Skip to content Skip to sidebar Skip to footer
Menü

Grundlagen des CNC‑Fräsens: Ablauf, Komponenten & Tipps

Das CNC‑Fräsen ist eine zentrale Methode der modernen Fertigung, mit der Werkstücke aus Metall, Kunststoff oder Verbundstoffen mit hoher Präzision erzeugt werden. In dieser Einführung lernst du, wie der gesamte Prozess vom Entwurf bis zum fertigen Werkstück abläuft, welche Bauteile und Parameter eine Rolle spielen und wie typische Fehler vermieden werden können. Dieses Wissen ist besonders wichtig, wenn du in der Fertigung, im Maschinenbau oder im Prototyping tätig bist.

Was ist CNC‑Fräsen?

Definition und Grundprinzip

CNC steht für Computerized Numerical Control. Beim Fräsen wird Material abschnittsweise von einem Rohteil abgetragen, wobei die Bewegungen des Fräsers und des Werkstücks durch computergesteuerte Achsen gesteuert werden. Das Verfahren ist subtraktiv – Material wird entfernt, nicht hinzugefügt.

Dieses Verfahren ermöglicht es, komplexe Geometrien, räumliche Formen und enge Toleranzen zu realisieren.

Vorteile gegenüber traditionellem Fräsen

  • Hohe Präzision und Wiederholbarkeit – gleiche Bearbeitungsergebnisse bei Serienfertigung

  • Automatisierung & Effizienz – weniger manuelle Eingriffe

  • Komplexe Konturen möglich – auch Freiformflächen und Unter­schnitte

  • Kürzere Einrichtzeiten – mit passenden Programmen und Vorrichtungen

Der Ablauf des CNC‑Fräsprozesses

Entwurf mit CAD

Der erste Schritt ist die Konstruktion des Bauteils mithilfe einer CAD‑Software (z. B. SolidWorks, AutoCAD, Inventor). Das 2D- oder 3D‑Modell enthält alle Maße, Konturen, Bohrungen, Taschen und Übergänge. Je sauberer der Entwurf, desto einfacher die spätere Umsetzung.

CAM & Werkzeugbahnplanung

Das CAD-Modell wird in eine CAM‑Software importiert (z. B. Mastercam, hyperMILL). Dort legst du Bearbeitungsstrategien fest (Rohbearbeitung, Schlichtbearbeitung), wählst Werkzeuge und definierst Schnittparameter (Vorschub, Drehzahl etc.). Die Software erzeugt die Werkzeugbahnen (Toolpaths) und generiert daraus den G-Code, der von der Maschine gelesen wird.

Maschinenprogramm & Postprozessor

Der erzeugte G-Code wird mit einem Postprozessor an die Steuerung der spezifischen CNC-Maschine angepasst. So werden Bewegungen, Achsenbefehle und Kommandos für Vorschub oder Werkzeugwechsel übersetzt.

Einrichtung & Rüsten

  • Rohteil fixieren (z. B. Schraubstock, Spannpratzen, Vakuumspannung)

  • Nullpunkt (Werkstück-Koordinatensystem) setzen

  • Werkzeuge einspannen und Längen / Versätze kalibrieren

  • Prüfung auf mögliche Kollisionen, Simulation des Programms

Bearbeitung (Fräsvorgang)

Die Maschine führt das Fräsprogramm aus:

  • Zunächst Grobbearbeitung zur Entfernung des größten Materialanteils

  • Danach Schlichtbearbeitung für Oberflächenqualität

  • Kühlmittel oder Schmiermittel sorgen für thermische Stabilität

  • Werkzeugwechsel bei Bedarf automatisch

Nachbearbeitung & Qualitätskontrolle

  • Entgraten, Entfernen von Bauteilgraten

  • Maßkontrolle mit Messgeräten, Koordinatenmessmaschine

  • Falls nötig, Nachbearbeitung oder Korrekturen

Komponenten einer CNC‑Fräsmaschine

Spindel

Hält und treibt das Fräswerkzeug. Drehzahl, Steifigkeit und Leistung sind entscheidend für die Bearbeitungsqualität.

Werkzeuge & Werkzeugaufnahmen

  • Schaftfräser, Walzenstirnfräser, Kugelfräser, Profilfräser etc.

  • Werkzeugmaterialien: Hartmetall, Schnellstahl, Beschichtungen

Werkstückspannung

Sichere Fixierung des Rohteils ist entscheidend für Genauigkeit und Stabilität.

