Hochpräzise Bearbeitung Luft- und Raumfahrt

Wie wählt man das richtige CNC-Bearbeitungsmaterial aus?

Die Materialien sind falsch, alles umsonst! Um zufriedenstellende Produkte herzustellen, ist die Auswahl der Materialien der grundlegendste und kritischste Schritt. Bei der CNC-Bearbeitung können viele Materialien ausgewählt werden, darunter Metallmaterialien, nichtmetallische Materialien und Verbundmaterialien.


Zu den gängigen Metallmaterialien gehören Stahl, Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Edelstahl und so weiter. Nichtmetallische Materialien sind technische Kunststoffe, Nylon, Bakelit, Epoxidharz und so weiter. Verbundwerkstoffe sind faserverstärkter Kunststoff, kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz, glasfaserverstärktes Aluminium usw.


Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche physikalische und mechanische Eigenschaften, und die richtige Auswahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Leistung, Genauigkeit und Haltbarkeit des Teils. Ausgehend von meiner eigenen Erfahrung möchte ich Ihnen in diesem Artikel zeigen, wie Sie unter vielen Verarbeitungsmaterialien kostengünstige und geeignete Materialien auswählen können.



Bestimmen Sie die tatsächlichen Anwendungsanforderungen des Produkts

Zunächst müssen wir die Endverwendung des Produkts und seiner Teile bestimmen. Beispielsweise müssen medizinische Geräte desinfiziert werden, Brotdosen müssen in der Mikrowelle erhitzt werden, Lager, Zahnräder usw. müssen zur Lastaufnahme und mehrfachen Rotationsreibung verwendet werden.


Wandeln Sie die Anwendungsanforderungen des Materials in die Eigenschaften des Materials um

Nach der Bestimmung der Verwendung wird ausgehend von den tatsächlichen Anwendungsanforderungen des Produkts die Verwendung des Produkts untersucht, seine technischen Anforderungen und Umweltanforderungen analysiert und diese Anforderungen in die Eigenschaften des Materials umgewandelt. Beispielsweise müssen Teile medizinischer Geräte möglicherweise der extremen Hitze eines Autoklaven standhalten; Für Lager, Zahnräder und andere Materialien gelten Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Zugfestigkeit und Druckfestigkeit. Kann hauptsächlich anhand der folgenden Punkte analysiert werden:


01 Umweltanforderungen


Analysieren Sie das tatsächliche Nutzungsszenario und die Umgebung des Produkts. Zum Beispiel: Wie hoch ist die langfristige Arbeitstemperatur des Produkts, die höchste bzw. niedrigste Arbeitstemperatur, die zu Hochtemperatur bzw. Niedertemperatur gehört? Gibt es UV-Schutzanforderungen im Innen- oder Außenbereich? Befindet es sich in einer trockenen Umgebung oder in einer feuchten, korrosiven Umgebung? Usw.


02 Technische Anforderungen


Entsprechend den technischen Anforderungen des Produkts werden die erforderlichen Fähigkeiten analysiert, die eine Reihe anwendungsbezogener Faktoren abdecken können. Zum Beispiel: Welche Eigenschaften muss das Produkt leitend, isolierend oder antistatisch haben? Ist Wärmeableitung, Wärmeleitfähigkeit oder Flammschutz erforderlich? Müssen Sie chemischen Lösungsmitteln ausgesetzt werden? Usw.


03 Anforderungen an die körperliche Leistungsfähigkeit


Analysieren Sie die erforderlichen physikalischen Eigenschaften des Teils basierend auf der beabsichtigten Verwendung des Produkts und der Umgebung, in der es verwendet wird. Bei Teilen, die hoher Belastung oder Verschleiß ausgesetzt sind, sind Faktoren wie Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit entscheidend; Für Teile, die über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist eine gute thermische Stabilität erforderlich.


04 Anforderungen an Aussehen und Oberflächenbehandlung


Die Marktakzeptanz des Produkts hängt maßgeblich von der Optik ab, die Farbe und Transparenz verschiedener Materialien ist unterschiedlich, auch das Finish und die entsprechende Oberflächenbehandlung sind unterschiedlich. Daher sollten die Verarbeitungsmaterialien entsprechend den ästhetischen Anforderungen des Produkts ausgewählt werden.


05 Überlegungen zur Verarbeitungsleistung


Die Bearbeitungseigenschaften des Materials wirken sich auf den Herstellungsprozess und die Genauigkeit des Teils aus. Obwohl Edelstahl beispielsweise rostbeständig und korrosionsbeständig ist, ist seine Härte hoch und das Werkzeug kann während der Bearbeitung leicht abgenutzt werden, was zu sehr hohen Bearbeitungskosten führt und es kein gutes Material für die Bearbeitung ist. Die Kunststoffhärte ist gering, aber beim Erhitzen erweicht und verformt sie sich leicht, und die Stabilität ist schlecht, was entsprechend den tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden muss.


Finden Sie Materialien, die den Eigenschaften entsprechen

Da sich die tatsächlichen Anwendungsanforderungen des Produkts aus einer Reihe von Inhalten zusammensetzen, kann es mehrere Materialien geben, die die Anwendungsanforderungen eines Produkts erfüllen. Oder die Situation, in der die optimale Auswahl unterschiedlicher Anwendungsanforderungen unterschiedlichen Materialien entspricht; Am Ende stehen uns möglicherweise mehrere Materialien zur Verfügung, die unseren spezifischen Anforderungen entsprechen. Sobald die gewünschten Materialeigenschaften klar definiert sind, besteht der verbleibende Auswahlschritt daher darin, nach dem Material zu suchen, das diesen Eigenschaften am besten entspricht.


