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CNC Fräsen – unerlässlich in der Industrie

Aus der modernen Arbeit sind CNC-Fräsen kaum noch wegzudenken, wobei das mittlerweile für fast jede computergesteuerte Technik gilt. Denn schließlich verspricht die Herstellung von Produkten und Werkzeugen, die mittels der computergesteuerten Fräsen hergestellt werden, genaueste Präzision. Zugleich wird der Herstellungsprozess beschleunigt und dies ist wiederum für die Stückzahlen von besonderer Bedeutung. Bei diversen Prozessen kommen CNC-Fräsen zum Einsatz, bspw. in der Werkzeugherstellung, der Automobilindustrie sowie der Werkstoffweiterverarbeitung.

In der Werkstoffverarbeitung ist Fräsen nichts neues

An sich handelt es sich beim Fräsen nicht um einen neuen Prozess in der Werkstoffverarbeitung. Grundsätzlich wird unter Fräsen jedes Verfahren verstanden, mit dem Metalle, Holz oder Kunststoff so bearbeitet werden können, dass einzelne Späne von dem Material abgenommen werden. Dabei rotiert das Schneidwerkzeug, im Gegensatz zum Drehen, wo der Werkstoff rotiert. Allerdings ist Fräsen nur ein Überbegriff, denn CNC Fräsen können verschieden ausfallen und damit eigene Funktionen ausführen:
  • Tauchfräsen
  • Walzfräsen
  • Rundfräsen
  • Wasserstrahlfräsen
  • Planfräsen
  • Formfräsen
  • Schraubfräsen
  • Schlagzahnfräsen
Es kommen beim CNC Fräsen spezielle Maschinen zum Einsatz. Diese werden über einen Computer gesteuert und besitzen bis zu fünf Achsen. CNC steht hier für Computerizes Numerical Control. Im Vorfeld der Arbeit wird über ein spezielles Programm genau bestimmt, wie viel Material abgenommen werden soll. Die Produktionen setzen ein CAD-Programm ein, von dem nicht nur die Steuerung übernommen wird, sondern dies kann bereits zur Konstruktion der einzelnen Bauteile verwendet werden. Durch diese Computersteuerung ist es möglich, Werkstücke bis ins kleinste Detail zu planen und letztendlich zu realisieren. So sind Abweichungen kaum noch möglich, sodass selbst kleine und mittelständische Unternehmen Präzisionsbauteile aus Kunststoff, Holz und Metall selbst fertigen können. Allerdings ist es dafür wichtig, dass der Mitarbeiter der die Fräse bedient, eine Fortbildung oder direkt eine Ausbildung genossen hat, in der die CNC Technik enthalten war. Der Verzicht auf CNC gesteuerte Fräsen und anderer Werkzeuge ist beinah in jeder maschinellen Produktion undenkbar. In der heutigen Produktionsphase sind der zeitliche Vorteil, die Präzision und der Gewinn höherer Stückzahlen wichtig geworden. Da CNC Fräsen für die Bearbeitung der verschiedensten Materialien eingesetzt werden können, sind ihre Einsatzbereiche umfangreich. Doch selbst in kleineren Bereichen kommt die CNC Fräse häufig zum Einsatz. Beispielsweise lassen sich Gravuren erheblich leichter einfügen.

Umsatz im deutschen Maschinenbau nach ausgewählten Sektoren in den Jahren 2017 und 2018 (in Milliarden Euro)

Werkzeugmaschinen - CNC Fräsen – unerlässlich in der IndustrieGrafik: © Statista

Brancheneinblicke: Das Marktvolumen der CNC-Maschinen

2016 belief sich das Marktvolumen auf 56,04 Milliarden US-Dollar . Beflügelt wird die Nachfrage vor allem durch die Möglichkeit der präzisen Herstellung von bspw. Bauteilen. Durch die Entwicklung der Industrie 4.0 sowie IoT hat dazu geführt, dass die Bediener den Status der Maschine auf dem PC oder dem Smartphone ablesen können. Mittlerweile gibt es verschiedene Regierungsinitiativen wie „Made in India“ und „Made in China 2025“ von denen der Aufbau von Produktionsstätten in den jeweiligen Ländern unterstützt wird. Bereits 2016 verzeichneten die CNC-Dreh- und Fräsmaschinen den größten Marktanteil. Weltweit steigert sich die Akzeptanz dieser Maschinen aufgrund einer einfachen Bedienung und der Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Im Jahr 2016 verzeichnete dieses Segment bereits einen Wert von 15,39 Mrd. USD. Die Experten sahen bereits vor drei Jahren voraus, dass die Nachfrage in dem Fräsmaschinensegment aufgrund sinkender Betriebskosten rasch wachsen wird.

Wodurch überzeugt die CNC Frästechnik?

Die CNC Frästechnik kommt überwiegend in der Serienfertigung zum Einsatz. Sinnvoll ist es, zuerst eine Steuerung auszuarbeiten, um das Programm nachfolgend immer wieder abrufen zu können. Zwar wird auch bei Einzelfertigungen auf diese Technik zurückgegriffen, doch der Aufwand der Programmierung dient hier ausschließlich dem Faktor „präzises arbeiten“ und nicht dem zeitlichen. Vor allem in den Bereichen, wo die Arbeit mit einer manuellen Fräse kaum durchzuführen ist, zeigt diese Technik ihre Vorteile. Gilt es zum Beispiel, einen Innendurchmesser einzuhalten, dann ist das aufgrund der Computersteuerung möglich. Ein weiterer Vorteil sind die Rüstzeiten. Während bei der manuellen Fräse die Maschine immer wieder neu ausgestattet und ausgerichtet werden muss, übernimmt das bei der CNC Fräse der Computer. Er richtet die Maschine aus und damit ist in diesem Bereich kein Mitarbeiter notwendig. Doch die CNC Fräse hat nicht nur Vorteile, sondern es gibt ebenfalls Nachteile:
  • Kostspielig in der Anschaffung
  • Oft können Störungen nicht vom Personal behoben werden
  • Ein spezieller Arbeitsplatz
  • Wartung ist aufwendig
  • Teure Infrastruktur
Dazu kommt, dass die Mitarbeiter über eine Ausbildung in CAD und CNC Frästechnik verfügen müssen, damit sie die computergesteuerte Maschine korrekt bedienen können.

Fazit: CNC Technik ist sinnvoll

Die CNC Technik und insbesondere das Fräsen stellt eine deutliche Arbeitserleichterung dar. Daher ist diese Technik kaum noch wegzudenken aus dem Automatisierungsprozess. Besonders Betriebe, die große Stückzahlen herstellen oder Werkstücke in mehreren Schichten herstellen, nutzen heute die CNC Technik. Ohne nachlassende Konzentration können die Maschinen theoretisch 24/7 eingesetzt werden ohne das es zu einer Minderung der Qualität der Werkstücke kommt. Das ermöglicht die Herstellung von großen Stückzahlen in geringer Zeit. Kleinere Betriebe müssen abwägen, ob sich die Anschaffung einer CNC Fräse lohnt oder nicht.

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