Grundlagen und Best Practices der CNC-Zerspanung: Präzision durch Prozessverständnis

Die CNC-Zerspanung ist das Rückgrat moderner Fertigungstechnologie. Ob Einzelteilfertigung, Serienproduktion oder Prototyping – die Qualität und Wirtschaftlichkeit eines Bauteils hängen bei der CNC-Bearbeitung maßgeblich von einer korrekt ausgeführten Zerspanungstechnik ab. Dieser Beitrag vermittelt fundiertes Praxiswissen zu Werkstoffen, Bearbeitungsparametern, Werkzeugstrategien und Optimierungspotenzialen für professionelle Anwender.

CNC-Zerspanung bezeichnet die computergestützte Bearbeitung von Werkstücken durch abtragende Verfahren wie Fräsen, Drehen, Bohren oder Schleifen von Aluminium und anderen Leichtmetallen sowie Edelstahl. Die Bewegungen der Werkzeuge werden durch numerisch gesteuerte Maschinen (CNC = Computerized Numerical Control) mit hoher Präzision ausgeführt.

Zielgrößen in der CNC-Zerspanung:

• Maßhaltigkeit & Toleranzsicherheit
• Oberflächengüte (z. B. Ra < 0,8 µm)
• Reproduzierbarkeit
• Wirtschaftlichkeit (Standzeit, Durchlaufzeit, Materialausnutzung)

Die Materialwahl hat entscheidenden Einfluss auf das Zerspanungsverhalten:

Ein optimal gewähltes Werkzeug senkt die Bearbeitungskosten deutlich. Wichtige Kriterien sind:

• Werkzeugtyp: VHM-Fräser, HSS-Bohrer, PKD-Werkzeuge etc.
• Zähnezahl (z): Mehr Zähne = bessere Oberflächen, aber schlechtere Spanabfuhr
• Spankammer: Muss auf das Werkstoffvolumen abgestimmt sein
• Beschichtung: TiAlN, TiCN, AlCrN etc. erhöhen Standzeit und minimieren Reibung

Praxisbeispiel:
Für hochlegierte Stähle ist ein 4-Zahn-VHM-Fräser mit TiAlN-Beschichtung und innerer Kühlmittelzufuhr meist deutlich standfester als ein unbeschichtetes Werkzeug.

Die wirtschaftliche Zerspanung basiert auf korrekt gewählten Schnittwerten:

Beispiel Aluminium:

• vc = 400 m/min, D = 8 mm → n ≈ 16.000 1/min
• fz = 0,04 mm/Zahn → vf ≈ 1.920 mm/min bei 3 Zähnen

Die Kühlstrategie ist entscheidend für Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und Werkzeugstandzeit:

• MMS (Minimalmengenschmierung): Sehr effektiv bei Aluminium und NE-Metallen
• IKZ (Innenkühlung): Für tiefe Bohrungen und langspanende Werkstoffe
• Trockenbearbeitung: Möglich bei beschichteten Werkzeugen, verringert KSS-Kosten

Achtung:
Eine Aufbauschneide entsteht oft bei zu geringer Schnittgeschwindigkeit oder fehlender Schmierung – regelmäßig Werkzeug inspizieren!

Moderne CAM-Systeme ermöglichen adaptive Frässtrategien, Simulationen und Restmaterialanalysen. Vorteile:

• Weniger Leerwege, optimierter Materialabtrag
• Erhöhte Prozesssicherheit
• Automatisierte Feature-Erkennung
• Integration in MES/ERP für Fertigungsplanung

Beispiel:
Trochoidales Fräsen reduziert die thermomechanische Belastung bei der Bearbeitung von Edelstahl und erhöht die Werkzeugstandzeit um bis zu 60 %.

Professionelle CNC-Zerspanung ist mehr als „Material abtragen“. Wer Werkstoffverhalten, Werkzeugtechnologie, Prozessparameter und Maschinenpotenziale intelligent kombiniert, kann Fertigungszeiten verkürzen, Ausschuss reduzieren und die Qualität signifikant steigern.

Sie sind auf der Suche nach einem Full-Service-Partner für die Bearbeitung von Edelstahl, Aluminium und anderen NE-Metallen? Mit unserer kompletten Fertigungstiefe bieten wir Ihnen alles aus einer Hand: vom Einkauf des geeigneten Rohmaterials über sämtliche Bearbeitungsschritte bis zum perfekten Oberflächenfinish.

Kontaktieren Sie uns für eine kostenlose Erstberatung – technisch fundiert und herstellerneutral.