen, Bohren und Gewindeschneiden. Jeder Arbeitsschritt erfordert ein speziell entwickeltes Werkzeug. Ein manueller Werkzeugwechsel verringert die Bearbeitungseffizienz erheblich und beeintr\u00e4chtigt die Bearbeitungsgenauigkeit. Daher entwickelten die Ingenieure das Werkzeugmagazin zur Aufbewahrung und Verwaltung mehrerer Werkzeuge und das automatische Werkzeugwechselsystem (ATC) f\u00fcr den automatischen Werkzeugwechsel. Werkzeugsystem, Werkzeugmagazin und automatischer Werkzeugwechsler bilden das Werkzeugsystem.<\/p>\n

Assistenzsysteme<\/h3>\n

Die Hauptaufgabe des Hilfssystems ist die K\u00fchlung und Schmierung. Die Umlaufk\u00fchlung ist die am h\u00e4ufigsten verwendete K\u00fchlmethode. Sie senkt die Schnitttemperatur durch Aufspr\u00fchen von K\u00fchlmittel auf Werkzeug und Werkst\u00fcck, um Genauigkeitsverluste durch Werkzeugverschlei\u00df und W\u00e4rmestau zu vermeiden. Anschlie\u00dfend sammelt sie das K\u00fchlmittel, filtert die Sp\u00e4ne heraus und f\u00fchrt es dem Recycling zu. Die Schmierung erfolgt \u00fcber das Zentralschmiersystem, um Schienen, Leitspindeln und andere bewegliche Teile der \u00d6lversorgung regelm\u00e4\u00dfig zu f\u00fchren.<\/p>\n

Wie funktioniert CNC-Bearbeitung?<\/h2>\n

In diesem Abschnitt f\u00fchren wir Sie durch den gesamten CNC-Bearbeitungsprozess von der Zeichnung bis zum Produkt.<\/p>\n

Entwurf<\/h3>\n

Der erste Schritt bei der CNC-Bearbeitung von Produkten ist die Verwendung von CAD-Software (Computer Aided Design) (SolidWorks<\/a>, AutoCAD<\/a>, CATIA<\/a>, etc.), um das 3D-Modell des Teils zu entwerfen und Form und Gr\u00f6\u00dfe zu definieren. Beim Entwurf m\u00fcssen Sie den Werkzeugtyp und die Bearbeitungskapazit\u00e4t der Maschine ber\u00fccksichtigen, um die Machbarkeit der Bearbeitung sicherzustellen.<\/p>\n

G-Code generieren<\/h3>\n

Der n\u00e4chste Schritt besteht darin, das CAD-Modell in eine CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) zu importieren (Mastercam<\/a>, Fusion 360 CAM, PowerMill usw.) und stellt Gr\u00f6\u00dfe, Material und Parameter der verwendeten Maschine in der CAM-Software entsprechend der tats\u00e4chlichen Produktionssituation ein, wie z. B. Verfahrweg, Steuerungssystem, Achsenanzahl, Werkzeugbibliotheksinformationen usw. Basierend auf diesen Informationen berechnet und optimiert es automatisch den Werkzeugweg und generiert den vollst\u00e4ndigen Satz an Anweisungen, die zur Steuerung der Bearbeitung der Maschine erforderlich sind. Vor der eigentlichen Produktion kann die Simulationsfunktion der CAM-Software genutzt werden, um den Bearbeitungsprozess zu simulieren und Risiken wie Werkzeugkollisionen zu vermeiden.<\/p>\n

Richten Sie die Maschine ein.<\/h3>\n

Dann folgt die Vorbereitungsphase vor der eigentlichen Bearbeitung, die die Installation von Werkzeug, Vorrichtung und Rohling erfordert. Hier m\u00fcssen Sie sicherstellen, dass<\/p>\n

Der Rohling hat genau die gleiche Gr\u00f6\u00dfe wie in der CAM-Software und ist korrekt eingespannt. Verwenden Sie anschlie\u00dfend Werkzeuge wie Werkzeugmesstaster, um die Koordinaten jeder Bearbeitungsachse zu kalibrieren und so Bearbeitungsrisiken weiter zu vermeiden.<\/p>\n