Achssysteme

  • 3 Achsen (X, Y, Z): Standard bei vielen Bauteilen

  • 4 Achsen / 5 Achsen: Mit zusätzlichen Rotationsachsen für komplexe Geometrien

Steuerungseinheit (CNC-Steuerung)

Verarbeitet G-Code, steuert Achsenbewegungen und synchronisiert den Ablauf.

Kühl-/Schmiersysteme

Verhindern Überhitzung, verbessern Spanabfuhr und verlängern Werkzeugstandzeit.

Wenn Sie diesen Blogartikel bis hierhin gelesen haben, haben wir ein besonderes Angebot für Sie: Die ersten Kunden, die uns bezüglich unserer CNC-Fräsen kontaktieren, erhalten einen exklusiven Rabatt von 10 %! Nutzen Sie diese Gelegenheit, um Ihre Projekte effizient und präzise umzusetzen. Rufen Sie jetzt an oder besuchen Sie unsere CNC-Fräsen-Seite, um mehr zu erfahren und von diesem Angebot zu profitieren.

+90 533 242 25 73

Wichtige Parameter & Schnittgrößen

Schnittgeschwindigkeit (v_c)

Beschreibt die Relativgeschwindigkeit zwischen Fräser und Werkstückoberfläche. Abhängig vom Material und Werkzeugtyp.

Vorschub (f)

Gibt an, wie weit das Werkzeug pro Umdrehung voranschreitet. Beeinflusst Spanbildung und Oberflächenqualität.

Schnitttiefe & Zustellung (a_p, a_e)

  • a_p = Schnitttiefe

  • a_e = Eingriffsbreite
    Diese Werte bestimmen, wie viel Material pro Schnitt abgetragen wird.

Spanungsparameter (Dicke, Breite)

Bestimmen, wie der Span gebildet wird. Einfluss auf Stabilität des Schnitts und Werkzeugbelastung.

Werkzeugverschleiß & Standzeit

Berechne und überwache die Abnutzung mechanisch (Abrasion, Diffusion etc.). Bei Überbeanspruchung drohen Ausbrüche oder Brüche.

Häufige Fehler & wie man sie vermeidet

Ungünstige Schnittparameter

  • Zu hohe Vorschub- oder Zustellwerte → Werkzeugüberlastung

  • Zu geringe Werte → ineffizienter Prozess
    Lösung: Experimentieren, Tabellen nutzen, Erfahrungswerte anwenden

Vibrationen / Chatter

  • Ursache: Instabile Aufspannung, lose Komponenten

  • Lösung: Steif spannen, Vorschub oder Schnittstrategie anpassen

Kollisionen / Bahnfehler

  • Werkzeug kollidiert mit Haltern oder Werkstück

  • Lösung: Simulation im CAM, Sicherheitszonen definieren

Werkzeugverschleiß oder Bruch

  • Stumpfes Werkzeug → schlechte Qualität

  • Lösung: Werkzeugstand regelmäßig prüfen, rechtzeitig wechseln

Werkstückverzug durch Spannungen

  • Innere Spannungen im Material können zu Maßabweichungen führen

  • Lösung: Vorentlastung, langsames Fräsen, Wärmebehandlung

Anwendungsbereiche & Beispiele

  • Maschinenbau & Automobilindustrie

  • Luft- und Raumfahrt (Strukturbauteile, Turbinenschaufeln)

  • Medizintechnik (Implantate, Prothesen)

  • Formen- und Werkzeugbau

  • Gehäuse- und Elektronikkomponenten

Trends & Innovationen

    • Automatisierung & Roboterintegration

    • KI-gestützte Bearbeitungsstrategien

    • Adaptive Kontrolle & Prozessüberwachung

    • Hybridmaschinen (z. B. Fräsen + Additive Fertigung)

    • Neue Schneidwerkstoffe und Beschichtungen

    • Simultane Mehr-Achsenbewegungen (z. B. 5-Achsen-Bearbeitung)

Fazit & Empfehlungen

CNC‑Fräsen ist ein mächtiges Fertigungsverfahren mit breitem Anwendungsfeld. Um optimale Ergebnisse zu erzielen:

  • Beginne mit sauberem CAD-Modell

  • Wähle geeignete Werkzeuge und CAM-Strategien

  • Parametriete sorgfältig (Vorschub, Schnittgeschwindigkeit, Zustellung)

  • Simuliere und prüfe vor dem echten Lauf

  • Achte auf Werkzeugstandzeit, Vibrationen und Spannungszustände

  • Nutze neue Technologien & Trends zur Effizienzsteigerung

Wenn du möchtest, kann ich dir auch eine erweiterte Version (z. B. mit grafischen Beispielen, Tabellen, Formeln) erstellen, die du direkt auf deiner Website publizieren kannst. Möchtest du das?