Was ist CNC-Bearbeitung?
„CNC“ ist die offizielle Abkürzung für „Computerized Numercial Control“. Hinter diesem futuristisch anmutenden Begriff steckt eine langjährige Vergangenheit, welcher die Entwicklung von computergesteuerten Werkzeugmaschinen nach wie vor in deren Kern beschreibt. Das etablierte Verfahren der CNC-Bearbeitung umfasst die Herstellung von geometrisch komplexen Bauteilen durch die Unterstützung von speziellen Maschinen, welche mit hoher Präzision die zuvor programmierten Vorgaben automatisch umsetzen.
Geschichtlicher Hintergrund
Die Fertigungstechnologie in Form der CNC-Bearbeitung hat ihre Ursprünge bereits im 18. Jahrhundert. So wurde im Jahr 1751 die erste metallene Drehmaschine vorgestellt, welche bisherige Handwerksabläufe ersetze und für eine größere Effizienz bei den Arbeitsschritten sorgte.
Erst zu Zeiten des Kalten Krieges erfolgte ein neuer technologischer Impuls, welcher die Integration von computergestützten Systemen vorsah. Mit diesem historischen Meilenstein begann durch verschiedene Erfinder, wie zum Beispiel Richard Kegg und ähnliche technikversierte Vorreiter, der Siegeszug von CNC-Maschinen mit Softwareunterstützung.
Prinzip und Funktion
Die numerische Steuerung ist neben der menschlichen Komponente bei der CNC-Bearbeitung jener Faktor, welcher den wohl größten Stellenwert einnimmt. Bei den mächtigen Helfern handelt es sich bisweilen um drei- oder fünfachsige Fräsmaschinen, die vollständig automatisiert vorgegebene Programme durchlaufen und ein Bauteil fertigen. Abhängig vom jeweils gewünschten Bauteil beinhalten die in der Routine festgelegten Arbeitsschritte das Entfernen von nicht benötigtem Material oder die Herstellung eines Gewindes unter Beibehaltung geltender Normen.
Die Herstellung eines Objekts basiert auf 3D-Objekten, welche zunächst über einen Computer an die Maschine übermittelt sein müssen. Im weiteren Verlauf müssen Fachkräfte beispielsweise sowohl Schnitt- als auch Vorschubgeschwindigkeit mit den Berechnungen des CNC-Computers überprüfen, bevor eine dem Plan entsprechende Herstellung erfolgen kann.
Wichtige Schritte zur Herstellung von Bauteilen
Bevor eine CNC-Maschine mit der Herstellung eines Bauteils beginnen kann, ist im ersten Schritt die Erstellung und Analyse eines digitalen Entwurfs notwendig. Das geschieht in der Regel mit Hilfe einer sogenannten CAD-Software (CAD=Computer Assisted Design). Dieses digitale Hilfsmittel berechnet Abmessungen sowie die Geometrie eines Objektes und prüft darüber hinaus, ob das Fertigen des jeweiligen Bauteils unter zeitlichen und finanziellen Aspekten eines Unternehmens zu bewältigen ist.
Moderne CNC-Maschinen erlauben es, das geplante Bauteil digital zu planen und die dort erfassten Daten an deren Computer via USB zu übertragen. Der Automatismus der computergestützten Fräsmaschine unterliegt dennoch der manuellen Kontrolle durch qualifizierte Fachkräfte.
Die Fertigung CNC-gestützter Bauteile
Materialblöcke aus den unterschiedlichsten Materialien, wie zum Beispiel Aluminium, Stahl oder ähnlichem, können durch eine CNC-Fräsmaschine bearbeitet werden. Zu diesem Zweck wird der zu bearbeitende Körper fest eingeklemmt und an dem Null-Punkt im Raum positioniert. Sobald die Vektor-Daten für die CNC-Maschine eingegeben und überprüft sind, beginnt die Bearbeitung mittels CNC-Technik für das zuvor geplante Bauteil.
Sobald die Maschine ihre Arbeit beendet hat, bedarf es einer Qualitätskontrolle durch den Bediener der Maschine. Sowohl Gewinde als auch Durchmesser sowie Außenmaße müssen mit den Vorgaben abermals abgeglichen werden.
Weitere Möglichkeiten der Bearbeitung
Die reine Herstellung von Bauteilen mit Hilfe von CNC-Maschinen ist der wohl wichtigste Faktor. Besonders hochwertige oder spezielle Baukörper mit besonderen Ansprüchen an Zuverlässigkeit, Beständigkeit und Sicherheit unterliegen bei der CNC-Herstellung ganz besonderen Ansprüchen. Vor diesem Hintergrund lassen sich die Objekte beispielsweise polieren oder lackieren, um neue bzw. wichtige Voraussetzungen für die weitere Verwendung zu ermöglichen.