Was ist CNC-Bearbeitung？ - CNC CNC-Technik

Was ist die Geschichte der CNC-Bearbeitung?

Während des Zweiten Weltkriegs produzierten die Vereinigten Staaten schnell Schiffe, Flugzeuge und Fahrzeuge für das Militär. Und auch nach Kriegsende lief die Produktion weiter, da das Land nach dem Krieg einen Boom in den Bereichen Wohnungsbau, Ausbau der Infrastruktur und Verkehr erlebte. Natürlich brauchten die Ingenieure und Konstrukteure Werkzeuge, um die wachsende Nachfrage nach Industrieprodukten effizient zu befriedigen.

Das war die CNC-Bearbeitung.

John T. Parsons, der in der Produktion von Hubschrauberrotorblättern tätig war, war einer der ersten, der sich für die CNC-Bearbeitung einsetzte. Er und seine Kollegen auf der Wright-Patterson Air Force Base in Dayton, Ohio, verwendeten Interpolationskurven, die mit Hilfe von Berechnungsmethoden auf die Bearbeitung angewendet werden konnten, um die für Rotorblätter erforderlichen komplexen Verjüngungen zu erzielen. Als Parsons‘ Unternehmen immer komplexere Flugzeugteile herstellen musste, wandte es sich Berechnungsmethoden und CNC-gefertigten Teilen zu, um die gewünschten Formen zu erreichen.

Dies war teilweise die Geburtsstunde der CNC-Bearbeitung. Aufbauend auf Parsons‘ Innovationen entwickelte das MIT Servomechanisms Laboratory später eine funktionierende Maschine, die mit Hilfe von Berechnungsmethoden präzise Maschinenteile herstellen konnte. Ihre Servomechanismen waren in der Lage, die kartesischen Koordinaten – die numerische Steuerung – zu verwenden, um die Maschine und ihre beweglichen Teile zu steuern und mit automatisierter Präzision zu fertigen. Diese Automatisierung wurde im weiteren Verlauf des zwanzigsten Jahrhunderts immer weiter verfeinert und entwickelt sich auch heute noch weiter.

In einer Welt, die sich auf fortschrittliche Technologien stützt, ist es nicht verwunderlich, dass die computergesteuerte numerische Steuerung (CNC-Bearbeitung) heute mehr denn je verbreitet ist. Aber was genau ist CNC-Fertigung? Bei dieser Fertigungsmethode werden Computerprogramme zur Steuerung von Werkzeugmaschinen eingesetzt, die qualitativ hochwertige Teile mit engen Toleranzen herstellen.

Was ist eine CNC-Maschine?

Computergesteuerte Maschinen sind automatisierte Maschinen, die von Computern betrieben werden, die vorprogrammierte Sequenzen von Steuerbefehlen ausführen. CNC-Maschinen sind im Wesentlichen das Gegenteil von Geräten der „alten Schule“, die manuell mit Handrädern oder Hebeln gesteuert werden oder mechanisch allein durch Nocken automatisiert sind. Die modernen CNC-Maschinen von heute verstehen und arbeiten mit einer CNC-Bearbeitungssprache, dem so genannten G-Code, der ihnen präzise Produktionsdaten wie Vorschub, Geschwindigkeit, Position und Koordination vorgibt.

Das Design und die mechanischen Teile für CNC-Systeme sind heute hoch automatisiert – im Gegensatz zu den alten, gefährlichen Fabrikmaschinen, an die man früher dachte. Die mechanischen Abmessungen der Teile werden mit computergestützter Konstruktionssoftware (CAD) definiert und dann von computergestützter Fertigungssoftware (CAM) in Fertigungsanweisungen umgesetzt. Daher ist es wichtig, dass es in der Branche sachkundige CNC-Bearbeiter und Programmierer gibt, die diese Hightech-Maschinen bedienen können.

Die Bedeutung der CNC-Bearbeitung

Die Hersteller in Connecticut sind führend in der Herstellung wichtiger Industrieprodukte wie Düsentriebwerke, Hubschrauber und U-Boote. Dank der jüngsten technologischen Fortschritte sind die Tage des rauen Fabriklebens vorbei. Heute setzen die Beschäftigten ihre Bearbeitungsfähigkeiten in einer sauberen, professionellen Umgebung mit fortschrittlicher und modernster Technologie ein.

