Dynamisches Fräsen – eine moderne, kostengünstige Frästechnologie

In diesem Artikel besprechen wir, was dynamisches Fräsen bedeutet und wie es sich von anderen Fertigungsverfahren unterscheidet. Es ist eine faszinierende Technologie, die die Fertigungsindustrie revolutioniert hat.

Lassen Sie uns gleich eintauchen:

Was ist dynamisches Fräsen?

Dynamisches Fräsen ist ein modernes computergestütztes Fertigungsverfahren (CAM). Es erzeugt das gewünschte Endprodukt durch kontinuierlichen, überwachten Materialabtrag von einem größeren Rohwerkstück durch Schneiden oder Schruppen.

Vorteile des dynamischen Fräsens

Die dynamische Frästechnologie bietet ihren Benutzern einige Vorteile. Zu den Vorteilen, die sich für die Einführung dieses Bearbeitungsverfahrens ergeben, gehören:

· Längere Werkzeuglebensdauer

Die Langlebigkeit der Werkzeuge ist ein wichtiger Aspekt bei der dynamischen Bearbeitung, da die Werkzeuge teuer sind. Die Standzeit des Schneidwerkzeugs kann um das Fünffache verlängert werden, wenn die Spanlast während des Prozesses aufrechterhalten wird. Ein Phänomen, das als radiale Spanverdünnung (RCT) bekannt ist.

Darüber hinaus ermöglichen geringere Abstände und größere Abstände bei konstanter Spanlast, dass das Werkzeug die Wärme schneller abführt und so einen Werkzeugausfall verhindert.

· Weniger Prozesszyklus

Abhängig von Ihrem Maschinentyp können Sie ein Gleichgewicht zwischen der Menge des abgetragenen Materials und der Standzeit des Werkzeugs erreichen. Dies können Sie erreichen, indem Sie die Zustellungstiefe langsam verringern und gleichzeitig die Geschwindigkeit erhöhen. Dadurch können Sie die Materialabtragsrate erhöhen und gleichzeitig den Werkzeugverschleiß verringern, wodurch der Prozesszyklus verkürzt wird.

· Schnellerer Mahlprozess

Dynamic Machining setzt bei seinen Abläufen CAM-Software ein. Mit dieser Software kann das Werkzeug so gesteuert werden, dass es innerhalb von Minuten hocheffiziente, qualitativ hochwertige und glatte Schnitte erzeugt.

· Kleinere Schneidwerkzeuge

Da dies maschinengesteuert ist, werden beim Einsatz kleinerer Schneidwerkzeuge die Werkzeuge überwacht, um Materialschäden bei hohen Geschwindigkeiten zu vermeiden. Dies führt zu einer hochwertigen Materialveredelung.

· Reduzieren Sie die Nachbearbeitung

Überwachte kleinere Schneidwerkzeuge können während des Fräsvorgangs auf mehr Teile eines Materials zugreifen. Dadurch kann in einem einzigen Arbeitsgang ein fertiges Material hergestellt werden, sodass in einigen Fällen kein weiterer Nachbearbeitungsprozess erforderlich ist.

· Betrieb bei Licht-Aus

Der Softwarealgorithmus für die dynamische Bearbeitung wird sorgfältig entwickelt und ausführlich getestet, bevor er eingesetzt werden kann. Dadurch arbeitet es mit sehr hoher Präzision und folgt dem vorgegebenen Werkzeugweg.

Dies macht es sicher, Schnitte unbemannt und sogar bei ausgeschaltetem Licht durchzuführen, wodurch die Arbeitskosten gesenkt werden.

· Dünnwandige Bauteile

Anwendungsbereiche wie Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte und Automobilhersteller benötigen für ihren Einsatz leichte Komponenten. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Bauteile dünnwandiger werden, ohne dass ihre mechanische Festigkeit verloren geht.

Mithilfe der dynamischen Frästechnologie kann genau dies erreicht werden, indem die Werkzeugbewegung gesteuert wird, um Wandverzerrungen während des Fräsens zu minimieren.

· Reduzieren Sie den Maschinenverschleiß

Anders als beim konventionellen Fräsen, wo Vibrationen, Querkräfte und Werkzeugverschleiß üblich sind. Die dynamische Fräsmaschine ist stabil, reduziert diese Vibrationen und Kräfte und verlängert so die Lebensdauer der Maschine.