Anschlie\u00dfend wird der von der CAM-Software generierte G-Code geladen und durch Trockenlauf oder abschnittsweises Durchlaufen die Sicherheit des Pfads \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n

Sobald alles vorbereitet ist, k\u00f6nnen Sie die Maschine starten und mit der eigentlichen Verarbeitung beginnen. W\u00e4hrenddessen m\u00fcssen Sie den Verarbeitungsstatus in Echtzeit \u00fcberwachen.<\/p>\n

Inspektion<\/h3>\n

Nach der Bearbeitung wird \u00fcblicherweise eine Koordinatenmessmaschine (KMM) eingesetzt, um die kritischen Ma\u00dftoleranzen des Produkts zu \u00fcberpr\u00fcfen. Werden die Vorgaben nicht erf\u00fcllt, muss der Bearbeitungsprozess im CAM-Verfahren angepasst und die Pr\u00fcfung wiederholt werden. Erst wenn die bearbeiteten Teile die Qualit\u00e4tsanforderungen erf\u00fcllen, kann die Serienproduktion offiziell beginnen.<\/p>\n

Achsen in der CNC-Bearbeitung verstehen<\/h2>\n

\"5-Achsen-CNC-Bearbeitung<\/p>\n

Es ist bekannt, dass die Anzahl der Achsen einer CNC-Maschine ihre F\u00e4higkeit zur Bearbeitung hochpr\u00e4ziser, komplexer Teile widerspiegelt. Je mehr Achsen sie hat, desto teurer wird die Maschine. Daher ist es f\u00fcr die Auswahl der richtigen Maschine \u00e4u\u00dferst wichtig, die Anzahl der Achsen und ihre entsprechenden Bearbeitungskapazit\u00e4ten zu kennen.<\/p>\n

3-Achsen<\/strong><\/h3>\n

Die 3-Achsen-Fr\u00e4smaschine verf\u00fcgt \u00fcber drei lineare Achsen: X, Y und Z, und die Spindel kann sich in diesen drei Richtungen frei bewegen, was f\u00fcr die Bearbeitung von Ebenen, L\u00f6chern, Schlitzen und einfachen Oberfl\u00e4chen geeignet ist.<\/p>\n

4-Achsen<\/strong><\/h3>\n

Die 4-Achsen-Fr\u00e4smaschine verf\u00fcgt zus\u00e4tzlich \u00fcber eine A-Achse parallel zur X-Achse zum Drehen des Werkst\u00fccks auf der Basis der 3. Achse, was sich f\u00fcr die Bearbeitung komplexerer zylindrischer Teile mit Spiralmerkmalen und geformten Oberfl\u00e4chen wie Nocken, Schrauben usw. eignet.<\/p>\n

5-Achsen<\/strong><\/h3>\n

Basierend auf der vierten Achse verf\u00fcgt die f\u00fcnfte Achse zus\u00e4tzlich \u00fcber eine zur Z-Achse parallele Rotationsachse: die C-Achse. Durch die Verbindung von A- und C-Achse l\u00e4sst sich der Ablenkwinkel des Werkst\u00fccks beliebig einstellen, um den toten Winkel bei der Bearbeitung zu eliminieren. Die f\u00fcnfachsige CNC-Werkzeugmaschine kann mehr als 951 TP3T Bearbeitungsanforderungen erf\u00fcllen und eignet sich f\u00fcr die Bearbeitung hochpr\u00e4ziser Turbinenschaufeln, speziell geformter Knochenimplantate usw.<\/p>\n

6-Achsen<\/strong><\/h3>\n

Im Vergleich zu den 5 Achsen verf\u00fcgt die 6-Achse \u00fcber eine zus\u00e4tzliche Rotationsachse parallel zur Y-Achse: B-Achse, drei Linearachsen und drei Rotationsachsen sind miteinander verbunden, decken alle Bearbeitungswinkel ab und k\u00f6nnen den gesamten Bearbeitungsprozess asymmetrischer Teile mit komplex gekr\u00fcmmten Oberfl\u00e4chen in einer Aufspannung realisieren.<\/p>\n

Wie viel kostet eine CNC-Maschine?<\/h2>\n

Die Einstiegsmodelle mit 3 Achsen kosten in der Regel zwischen $50.000 und $150.000, w\u00e4hrend High-End-Modelle von gro\u00dfen Marken wie DMG<\/a> und MAZAK<\/a> kann bis zu $200.000 bis $400.000 betragen.<\/p>\n