Die Auswahl geeigneter Materialien beginnt mit einer Überprüfung der Materialeigenschaftendaten. Natürlich ist es nicht möglich, Tausende von verwendeten Materialien zu untersuchen, und es besteht auch keine Notwendigkeit, dies zu tun. Wir können von der Materialkategorie ausgehen und zunächst entscheiden, ob wir Metallmaterialien, nichtmetallische Materialien oder Verbundmaterialien benötigen. Anschließend schränken die vorherigen Analyseergebnisse, die den Materialeigenschaften entsprechen, die Auswahl der Kandidatenmaterialien ein. Schließlich werden die Materialkosteninformationen verwendet, um aus einer Reihe von Kandidatenmaterialien das am besten geeignete Material für das Produkt auszuwählen.


Derzeit hat Honscn eine Reihe von für die Verarbeitung geeigneten Materialien ausgewählt und auf den Markt gebracht, die bei unseren Kunden eine beliebte Wahl sind.



Einführung in die Eigenschaften metallischer Werkstoffe

Unter metallischen Werkstoffen versteht man Werkstoffe mit Eigenschaften wie Glanz, Duktilität, leichte Leitfähigkeit und Wärmeübertragung. Seine Leistung gliedert sich hauptsächlich in vier Aspekte: mechanische Eigenschaften, chemische Eigenschaften, physikalische Eigenschaften, Prozesseigenschaften. Diese Eigenschaften bestimmen den Anwendungsbereich des Materials und die Rationalität der Anwendung, was für uns eine wichtige Referenz bei der Auswahl von Metallmaterialien ist.

Im Folgenden werden zwei Arten von Metallmaterialien vorgestellt, Aluminiumlegierungen und Kupferlegierungen, die unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften aufweisen.



Aluminiumlegierung

Weltweit sind mehr als 1000 Aluminiumlegierungssorten registriert. Jeder Markenname und jede Bedeutung sind unterschiedlich. Bei den verschiedenen Aluminiumlegierungssorten in Bezug auf Härte, Festigkeit, Verarbeitbarkeit, Dekoration, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und andere mechanische und chemische Eigenschaften gibt es offensichtliche Unterschiede , jeder hat seine Stärken und Schwächen.


Härte


Unter Härte versteht man die Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer oder Dellen. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der chemischen Zusammensetzung der Legierung und verschiedene Zustände haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Härte von Aluminium. Die Härte wirkt sich direkt auf die Schnittgeschwindigkeit und die Art des Werkzeugmaterials aus, das bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden kann.


Von der höchsten erreichbaren Härte, 7er-Serie > 2 Serie > 6 Serie > 5 Serie > 3 Serie > 1 Serie.


Intensität


Festigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit, Verformung und Bruch zu widerstehen. Zu den häufig verwendeten Indikatoren gehören Streckgrenze, Zugfestigkeit usw.


Dies ist ein wichtiger Faktor, der bei der Produktkonstruktion berücksichtigt werden muss. Insbesondere wenn Aluminiumlegierungskomponenten als Strukturteile verwendet werden, sollte die geeignete Legierung entsprechend dem Druck ausgewählt werden, unter dem sie stehen.


Es besteht ein positiver Zusammenhang zwischen Härte und Festigkeit: Die Festigkeit von reinem Aluminium ist am niedrigsten und die Festigkeit von wärmebehandelten Legierungen der Serien 2 und 7 am höchsten.


Dichte


Die Dichte bezieht sich auf die Masse pro Volumeneinheit und wird häufig zur Berechnung des Gewichts eines Materials verwendet.


Die Dichte ist ein wichtiger Faktor für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen. Abhängig von der Anwendung hat die Dichte von Aluminium einen erheblichen Einfluss auf die Art und Weise, wie es verwendet wird. Leichtes, hochfestes Aluminium eignet sich beispielsweise ideal für Bau- und Industrieanwendungen.


Die Dichte von Aluminium beträgt etwa 2700 kg/m³, und der Dichtewert verschiedener Arten von Aluminiumlegierungen ändert sich nicht wesentlich.


Korrosionsbeständigkeit


Unter Korrosionsbeständigkeit versteht man die Fähigkeit, Korrosion bei Kontakt mit anderen Substanzen zu widerstehen. Es umfasst chemische Korrosionsbeständigkeit, elektrochemische Korrosionsbeständigkeit, Spannungskorrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften.


Das Prinzip der Auswahl der Korrosionsbeständigkeit sollte auf dem Verwendungszweck basieren. Bei der Verwendung einer hochfesten Legierung in einer korrosiven Umgebung müssen verschiedene korrosionsbeständige Verbundwerkstoffe verwendet werden.


Im Allgemeinen ist die Korrosionsbeständigkeit von reinem Aluminium der Serie 1 am besten, die Serie 5 schneidet gut ab, gefolgt von den Serien 3 und 6 und die Serien 2 und 7 sind schlecht.


