Was ist Fräsen?

1. Juni 2022

Fräsen ist ein zerspanendes Verfahren, mit dem komplexe Maschinenteile präzise hergestellt werden. Die in Abb. 1 unten gezeigten Formen werden durch Fräsen hergestellt (1).

Abb. 1 Durch Fräsen hergestellte Teile (1).

Fräsen wird verwendet, um Teile herzustellen, wenn sie nicht durch ein herkömmliches Herstellungsverfahren hergestellt werden können, wie z Metallguss. Es ist ein Materialabtragungsprozess, der einen Fräser verwendet (2) Dies kann eine Vielzahl von Merkmalen auf einem Teil erzeugen, indem das unerwünschte Material weggeschnitten wird. Der Fräser ist ein rotierendes Schneidwerkzeug (3) oft mit mehreren Schnittpunkten. Wenn der Fräser in das Werkstück eintritt, schneiden die Schneidkanten (Nuten oder Zähne) des Werkzeugs wiederholt in das Material ein und aus, wobei Späne (Späne) abgetragen werden. (4)vom Werkstück bei jedem Durchgang. Abb. 2 unten skizziert den grundlegenden Mahlprozess (5).

Abb.2. Der Mahlvorgang (5)

Es gibt zwei große Kategorien von Fräsoperationen, nämlich Umfangsfräsen und Planfräsen. Beim Umfangsfräsen befinden sich die Zähne am Umfang des Fräserkörpers und beim Stirnfräsen befinden sich die Zähne sowohl am Umfang als auch an der Stirnfläche des Fräsers, wie in Abb. 3 gezeigt(6).

Beim Umfangsfräsen verläuft die Oberfläche des Werkstücks parallel zur Rotationsachse des Fräsers, beim Stirnfräsen jedoch im rechten Winkel zur Fräserachse. Das Umfangsfräsen kann je nach axialer Kontur des Fräsers sowohl für flache als auch für geformte Oberflächen verwendet werden. Während beim Planfräsen der größte Teil des Schneidens von den peripheren Abschnitten der Zähne ausgeführt wird, sorgt der Stirnabschnitt für die Endbearbeitung.

Das Umfangsfräsen wird normalerweise auf einer Maschine mit horizontaler Spindel durchgeführt, bei der die Ausrichtung der Spindel, auf der das Schneidwerkzeug befestigt ist, horizontal ist. Stirnfräsen kann sowohl auf horizontalen als auch auf vertikalen Spindelmaschinen durchgeführt werden. Planfräsen erzeugt eine glattere Oberfläche als Umfangsfräsen.

Abb. 3. Umfangsfräsen und Planfräsen (6)

Fräsen wird typischerweise verwendet, um Teile herzustellen, die nicht axialsymmetrisch sind. Achsensymmetrie ist Symmetrie um eine Achse; Ein Objekt ist achsensymmetrisch, wenn sein Aussehen unverändert bleibt, wenn es um eine Achse gedreht wird. Die gefrästen Produkte können komplexe Merkmale wie Löcher, Schlitze, Taschen und sogar dreidimensionale Oberflächenkonturen aufweisen. Aufgrund der hohen Toleranzen und Oberflächengüten, die das Fräsen bieten kann, ist es ideal, um einem Teil, dessen Grundform bereits geformt wurde, Präzisionsmerkmale hinzuzufügen.

Ein fortgeschrittenes Fräsverfahren ist das CNC-Fräsen (7) das Fräsen mit computergesteuerten Steuerungen. CNC-Fräsen bietet höhere Präzision, Genauigkeit und Produktionsraten, aber es gibt immer noch Situationen, in denen manuelles Fräsen nützlich ist. CNC-Fräsen bietet mehr Präzision als manuelles Fräsen und kann die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler verringern.

Aufgrund der hohen Präzision, die das CNC-Fräsen bietet, wird es in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Elektronikindustrie.

Die ganze Geschichte der Entwicklung von Fräsmaschinen wird vielleicht nie bekannt sein, da ein Großteil der frühen Entwicklung in einzelnen Werkstätten stattfand, in denen nur wenige Aufzeichnungen für die Nachwelt aufbewahrt wurden. Drehfeile von Jacques de Vaucanson, um 1760, (8) ist die früheste bekannte Mühlenausrüstung.

Vorteile des CNC-Fräsens

  • Präzision
  • Schnell und effizient
  • Große Auswahl an Materialoptionen
  • Bezahlbarkeit

Nachteile des CNC-Fräsens

  • Materialverschwendung
  • Mangel an qualifizierten Bedienern von CNC-Fräsen

Die Nachteile des Fräsens und CNC-Fräsens können durch eine additive Technologie namens 3D-Druck angegangen werden.

Was ist 3D-Druck?

3D-Druck ist eine additive Technologie, die zur Herstellung von Teilen verwendet wird (9). Es ist insofern „additiv“, als es keinen Materialblock oder eine Form benötigt, um physische Objekte herzustellen, es stapelt und verschmilzt einfach Materialschichten. Es ist in der Regel schnell, einfach und ermöglicht eine erschwingliche Inhouse-Fertigung mit niedrigen festen Einrichtungskosten und kann komplexere Geometrien mit einer ständig wachsenden Liste von Materialien erstellen.

SPEE3D (10), ein australisches Unternehmen hat die entwickelt Weltneuheit Metall 3D-Drucker mit Überschall-3D-Abscheidungstechnologie Druck in Produktionsqualität bei Produktionsgeschwindigkeit zu liefern. Die hochmoderne Technologie des Unternehmens ermöglicht den Einsatz in verschiedenen Branchen, darunter Automobil, Marine, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt.

Die Metalldrucktechnologie von SPEE3D unterscheidet sich vom herkömmlichen Metall-3D-Druck. Anstatt das Rohmaterial zu schmelzen, um Teile zu verschmelzen, wird der Prozess beinhaltet ein Raketentriebwerk Beschleunigen von Druckluft mit einem hinzugefügten Metallpulver, um ein Teil im festen Zustand herzustellen. Die Technologie baut gebrauchsfertige Teile und eliminiert die mit dem Schmelzen verbundenen Probleme wie Erstarrungsrisse, spröde intermetallische Verbindungen, Gasporositäten, Schrumpfung und schädliche Restspannungen.

Es ist das erste der Welt 3D-Druck-Produktionszelle aus Metall Das hat einen Metall-3D-Drucker, der mit einem Wärmebehandlungsofen und einer CNC-3-Achsen-Fräsmaschine integriert ist Unterstützung bereitgestellt von SPEE3Ds Experten für additive Metallfertigung.

Verweise

  1. Kalpakjian und Schmid, Fertigungstechnik und -technologie, 7th Auflage, 2014.
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Milling_cutter
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Cutting_tool_(machining)
  4. https://en.wikipedia.org/wiki/Swarf
  5. https://engineering.myindialist.com/2009/principle-and-working-of-milling-machine/#.YiGadehBw2w
  6. https://multisourcemfg.com/2019/10/21/cnc-machining-milling/
  7. https://www.thomasnet.com/articles/custom-manufacturing-fabricating/understanding-cnc-milling/
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/Jacques_de_Vaucanson
  9. https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-3d-printing

Wie wir helfen können

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