4-Achsen-Werkzeugmaschinen mit Basisfunktionen reichen von $100.000 bis $300.000, und Modelle, die eine 4-Achsen-Kopplung unterst\u00fctzen, k\u00f6nnen bis zu $300.000 bis $700.000 reichen.<\/p>\n

Die Preisspanne f\u00fcr 5-Achsen-Werkzeugmaschinen ist recht gro\u00df. Einstiegsmodelle aus chinesischer Produktion kosten zwischen 450.000 und 850.000 $, w\u00e4hrend deutsche oder japanische High-End-Modelle zwischen 1.200.000 und 3.000.000 $ kosten k\u00f6nnen.<\/p>\n

6-Achsen-Werkzeugmaschinen stellen derzeit die Topkonfiguration dar, wobei die Basismodelle von $1.200.000 bis $3.500.000 reichen und einige speziell angepasste Modelle $7.000.000 \u00fcbersteigen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Hochwertige Mehrachsen-Werkzeugmaschinen bedeuten oft strengere Installationsanforderungen, Umweltkontrollen, h\u00f6here Verbrauchsmaterialien und Wartungskosten sowie den Bedarf an spezialisierter Software, spezieller Testausr\u00fcstung und qualifizierten Bedienern, was oft teurer sein kann als der Kauf einer Maschine selbst.<\/p>\n

Arten von CNC-Maschinen<\/h2>\n

Eine einfache Auflistung der Namen aller CNC-Maschinentypen ergibt eine lange Liste. Wir \u00e4ndern hier den Blickwinkel, klassifizieren nach dem Bearbeitungsverfahren und betrachten die Typen und Eigenschaften g\u00e4ngiger CNC-Maschinen.<\/p>\n

Entsprechend der Klassifizierung der Bearbeitungsmethoden k\u00f6nnen CNC-Maschinen in zwei Typen unterteilt werden: subtraktive Bearbeitung und additive Bearbeitung.<\/p>\n

Subtraktive Bearbeitung \u00e4hnelt dem Gravieren. Dabei wird auf verschiedene Weise Material vom Rohling entfernt, um die gew\u00fcnschte Form zu erzeugen. G\u00e4ngige Maschinen sind:<\/p>\n

CNC-Fr\u00e4smaschine<\/h3>\n

Das Hochgeschwindigkeits-Rotationswerkzeug bewegt sich auf den drei linearen Achsen X, Y und Z, um das auf der Bearbeitungsebene fixierte Werkst\u00fcck zu schneiden, und eignet sich zum Bohren, Nutenfr\u00e4sen und Bearbeiten einfacher Oberfl\u00e4chen.<\/p>\n

CNC-Drehmaschine<\/h3>\n

Das Werkst\u00fcck rotiert mit hoher Geschwindigkeit und das Werkzeug wird in axialer oder radialer Richtung vorgeschoben, was h\u00e4ufig f\u00fcr die symmetrische Bearbeitung von Zylinder-, Gewinde- und Wellenteilen verwendet wird.<\/p>\n

Integriertes CNC-Dreh- und Fr\u00e4sbearbeitungszentrum<\/h3>\n

Durch die Kombination der Eigenschaften einer Dreh- und einer Fr\u00e4smaschine kann sich das Werkzeug entlang der drei linearen Achsen X, Y und Z bewegen, w\u00e4hrend sich das Werkst\u00fcck wie bei einer Drehmaschine um die A-Achse dreht. Dies eignet sich f\u00fcr die Bearbeitung von Teilen mit komplexen Oberfl\u00e4chen und h\u00f6chsten Pr\u00e4zisionsanforderungen. Hochwertigere Modelle verf\u00fcgen zus\u00e4tzlich \u00fcber eine C- oder B-Achse, mit der sich alle Umformprozesse in einer einzigen Maschine durchf\u00fchren lassen. Dies ist heute die g\u00e4ngigste Bearbeitungsmethode.<\/p>\n