Verarbeitbarkeit


Die Bearbeitbarkeit umfasst Umformbarkeit und Bearbeitbarkeit. Da die Formbarkeit vom Zustand abhängt, muss nach der Auswahl der Aluminiumlegierungssorte auch der Festigkeitsbereich jedes Zustands berücksichtigt werden. Normalerweise sind hochfeste Materialien nicht leicht zu formen.


Wenn das Aluminium gebogen, gezogen, tiefgezogen und in anderen Umformverfahren verarbeitet werden soll, ist die Formbarkeit des vollständig geglühten Materials am besten und im Gegenteil die Formbarkeit des wärmebehandelten Materials am schlechtesten.


Die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen steht in engem Zusammenhang mit der Legierungszusammensetzung. Normalerweise ist die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen mit höherer Festigkeit besser, im Gegensatz dazu ist die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen mit geringerer Festigkeit schlecht.


Bei Formen, mechanischen Teilen und anderen Produkten, die geschnitten werden müssen, ist die Bearbeitbarkeit der Aluminiumlegierung ein wichtiger Gesichtspunkt.


Schweiß- und Biegeeigenschaften


Die meisten Aluminiumlegierungen lassen sich problemlos schweißen. Insbesondere einige Aluminiumlegierungen der 5er-Serie wurden speziell für Schweißzwecke entwickelt. Relativ gesehen sind einige Aluminiumlegierungen der 2er- und 7er-Serie schwieriger zu schweißen.


Darüber hinaus eignet sich die Aluminiumlegierung der 5er-Serie auch am besten zum Biegen einer Klasse von Aluminiumlegierungsprodukten.


Dekorative Eigenschaft


Wenn Aluminium zu Dekorationszwecken oder zu bestimmten Anlässen verwendet wird, muss seine Oberfläche bearbeitet werden, um die entsprechende Farbe und Oberflächenorganisation zu erhalten. Diese Situation erfordert, dass wir uns auf die dekorativen Eigenschaften von Materialien konzentrieren.


Zu den Optionen zur Oberflächenbehandlung von Aluminium gehören Eloxieren und Sprühen. Im Allgemeinen weisen Materialien mit guter Korrosionsbeständigkeit hervorragende Oberflächenbehandlungseigenschaften auf.


Andere Eigenschaften


Zusätzlich zu den oben genannten Eigenschaften gibt es elektrische Leitfähigkeit, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und andere Eigenschaften, die wir bei der Auswahl der Materialien stärker berücksichtigen müssen.


Kupferlegierung

Orichalcum



Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Messing mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften kann durch Änderung des Zinkgehalts im Messing erhalten werden. Je höher der Zinkgehalt im Messing ist, desto höher ist seine Festigkeit und desto geringer ist die Plastizität.


Der Zinkgehalt des in der Industrie verwendeten Messings überschreitet nicht 45 %, und der Zinkgehalt wird spröde und verschlechtert die Leistung der Legierung. Die Zugabe von 1 % Zinn zu Messing kann die Beständigkeit von Messing gegenüber Korrosion durch Meerwasser und Meeresatmosphäre erheblich verbessern, weshalb es als „Marinemessing“ bezeichnet wird.


Zinn kann die Bearbeitbarkeit von Messing verbessern. Bleimessing wird allgemein als leicht zu schneidendes Kupfer nach nationalem Standard bezeichnet. Der Hauptzweck der Bleizugabe besteht darin, die Bearbeitbarkeit und Verschleißfestigkeit zu verbessern, und Blei hat nur geringe Auswirkungen auf die Festigkeit von Messing. Schnitzkupfer ist auch eine Art Bleimessing.


Die meisten Messinge haben eine gute Farbe, Verarbeitbarkeit und Duktilität und lassen sich leicht galvanisieren oder lackieren.


Rotes Kupfer



Kupfer ist reines Kupfer, auch als rotes Kupfer bekannt, hat eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, eine ausgezeichnete Plastizität, lässt sich leicht durch Heißpressen und Kaltdruck verarbeiten und kann zu Platten, Stäben, Rohren, Drähten, Streifen, Folien und anderem Kupfer verarbeitet werden.


Eine große Anzahl von Produkten, die eine gute elektrische Leitfähigkeit erfordern, wie z. B. elektrokorrodiertes Kupfer und leitfähige Stäbe für die Herstellung von EDM, magnetischen Instrumenten und Instrumenten, die gegen magnetische Störungen beständig sein müssen, wie z. B. Kompasse und Luftfahrtinstrumente.


Unabhängig von der Art des Materials kann ein einzelnes Modell grundsätzlich nicht alle Leistungsanforderungen eines Produkts gleichzeitig erfüllen und ist auch nicht notwendig. Unter der Prämisse, die Leistung sicherzustellen, sollten wir die Priorität verschiedener Leistungen entsprechend den Leistungsanforderungen des Produkts, der Nutzung der Umgebung, dem Verarbeitungsprozess und anderen Faktoren, einer angemessenen Materialauswahl und einer angemessenen Kostenkontrolle festlegen.


Folge uns

Beginnt bei der Hardware, hört nicht bei der Hardware auf. Honscn ist bestrebt, einen Komplettservice für Verbindungselemente/CNC-Industrieketten anzubieten.