Wie unterscheidet sich die CNC-Bearbeitung von der herkömmlichen Bearbeitung?

Bei der traditionellen Zerspanung bedient ein erfahrener Zerspanungsmechaniker eine Maschine und bearbeitet oder formt Metall. Dies geschieht nach den Vorgaben von Konstrukteuren und Ingenieuren, in der Regel anhand einer technischen Zeichnung oder eines Bauplans. Sie verwenden Drehscheiben, Skalen, Schalter, Spannfutter, Schraubstöcke und eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen aus gehärtetem Stahl, Hartmetall und Industriediamanten und stellen mit Messinstrumenten sicher, dass alle Abmessungen korrekt sind.

DieCNC-Bearbeitung erfüllt dieselben Funktionen wie die herkömmliche Bearbeitung – Schneiden, Bohren, Fräsen, Aufbohren, Schleifen und andere Funktionen der Metallumformung und -abtragung -, aber die CNC-Maschinen verwenden eine numerische Computersteuerung anstelle der manuellen Steuerung durch einen Maschinenführer. Sie ist automatisiert, wird durch einen Code gesteuert und von Programmierern entwickelt. Sie ist beim ersten Schnitt ebenso präzise wie beim 500. Sie ist in der digitalen Fertigung weit verbreitet (und manchmal auch in Kleinserien) und kann für Änderungen und unterschiedliche Materialien überarbeitet und angepasst werden.

Diese Art der Bearbeitung ist sehr viel präziser und hat die traditionelle Bearbeitung (wenn auch nicht vollständig) in der Fertigung, Herstellung und industriellen Produktion abgelöst. Sie nutzt mathematische Koordinaten und Rechenleistung, um das gleiche Ziel mit höchster Genauigkeit zu erreichen. Bei der numerischen Computersteuerung werden kartesische Koordinaten verwendet. Dabei handelt es sich um räumliche Koordinaten – in mehreren Dimensionen – unter Verwendung von Koordinaten und Achsen. Die Automatisierung von Werkzeugmaschinen steuert das Schneiden, Ausbohren, Bohren oder andere Vorgänge mit Hilfe der numerischen Steuerung eines Computers, der die Koordinaten liest. Diese Koordinaten wurden von den Ingenieuren in der digitalen Zeichnung und im Entwurf des Produkts festgelegt.

Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung?

Bei der CNC-Bearbeitung kommen subtraktive Verfahren zum Einsatz, d. h. das Ausgangsmaterial wird durch Subtraktion und Abtragen von Material in seine endgültige Form gebracht. Es werden Löcher gebohrt, Lose und Bahnen gekrümmt und Metallmaterial in neues Material mit unterschiedlichen Konizitäten, Durchmessern und Formen geformt.

Bei der subtraktiven Fertigung werden die Formen durch den Abtrag von Material erreicht. Dies steht im Gegensatz zu anderen Verfahren wie der additiven Fertigung, bei der Materialien hinzugefügt, geschichtet und zu einer bestimmten Form verformt werden. Dies steht auch im Gegensatz zum Spritzgießen, bei dem das Material in einem anderen Aggregatzustand mithilfe einer Form eingespritzt und in eine bestimmte Form gebracht wird.

Die CNC-Bearbeitung ist vielseitig und kann für verschiedene Materialien eingesetzt werden, darunter Metalle, Kunststoffe, Holz, Glas, Schaumstoff und andere Verbundwerkstoffe. Diese Vielseitigkeit hat dazu beigetragen, dass die CNC-Bearbeitung in allen Branchen beliebt ist, denn sie ermöglicht es Konstrukteuren und Ingenieuren, Produkte effizient und präzise zu fertigen.

In welchen Branchen wird die CNC-Bearbeitung eingesetzt?

Die CNC-Bearbeitung ist in allen Branchen weit verbreitet. Sie ist in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Unterhaltungselektronik, der Robotik, der Landwirtschaft und anderen Bereichen, in denen häufig Metallteile verwendet werden, weit verbreitet. Auch in der Medizintechnik, bei Haushaltswaren, im Energiesektor, in der Öl- und Gasindustrie und bei anderen Verbraucheranwendungen wird sie häufig eingesetzt. Es ist eines der am weitesten verbreiteten Herstellungsverfahren der Welt.