CNC-Laserschneidmaschine \"Laserschneidmaschine\"<\/h3>\n

Unter der Steuerung des CNC-Systems wird der Laserstrahler pr\u00e4zise bewegt und das Blech mit dem Laser geschnitten. Er kann Bleche mit einer Dicke von bis zu 50 mm schneiden. Dadurch lassen sich ultrakleine, scharfe Winkel und komplexe Kurven erzielen, die mit anderen Schneidverfahren nicht erreicht werden k\u00f6nnen. Gleichzeitig kann durch die sinnvolle Anordnung des Schnittmusters der Materialabfall erheblich reduziert werden.<\/p>\n

CNC-Wasserstrahlschneidmaschine<\/h3>\n

Das Prinzip entspricht dem des Laserschneidens, nur dass der Laser durch einen mit Schleifmittel versetzten Hochgeschwindigkeitswasserstrom ersetzt wird, der bis zu 300 mm dicken Stahl schneiden kann. Gleichzeitig verf\u00fcgt der Wasserstrom \u00fcber eine eigene W\u00e4rmeableitung und es gibt keine W\u00e4rmeeinflusszone. Daher eignet sich das Verfahren zum Schneiden von Materialien mit hohen Anforderungen an die W\u00e4rmekontrolle, wie z. B. Kunststoff, Kohlefaser usw.<\/p>\n

CNC-EDM-Maschine<\/h3>\n

Der durch die Entladung extrem feiner Metallelektrodendr\u00e4hte erzeugte Lichtbogen korrodiert leitf\u00e4hige Materialien mit h\u00f6herer Pr\u00e4zision als andere Schneidmethoden und eignet sich am besten zum Schneiden ultrafeiner Mikrol\u00f6cher.<\/p>\n

Additives Verfahren ist das Gegenteil von subtraktivem Verfahren. Es \u00e4hnelt dem Bauen mit Legosteinen, bei dem Rohstoffe Schicht f\u00fcr Schicht zu einem Endprodukt gestapelt werden. Dies wird auch als 3D-Druck bezeichnet. Je nach Prinzip der Materialstapelung sind g\u00e4ngige 3D-Drucker:<\/p>\n

FDM (Fused Deposition Modeling)<\/h4>\n

\"3D-Druckprodukte<\/p>\n

Durch Erhitzen und Extrudieren des Hei\u00dfschmelzkunststoffs kann sich der Druckkopf in die drei Richtungen X, Y und Z bewegen und den geschmolzenen Kunststoff Schicht f\u00fcr Schicht auf der Druckplattform auftragen, wodurch das gew\u00fcnschte Teil entsteht.<\/p>\n

SLS (Selektives Lasersintern)<\/h4>\n

Jedes Mal, wenn eine Schicht Nylon- oder TPU-Pulver gleichm\u00e4\u00dfig auf die Formplattform gelegt wird, scannt der Laser diese Pulverschicht entsprechend den Schnittdaten des Modells, sodass die Pulverpartikel teilweise schmelzen und miteinander verbunden werden. Anschlie\u00dfend wird die Plattform abgesenkt und der Pulververteilungs-Sinterprozess wiederholt, bis das Teil geformt ist. Das ungesinterte Pulver kann das Teil selbst st\u00fctzen, sodass die gedruckte St\u00fctzstruktur nicht wie beim FDM-Druck entworfen werden muss.<\/p>\n

SLM (Selektives Laserschmelzen)<\/h4>\n

Das Prinzip ist dasselbe wie beim SLS, allerdings wird das Metallpulver mit einem Hochenergielaser Schicht f\u00fcr Schicht geschmolzen. Dadurch k\u00f6nnen innere Details und Hohlr\u00e4ume hergestellt werden, die mit CNC-, Guss- und anderen Verfahren nicht realisierbar sind, und gleichzeitig Festigkeit und Pr\u00e4zision gew\u00e4hrleistet werden.<\/p>\n

Materialien, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden<\/h2>\n

Von hartem Stahl bis hin zu relativ weichen Kunststoffen decken die Bearbeitungsm\u00f6glichkeiten der CNC-Technologie eine breite Palette g\u00e4ngiger Materialien ab:<\/p>\n