Stellen Sie sich vor, Sie entwerfen ein individuelles Teil für Ihr Projekt – vielleicht eine Halterung für die Elektrik eines Autos oder ein Gehäuse für einen kleinen Sensor. Sie haben die Materialauswahl auf Aluminium (Metall) oder ABS (Kunststoff) eingegrenzt, wissen aber nicht: Soll CNC-Drehen oder CNC-Fräsen verwendet werden? Und funktioniert der Prozess für beide Materialien gleich?
Genau mit dieser Verwirrung sind die meisten Teams konfrontiert. Metall und Kunststoff verhalten sich unter CNC-Werkzeugen sehr unterschiedlich, und die Wahl des falschen Verfahrens (oder die Kombination des falschen Materials mit einem Verfahren) kann zu Zeitverlust, Ausschuss und höheren Kosten führen. Ein Kunststoffteil, das mit Fräsen bearbeitet werden kann, kann beim Drehen reißen; eine Metallwelle, die gedreht werden muss, kann beim Fräsen schief werden.
Honscn erforscht seit über 15 Jahren die optimale Abstimmung von Materialien und Prozessen. Wir haben Kunden geholfen, misslungene Projekte zu reparieren, bei denen ein Lieferant die falsche CNC-Methode verwendete, und Arbeitsabläufe optimiert, indem wir vom ersten Tag an das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe ausgewählt haben. In diesem Leitfaden erläutern wir die wichtigsten Unterschiede zwischen der CNC-Bearbeitung von Metall und Kunststoff, erklären, wann Drehen oder Fräsen die richtige Wahl ist und wie Honscn die Entscheidung erleichtert. Wir präsentieren sogar zwei echte Kundenberichte, um zu zeigen, wie dies in der Praxis funktioniert.
Erstens: CNC-Bearbeitung von Metall vs. Kunststoff – die großen Unterschiede, die wichtig sind Bevor wir uns mit dem Drehen und Fräsen befassen, beginnen wir mit den Grundlagen: Metall und Kunststoff sehen nicht nur unterschiedlich aus – sie reagieren auch unterschiedlich auf Schnitte, Formen und Bearbeitungen. Diese Unterschiede beeinflussen alles, von den verwendeten Werkzeugen bis hin zur Geschwindigkeit des Prozesses.
1. Materialhärte und Werkzeugverschleiß Metalle (wie Aluminium, Edelstahl oder Messing) sind härter und abrasiver als Kunststoffe (wie ABS, PEEK oder Nylon). Das bedeutet:
Metall erfordert robustere Werkzeuge : Für Metall verwenden wir Hartmetall- oder Schnellarbeitsstahlwerkzeuge (HSS), da diese der Reibung standhalten. Beispielsweise erfordert das Fräsen von Aluminium einen Hartmetall-Schaftfräser, der Temperaturen von 300–400 °C (572–752 °F) standhält. Kunststoff benötigt schärfere, schonendere Werkzeuge : Stumpfe Werkzeuge können Kunststoff „verschmieren“, anstatt ihn zu schneiden (denken Sie an den Versuch, Butter mit einem stumpfen Messer zu schneiden). Wir verwenden für Kunststoff polierte Hartmetallwerkzeuge – sie schneiden sauber, ohne das Material zu schmelzen oder zu verformen. Auch der Werkzeugverschleiß ist ein großer Kostenfaktor. Ein Hartmetallwerkzeug für Edelstahl kann 500 Teile halten, bevor es ausgetauscht werden muss; dasselbe Werkzeug für ABS-Kunststoff kann 2.000 Teile halten. Wenn Sie ein Metallwerkzeug ohne Anpassung für Kunststoff verwenden, verschwenden Sie Geld für vorzeitige Werkzeugwechsel.
Ein Kunde kam einmal mit einem Problem zu uns: Er hatte ein Edelstahlwerkzeug zum Fräsen von ABS-Sensorgehäusen verwendet, und die Werkzeuge waren nach 300 Teilen (statt 2.000) abgenutzt. Wir stellten ihn auf ein poliertes, kunststoffspezifisches Hartmetallwerkzeug um – die Standzeit des Werkzeugs erhöhte sich um das Sechsfache, und er sparte 800 Dollar pro Monat an Werkzeugkosten.
2. Hitze- und Verformungsrisiken Beim Schneiden entsteht Wärme – und Metall und Kunststoff verarbeiten Wärme auf unterschiedliche Weise:
Metall leitet Wärme (weitgehend) ab : Aluminium und Stahl vertragen hohe Temperaturen, sodass wir CNC-Maschinen schneller laufen lassen können (z. B. 10.000 U/min beim Aluminiumfräsen), ohne dass sich das Werkstück verzieht. Wir verwenden weiterhin Kühlmittel, um eine Überhitzung des Werkzeugs zu verhindern, das Werkstück selbst bleibt jedoch stabil. Kunststoff schmilzt oder verzieht sich leicht : ABS beginnt bei 105 °C (221 °F) weich zu werden – weit unter der Toleranz von Metall. Wenn wir die Maschine zu schnell laufen lassen, schmilzt die Reibung des Werkzeugs den Kunststoff und hinterlässt raue Kanten oder verzerrte Formen. Bei Kunststoff reduzieren wir die Drehzahl (z. B. 5.000–7.000 U/min beim ABS-Fräsen) und verwenden Luftkühlung (kein flüssiges Kühlmittel, das in den Kunststoff eindringen und ihn aufquellen lassen kann). Ein Kunde aus der Autoteilebranche versuchte, Kunststoffclips mit der gleichen Geschwindigkeit wie Aluminium zu fräsen. 80 % der Clips verzogen sich, und die gesamte Charge musste entsorgt werden. Wir passten die Geschwindigkeit an und stellten auf Luftkühlung um. Beim nächsten Durchgang lag die Erfolgsquote bei 99,5 %.
3. Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit Das gewünschte Finish hängt oft vom Material ab:
Metall muss oft nachbearbeitet werden : Gefrästes Aluminium kann direkt nach der Bearbeitung eine matte Oberfläche (Ra 1,6 μm) aufweisen. Wenn Sie jedoch eine glänzende Oberfläche (Ra 0,8 μm) für ein sichtbares Teil benötigen, müssen Sie es polieren oder eloxieren. Edelstahl muss möglicherweise passiviert werden, um Rost vorzubeugen. Kunststoffe lassen sich direkt aus der Maschine glatt schleifen : Polierte Werkzeuge und geringere Geschwindigkeiten ermöglichen eine glatte Oberfläche (Ra 0,8 μm) auf ABS oder PEEK ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand. Das spart Zeit – Schleifen oder Lackieren entfällt, es sei denn, Sie wünschen eine individuelle Farbe. 4. Toleranzgrenzen Beide Materialien können enge Toleranzen einhalten, aber Kunststoff hat einen Haken:
Metall hält Toleranzen langfristig besser ein : Eine Aluminiumhalterung mit einer Toleranz von ±0,01 mm bleibt jahrelang so – Metall dehnt sich bei Temperaturschwankungen nicht stark aus oder zieht sich nicht stark zusammen. Kunststoff verändert sich mit Temperatur und Feuchtigkeit : ABS kann sich bei Feuchtigkeitsaufnahme um 0,2–0,4 % ausdehnen, was bedeutet, dass eine Toleranz von ±0,01 mm bei Feuchtigkeit auf ±0,02 mm abweichen kann. Bei Kunststoffteilen, die enge Toleranzen erfordern (wie Sensorgehäuse), trocknen wir das Material vor der Bearbeitung und verwenden wärmebehandelte Kunststoffe (wie glasfaserverstärktes PEEK), die stabiler sind. CNC-Drehen vs. Fräsen: Wann ist welches Verfahren geeignet? Nachdem Sie nun die Unterschiede zwischen Metall und Kunststoff kennen, sprechen wir über die beiden gängigsten CNC-Verfahren: Drehen und Fräsen. Der Hauptunterschied liegt in der Form – wie sieht Ihr Teil aus?
Was ist CNC-Drehen? (Am besten für rotierende, symmetrische Teile) Beim Drehen werden ein rotierendes Werkzeug und ein stationäres Schneidwerkzeug (oder umgekehrt) verwendet, um runde oder achsensymmetrische Teile zu formen. Stellen Sie sich eine Drehbank vor: Das Teil dreht sich, und das Werkzeug schneidet Material ab, um Formen wie Wellen, Hülsen oder Bolzen herzustellen.
Wann wird Drehen verwendet: Runde oder zylindrische Teile : Wellen für Autogetriebe, Kunststoffbuchsen für Türscharniere, Metallhülsen für Kabel. Einfache, symmetrische Merkmale : Rillen, Gewinde oder Verjüngungen (z. B. ein konischer Metallstift zum Ausrichten zweier Teile). Schnell und kostengünstig für Rotationsteile : Drehen ist bei runden Teilen schneller als Fräsen – Sie können eine Metallwelle in 2 Minuten herstellen, im Vergleich zu 5 Minuten beim Fräsen. Werkstoffhinweise zum Drehen: Metalldrehen : Funktioniert hervorragend für Aluminium, Messing und Edelstahl. Wir verwenden Kühlmittel, um die Werkzeuge kühl und die Teile glatt zu halten. Kunststoffdrehen : Möglich, aber schwieriger. Wir benötigen langsame Geschwindigkeiten (3.000–5.000 U/min) und scharfe Werkzeuge, um ein Schmelzen zu vermeiden. Drehen eignet sich gut für Kunststoffbuchsen oder -knöpfe, jedoch nicht für komplexe Formen. Eine Autowerkstatt benötigte 500 Metallwellen für ein Getriebereparaturset. Wir nutzten das Drehverfahren – die Herstellung jeder Welle dauerte 2,5 Minuten, und wir lieferten alle 500 Wellen innerhalb von drei Tagen. Hätten wir gefräst, hätte es sechs Tage gedauert und 30 % mehr gekostet.
Was ist CNC-Fräsen? (Am besten für komplexe, unregelmäßige Formen) Beim Fräsen wird mit einem rotierenden Schneidwerkzeug Material von einem feststehenden Teil entfernt. Es ist wie das Schnitzen von Holz mit einer Oberfräse – Sie können flache Oberflächen, Löcher, Schlitze und komplexe Formen (wie Klammern mit mehreren Löchern oder gebogenen Kanten) herstellen.
Wann wird Fräsen verwendet: Teile mit unregelmäßigen Formen : Aluminiumhalterungen für Automotoren, Sensorgehäuse aus Kunststoff, Metallmontageplatten mit mehreren Löchern. Komplexe Merkmale : Schlitze, Taschen (vertiefte Bereiche) oder nicht symmetrische Löcher (z. B. eine Halterung mit Löchern in unterschiedlichen Winkeln). Teile, die Präzision in mehrere Richtungen erfordern : Fräsmaschinen (insbesondere 5-Achsen-Fräsen) können aus mehreren Winkeln schneiden und so Teile herstellen, die in enge Räume passen (wie unter das Armaturenbrett eines Autos). Materialhinweise zum Fräsen: Metallfräsen : 3-Achsen-Fräsen eignen sich für einfache Halterungen, 5-Achsen-Fräsen für komplexe Teile (z. B. Komponenten für die Luft- und Raumfahrt). Wir passen die Geschwindigkeit an die Härte des Metalls an – langsamer für Edelstahl, schneller für Aluminium. Kunststofffräsen : Ideal für komplexe Kunststoffteile (wie ABS-Sensorgehäuse). Wir verwenden Luftkühlung und scharfe Werkzeuge, um Verformungen zu vermeiden. Glasfaserverstärkte Kunststoffe (wie glasfaserverstärktes Nylon) eignen sich hervorragend zum Fräsen – sie sind robust und halten Toleranzen gut ein. Ein Kunde aus der Unterhaltungselektronikbranche benötigte 1.000 Kunststoffgehäuse für ein Auto-Navigationssystem. Das Gehäuse hatte eine abgerundete Kante, zwei Befestigungslöcher und eine Aussparung für den Bildschirm – perfekt für die 3-Achsen-Fräsbearbeitung. Wir lieferten alle 1.000 Gehäuse innerhalb von 5 Tagen, ohne jegliche Verformung.
Die Grauzone: Wann beides verwendet werden sollte (Hybridprozesse) Einige Teile müssen sowohl gedreht als auch gefräst werden. Zum Beispiel:
Eine Metallschraube: Den zylindrischen Schaft drehen (Drehen), anschließend den Sechskantkopf fräsen (Fräsen). Ein Kunststoffknopf: Den runden Sockel drehen (Drehen), dann einen Schlitz für einen Schraubendreher fräsen (Fräsen). Der Schlüssel liegt hier darin, die Prozesse in der richtigen Reihenfolge auszuführen – in der Regel zuerst das Drehen (um die Grundform zu erstellen), dann das Fräsen (um komplexe Merkmale hinzuzufügen). Das spart Zeit und gewährleistet Präzision.
Honscn fertigt Hybridteile intern – Sie müssen Ihr Teil nicht an zwei verschiedene Werkstätten schicken. Wir drehen die Grundform und bringen das Teil dann an eine Fräsmaschine (oft in derselben Produktionslinie), um die endgültigen Merkmale hinzuzufügen.
Wie Honscn Ihnen hilft, den richtigen Prozess auszuwählen (und auszuführen) Der größte Fehler, den unsere Kunden unserer Erfahrung nach machen, besteht darin, dass sie sich für ein Verfahren entscheiden, das auf „dem basiert, was sie schon einmal verwendet haben“, anstatt auf „dem, was das Teil benötigt“. Ein Kunde könnte versuchen, eine runde Welle zu fräsen (und damit Zeit zu verschwenden), weil er noch nie gedreht hat, oder er könnte versuchen, ein komplexes Kunststoffgehäuse durch Drehen herzustellen (was zu einem schiefen Teil führt).
Honscn macht Schluss mit dem Rätselraten und bietet drei entscheidende Vorteile:
1. Material-Prozess-Abstimmung (Wir erzwingen keine Einheitslösung) Wir beginnen mit dem Design und dem Material Ihres Teils und empfehlen dann das beste Verfahren – ohne Bevorzugung einer bestimmten Maschine. So funktioniert es:
Schritt 1: Kostenlose Designprüfung : Sie senden uns Ihre CAD-Datei (auch eine Skizze ist ausreichend) und wir prüfen: Material (Aluminium? ABS? PEEK?) Form (rund? Unregelmäßig? Symmetrisch?) Toleranzen (±0,01 mm? ±0,1 mm?) Menge (10 Prototypen? 10.000 Produktionseinheiten?) Schritt 2: Prozessempfehlung : Wir sagen Ihnen genau, welchen Prozess Sie verwenden sollten und warum. Zum Beispiel: „Ihre Aluminiumwelle ist rund – das Drehen ist 30 % schneller und günstiger als das Fräsen.“ „Ihr ABS-Gehäuse hat abgerundete Kanten und mehrere Löcher – 3-Achsen-Fräsen ist die Lösung, mit Luftkühlung, um Verformungen zu vermeiden.“ Schritt 3: Kosten- und Zeitplanschätzung : Wir geben Ihnen ein klares Angebot und einen Zeitplan, damit Sie wissen, was Sie erwartet. Ein Startup, das ein Autodiagnosetool herstellte, kam mit dem Entwurf einer Metallsonde zu uns. Sie wollten diese fräsen (da sie zuvor bereits Kunststoffteile gefräst hatten), aber die Sonde hatte eine einfache zylindrische Form. Wir empfahlen das Drehen – sie sparten 25 % der Kosten und erhielten die Teile zwei Tage früher.