Aluminiumlegierung<\/h3>\n

Wie zum Beispiel 6061<\/a> und 7075<\/a>Aluminiumlegierungen sind h\u00e4ufig verwendete Materialien mit einer Dichte von 2,7\u20132,8 g\/cm\u00b3 und sehr geringem Gewicht (nur etwa 40% Stahl). Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit, aber geringe Erm\u00fcdungsbest\u00e4ndigkeit und hohe Temperaturbest\u00e4ndigkeit aus und werden \u00fcblicherweise in verschiedenen Geh\u00e4usen oder Strukturkomponenten verwendet. Der Rahmen Ihres Telefons, Ihrer Kamera oder Ihres Computers kann aus einem einzigen CNC-gefr\u00e4sten Aluminiumst\u00fcck gefertigt sein. Aluminiumlegierungen weisen zudem eine gute Korrosionsbest\u00e4ndigkeit auf. Die dichte Aluminiumoxidschicht auf der Oberfl\u00e4che isoliert Sauerstoff, Wasser und schwache S\u00e4uren\/Basen wirksam vor Korrosion, erfordert jedoch zum Schutz eine Eloxierung oder Lackierung.<\/p>\n

Kohlenstoffstahl<\/h3>\n

Kohlenstoffstahl wird je nach Kohlenstoffgehalt in kohlenstoffarmen Stahl (C \u2264 0,251 TP3T), mittelkohlenstoffhaltigen Stahl (C 0,251 TP3T ~ 0,61 TP3T) und kohlenstoffreichen Stahl (C \u2265 0,61 TP3T) unterteilt. Im Gegenteil, je niedriger der Gehalt, desto geringer die H\u00e4rte und desto einfacher die Verarbeitung.<\/p>\n

Kohlenstoffstahl zeichnet sich durch eine hohe Dichte (ca. 7,8 g\/cm\u00b3) und hohe Festigkeit aus. Nach jahrelanger Entwicklung gibt es zahlreiche Modelle, wie zum Beispiel: Q235<\/a>, A36, 1045<\/a>, Und so weiter. Sie m\u00fcssen das passende Modell je nach Anwendungsfall ausw\u00e4hlen. Auch die damit verbundenen Probleme m\u00fcssen im Vorfeld w\u00e4hrend des Bearbeitungsprozesses ber\u00fccksichtigt werden. Beispielsweise muss beim Schneiden von hochkohlenstoffhaltigem Stahl auf den Werkzeugverschlei\u00df geachtet werden, und bei niedrigkohlenstoffhaltigem Stahl ist die Gefahr von Rissen an den Werkst\u00fcckkanten zu vermeiden.<\/p>\n

Rostfreier Stahl<\/h3>\n

Edelstahl wird durch die Zugabe von Elementen wie Chrom, Nickel, Molybd\u00e4n und Stickstoff verbessert, um seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit in bestimmten Umgebungen zu erh\u00f6hen. Gem\u00e4\u00df der metallografischen Organisation kann Edelstahl grob in drei Typen unterteilt werden: austenitischer Edelstahl (nicht magnetisch), ferritischer Edelstahl (stark magnetisch) und martensitischer Edelstahl (stark magnetisch).<\/p>\n

Zu den austenitischen rostfreien St\u00e4hlen geh\u00f6ren 303<\/a> Edelstahl wird aufgrund seines hohen Schwefelgehalts h\u00e4ufig in der CNC-Bearbeitung verwendet, was ihn leicht zu schneiden macht, aber auch zu einer geringeren Korrosionsbest\u00e4ndigkeit f\u00fchrt. Andererseits 304<\/a> und 316<\/a> Edelstahl h\u00e4rtet beim Schneiden stark aus und weist eine schlechte W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit auf. Dies f\u00fchrt zu einem Hitzestau w\u00e4hrend des Schneidvorgangs und erh\u00f6htem Werkzeugverschlei\u00df. Daher ist die Wahl des richtigen Werkzeugs und die Einstellung der richtigen Schneidparameter entscheidend.<\/p>\n

Zu den \u00fcblichen ferritischen Edelst\u00e4hlen z\u00e4hlen 430, 439 und 444, die beim Schneiden zu Kantenausbr\u00fcchen und Spananhaftung neigen. Daher ist es notwendig, diese Probleme durch die Wahl von Werkzeugen mit TiN\/TiCN-Beschichtung oder Keramikwerkzeugen zu vermeiden.<\/p>\n