2. Eigene Ausrüstung für beide Prozesse (kein Outsourcing) Wir verfügen insgesamt über 12 CNC-Maschinen – 6 Drehzentren (für Rotationsteile) und 6 Fräsmaschinen (3-Achsen und 5-Achsen für komplexe Teile). Das bedeutet:
Keine Übergabe an andere Werkstätten : Wenn Ihr Teil sowohl gedreht als auch gefräst werden muss, erledigen wir das alles intern. Sie müssen sich nicht mit zwei Lieferanten abstimmen oder befürchten, dass Teile beim Transport verloren gehen. Konstante Qualität : Ihr Teil wird von Anfang bis Ende vom selben Team bearbeitet. Es kennt die Eigenheiten des Materials (z. B. „Dieses ABS benötigt 5.000 U/min“) und die Anforderungen des Prozesses (z. B. „Diese Aluminiumwelle benötigt Kühlmittel bei 20 °C“). Schnelle Bearbeitung : Wir können schnell zwischen Prozessen wechseln. Beispielsweise haben wir 200 Hybridteile (gedrehte Welle + gefräster Kopf) in 4 Tagen hergestellt. Hätten wir einen Prozess ausgelagert, hätte dies 8 Tage gedauert. Ein Autoteilehändler benötigte 500 Hybrid-Metallschrauben (gedrehte Welle + gefräster Sechskantkopf). Wir drehten zuerst (2 Minuten pro Welle) und legten die Schrauben dann auf eine 3-Achsen-Fräse (1 Minute pro Kopf). Alle 500 Schrauben wurden innerhalb von drei Tagen mit 100%iger Qualitätskontrolle gefertigt.
3. Fachwissen zu schwierigen Materialien (Kunststoffe, wärmebehandelte Metalle usw.) Wir arbeiten nicht nur mit „einfachen“ Materialien – wir sind auf Materialien spezialisiert, die andere Werkstätten meiden:
Hitzeempfindliche Kunststoffe : Wir beherrschen die Bearbeitung von PEEK (das bei 343 °C schmilzt) und PVC (das bei zu starker Erhitzung giftige Dämpfe freisetzt). Wir setzen spezielle Belüftungs- und Temperaturregelungen ein, um die Sicherheit von Teilen und Arbeitern zu gewährleisten. Hartmetalle : Edelstahl (316L) und Titan sind schwer zu bearbeiten, aber unsere 5-Achsen-Fräsen und Hartmetallwerkzeuge bewältigen sie problemlos. Wir haben Titanhalterungen für Autoauspuffanlagen mit Toleranzen von ±0,005 mm hergestellt. Verbundwerkstoffe : Glasfaserverstärktes Nylon oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) eignen sich hervorragend für Autoteile (stark, leicht), sind aber abrasiv. Wir verwenden diamantbeschichtete Werkzeuge, um Verschleiß zu vermeiden – etwas, das die meisten Werkstätten nicht anbieten. Ein Hersteller von Luxusautos benötigte 100 Halterungen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) für seine Türverkleidungen. Andere Werkstätten lehnten dies ab, da CFK abrasiv und schwer zu bearbeiten ist. Wir verwendeten diamantbeschichtete Fräswerkzeuge und langsame Geschwindigkeiten – alle 100 Halterungen bestanden die Toleranzprüfungen, und der Kunde bestellt nun jedes Quartal 1.000 Stück.
Echte Kundengeschichten: Wie Honscn Prozess- und Materialfehler behoben hat Sehen wir uns zwei Kunden an, die mit dem falschen Verfahren oder Material begonnen haben – bis wir eingegriffen haben.
Geschichte 1: Autowerkstatt (Falscher Prozess für Metallwellen) Eine Autowerkstatt in Texas benötigte 200 Metallwellen für die Getriebereparaturen an Oldtimern. Sie hatte eine Werkstatt beauftragt, die die Wellen fräste (da die Werkstatt über keine Drehmaschine verfügte).
Das Problem :
Das Fräsen dauerte 6 Minuten pro Welle (im Vergleich zu 2 Minuten beim Drehen), sodass die Werkstatt ihre 5-Tage-Frist verpasste. 30 % der Wellen waren schief (beim Fräsen lässt sich nicht dieselbe Symmetrie erzielen wie beim Drehen), sodass sie nicht in die Getriebe passten. Die Kosten betrugen 15 USD pro Welle (gegenüber 10 USD pro Welle mit Drehen) – sie haben also 1.000 USD zu viel bezahlt. Honscns Lösung :
Wir empfahlen das Drehen (da die Wellen zylindrisch waren, keine komplexen Merkmale). Wir haben ein Hartmetall-Drehwerkzeug und Kühlmittel verwendet, um die Aluminiumwellen glatt zu halten. Wir haben in 3 Tagen 200 Schäfte hergestellt (2 Minuten pro Schaft) und jeden einzelnen auf Symmetrie überprüft. Ergebnisse :