Martensitische Edelst\u00e4hle sind die h\u00e4rtesten (HRC 50-60) und verschlei\u00dffestesten Edelst\u00e4hle. Zu den g\u00e4ngigen Typen geh\u00f6ren 410<\/a>, 420<\/a> und 440C, die \u00fcblicherweise bei der Herstellung von Lagern und Schneidwerkzeugen verwendet werden. Bei der Bearbeitung ist auf den Werkzeugverschlei\u00df zu achten. Es empfiehlt sich, Werkzeuge mit hoher H\u00e4rte zu w\u00e4hlen und eine langsame Schnittstrategie anzuwenden.<\/p>\n

Titanlegierungen<\/h3>\n

Titanlegierungen haben eine geringe Dichte von 4,5 g\/cm\u00b3, was etwa 601 TP3T Stahl entspricht. Ihre Festigkeit ist h\u00f6her als die von Aluminiumlegierungen und Stahl. Die Zugfestigkeit kann \u00fcber 1000 MPa erreichen und ist damit zwei- bis f\u00fcnfmal so hoch wie die von Aluminiumlegierungen. Die Korrosions- und Temperaturbest\u00e4ndigkeit ist besser als die von Edelstahl und nur Platin \u00fcberlegen. Zudem ist Reintitan sehr biokompatibel. Aus diesem Grund wird Titan h\u00e4ufig f\u00fcr Luft- und Raumfahrtkomponenten, medizinische Implantate und hochwertige Konsumg\u00fcter verwendet. G\u00e4ngige Typen sind Reintitan (Klassen 1\u20134), Ti-6Al-4V (Klasse 5<\/a>) und Ti-5Al-2,5Sn (Klasse 6).<\/p>\n

Der Nachteil von Titan ist seine schwierige Zerspanung, weshalb viele bearbeitete Titanlegierungen teuer sind. Seine schlechte W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit kann beim Schneiden zu Hitzestaus f\u00fchren, was die Werkzeugstandzeit verk\u00fcrzt. Au\u00dferdem neigt Titan bei hohen Temperaturen zu chemischen Reaktionen mit dem Werkzeug, was zu Spanbildung f\u00fchrt und die Werkzeugstandzeit weiter verk\u00fcrzt. Daher werden bei der Zerspanung in der Regel Spezialwerkzeuge, niedrige Drehzahlen und hohe Vorsch\u00fcbe eingesetzt.<\/p>\n

\"Titan<\/p>\n

Kupfer<\/h3>\n

Kupfer wird aufgrund seiner hervorragenden Duktilit\u00e4t, elektrischen Leitf\u00e4higkeit und W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit h\u00e4ufig in der Elektronik und im Maschinenbau eingesetzt. H\u00e4ufig verwendete Modelle sind: C11000 (Reinkupfer), H62 (Cu-Zn-Legierung, Messing), QSn6.5-0.1 (Bronze).<\/p>\n

Reines Kupfer weist eine gute Plastizit\u00e4t auf, was jedoch auch zu starkem Festkleben beim Schneiden f\u00fchrt, da Sp\u00e4ne nicht leicht brechen und das Problem des Aufwickelns von Werkzeugen besteht, was den Einsatz von Spezialwerkzeugen und Schneidfl\u00fcssigkeiten erfordert.<\/p>\n

Messing weist aufgrund des enthaltenen Bleis die beste Schneidleistung auf, f\u00fchrt jedoch auch zu mehr gebrochenen Sp\u00e4nen und belastet leicht die Umwelt.<\/p>\n

Zinn in Bronze f\u00fchrt bei der Bearbeitung zu einer Verh\u00e4rtung und neigt zur Gratbildung.<\/p>\n

Kunststoffe<\/h3>\n

Herk\u00f6mmliche Kunststoffverarbeitungsverfahren wie Spritzguss und Blasformen erfordern hohe Kosten f\u00fcr die Formenherstellung. CNC-Bearbeitung eignet sich ideal f\u00fcr die Verifizierung von Kunststoffprototypenteilen oder die Produktion kleiner St\u00fcckzahlen. CNC-Technologie kann jedoch nur Kunststoffe mit einer bestimmten H\u00e4rte verarbeiten und ist bei weicheren Materialien wie Silikon wirkungslos. G\u00e4ngige CNC-bearbeitete Kunststoffe sind:<\/p>\n