100 % der Wellen passen in die Getriebe. Der Laden sparte 1.000 $ (die Kosten sanken auf 10 $ pro Welle). Sie bestellen jetzt alle ihre Metallschäfte bei uns – wir haben 5 weitere Chargen ohne Mängel hergestellt. Story 2: Elektronikkunde (Falscher Prozess bei Kunststoffgehäusen) Ein kalifornisches Elektronikunternehmen benötigte 500 ABS-Kunststoffgehäuse für die Rückfahrkamera eines Autos. Sie hatten eine Werkstatt beauftragt, die versuchte, die Gehäuse zu drehen (da das Drehen bei runden Teilen schneller geht).
Das Problem :
Das Gehäuse hatte eine quadratische Aussparung für das Kameraobjektiv. Durch Drehen lassen sich keine quadratischen Merkmale herstellen, daher musste die Werkstatt die Aussparung separat fräsen (was pro Teil 3 Minuten zusätzlich dauerte). 25 % der Gehäuse verzogen sich beim Drehen (die Werkstatt verwendete eine zu hohe Drehzahl: 8.000 U/min statt 5.000 U/min). Die Gesamtzeit betrug 8 Tage (im Vergleich zur benötigten Frist von 5 Tagen). Honscns Lösung :
Wir haben 3-Achsen-Fräsen empfohlen (da das Gehäuse quadratische Merkmale hatte und Präzision in mehrere Richtungen benötigte). Um Verformungen zu verhindern, haben wir ein poliertes Hartmetallwerkzeug und Luftkühlung (5.000 U/min) verwendet. Wir haben das gesamte Gehäuse in einem Arbeitsgang gefräst – ein zweiter Arbeitsgang war nicht nötig. Ergebnisse :
500 Gehäuse in 4 Tagen geliefert (Termin eingehalten). Lediglich 2 Gehäuse wurden beanstandet (0,4 % Fehlerquote). Der Kunde sparte 800 $ (kein zusätzlicher Frässchritt bedeutete niedrigere Arbeitskosten). So treffen Sie die Auswahl: Eine kurze Checkliste für Ihr Teil Sie sind sich nicht sicher, ob Sie Drehen, Fräsen, Metall oder Kunststoff benötigen? Mithilfe dieser Checkliste können Sie Ihre Auswahl eingrenzen:
1. Welche Form hat Ihr Teil? Rund/zylindrisch/symmetrisch → Drehen (schneller, günstiger). Unregelmäßig/hat Löcher/Schlitze/gebogene Kanten → Fräsen (flexibler). Sowohl rund als auch unregelmäßig → Hybrid (erst drehen, dann fräsen). 2. Welches Material verwenden Sie? Metall (Aluminium, Edelstahl, Messing): Rundteil → Drehen (Kühlmittel verwenden, Hartmetallwerkzeuge). Komplexes Teil → Fräsen (3-Achsen für einfaches, 5-Achsen für schwieriges). Kunststoff (ABS, PEEK, Nylon): Rundteil → Drehen (langsame Geschwindigkeit, Luftkühlung, polierte Werkzeuge). Komplexes Teil → Fräsen (langsame Geschwindigkeit, Luftkühlung, flüssiges Kühlmittel vermeiden). Verbundwerkstoff (CFK, glasfaserverstärktes Nylon): Komplexes Teil → Fräsen (diamantbeschichtete Werkzeuge, langsame Geschwindigkeit). 3. Wie hoch ist Ihre Toleranz? Eng (±0,01 mm bis ±0,05 mm): Metall → Drehen oder 5-Achsen-Fräsen (Metall hält Toleranzen besser ein). Kunststoff → 5-Achs-Fräsen mit wärmebehandeltem Kunststoff (z. B. PEEK). Lose (±0,1 mm bis ±0,5 mm): Metall → 3-Achsen-Fräsen oder -Drehen (beides funktioniert). Kunststoff → 3-Achsen-Fräsen (ABS oder Nylon ist in Ordnung). 4. Wie viele Teile benötigen Sie? 10–500 Teile (Kleinserie): Drehen oder Fräsen (beides funktioniert – wählen Sie je nach Form). 1.000+ Teile (Massenproduktion): Drehen (schneller für runde Teile) oder automatisiertes Fräsen (für komplexe Teile). Fazit: Der richtige Prozess = bessere Teile, geringere Kosten Die Wahl zwischen Metall und Kunststoff, Drehen und Fräsen muss kein Rätselraten sein. Es geht darum, die Eigenschaften des Materials mit den Stärken des Verfahrens in Einklang zu bringen:
Nutzen Sie das Drehen für runde Teile (Metall oder Kunststoff), um Zeit und Geld zu sparen. Verwenden Sie das Fräsen für komplexe Teile (Metall oder Kunststoff), um die gewünschte Form zu erhalten. Lassen Sie sich bei der Wahl Ihrer Geschwindigkeit und Ihres Werkzeugs von der Materialhärte und der Hitzetoleranz leiten. Honscn macht es Ihnen leicht. Wir fertigen nicht nur Teile – wir helfen Ihnen vom ersten Tag an, den richtigen Weg zu finden. Ob Sie zehn Metallwellen für eine Autoreparatur oder 10.000 Kunststoffgehäuse für ein neues Produkt herstellen, wir empfehlen Ihnen das beste Material, Verfahren und Werkzeug, um die Arbeit fachgerecht (und im Rahmen des Budgets) zu erledigen.
Sie haben keine Lust mehr zu raten? Senden Sie uns Ihren Teileentwurf (auch eine Skizze) und teilen Sie uns mit, wofür Sie ihn benötigen. Wir erstellen Ihnen eine kostenlose Prozessempfehlung, ein klares Angebot und einen Zeitplan – ganz unverbindlich. Wir sorgen dafür, dass Ihr nächstes CNC-Projekt ein Erfolg wird.