· Konditioniert für beste Schnittergebnisse

Die dynamische Frästechnologie ist darauf programmiert, präzise Schnitte zu erzeugen, wobei ein Gleichgewicht zwischen Materialabtragsrate und reduziertem Werkzeugverschleiß gewährleistet ist. Dadurch entstehen nur präzise und qualitativ hochwertige Schnitte.

Empfohlene dynamische Fräsmaschinen

Einige der empfohlenen dynamischen Fräsmaschinen sind:

• Ein dynamisches Werkzeug mit fünf oder vier Schneiden.
• Eine dynamische Fräsmaschine mit sechs Schneiden.
• Vollhartmetall-Schaftfräser mit mehreren Schneiden.

Vergleich von dynamischem Fräsen mit konventionellem Fräsen

Sowohl dynamische Frästechniken als auch konventionelles Fräsen sind computergesteuerte Fertigungsverfahren, ihre Funktionsweise ist jedoch völlig unterschiedlich.

Ständiger Betrieb: Während das dynamische Fräsen das Schneidwerkzeug während des Prozesses am Material hält, greift das konventionelle Fräsen intermittierend ein. Dies führt zu einem effizienten und schnelleren Materialabtrag beim dynamischen Fräsen, jedoch zu einer unterschiedlichen Materialabtragsgeschwindigkeit und einer langsameren Produktion beim konventionellen Fräsen.

Schneidgeschwindigkeit: Beim konventionellen Fräsen ist die Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs bei geringerem Vorschub langsamer, um die Langlebigkeit des Werkzeugs zu gewährleisten. Beim dynamischen Fräsen ist die Schneidwerkzeuggeschwindigkeit bei höheren Vorschüben höher, was durch radikale Spanverdünnung zu einer guten Standzeit führt.

Produktionszyklus: Aufgrund der geringeren Schnittgeschwindigkeit und Vorschübe beim konventionellen Fräsen ist die Produktionszykluszeit länger, während sie beim dynamischen Fräsen schneller ist.

Flexible Werkzeugwege: Dynamisches Fräsen verfügt über einen anpassbaren Werkzeugweg, der je nach Teilegeometrie geändert werden kann, was zu einer effizienten Materialabtragsrate und Endbearbeitung führt. Der herkömmliche Fräswerkzeugweg ist entweder gerade oder spiralförmig festgelegt und nicht einstellbar. Dadurch eignet es sich für den Einsatz bei einfachen Geometrien und nicht bei komplexen Bauteilen.

Haltbarkeit des Werkzeugs: Eine höhere Schnittgeschwindigkeit beim dynamischen Fräsen kann zu einem schnelleren Werkzeugverschleiß führen. Dies wird jedoch durch die radiale Spanverdünnung sowie den konstanten Werkzeug-Material-Eingriff gemildert. Andererseits führt der intermittierende Werkzeug-Material-Eingriff zu variablen Schnittkräften, die den Werkzeugverschleiß beim konventionellen Fräsen beschleunigen.

Anwendung: Dynamisches Fräsen wird häufig bei der Endbearbeitung komplexer Teile in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbereich usw. eingesetzt. Konventionelles Fräsen wird häufig bei der Produktionsbearbeitung, Reparatur und Wartung eingesetzt.

Vergleich von dynamischem Fräsen und Rampen mit hohem Vorschub

Das dynamische 3D-Fräsen lässt sich in folgender Hinsicht mit dem Hochvorschub-Rampenfräsen vergleichen:

Schneidansatz: Dynamisches Fräsen ermöglicht kontinuierliches Schneiden des Materials durch konstanten Werkzeugeingriff und mit hoher Geschwindigkeit. Durch die Rampe mit hohem Vorschub wird das Schneidwerkzeug bei geringer Materialtiefe mit erhöhtem Vorschub in Eingriff gebracht, was zu einer höheren Materialabtragsrate führt.

Kosten: Während beim dynamischen Fräsen das verschlissene Werkzeug komplett ausgewechselt werden muss, ermöglicht die Hochvorschubrampe nur die Indexierung des verschlissenen Teils. Dies führt insgesamt zu einer Einsparung der Werkzeugkosten. Darüber hinaus sind die Kosten eines Hochvorschub-Rampenwerkzeugs niedriger als die eines Dynamin-Fräswerkzeugs.

Schnitttiefe: Dynamisches Fräsen ist hinsichtlich der Tiefe des Schneidwerkzeugs begrenzt und daher nicht für die Bearbeitung tiefer Profile geeignet. Die Schneidstrategie mit hoher Vorschubrampe ermöglicht die Bearbeitung tiefer Taschen und wird daher für tiefe Profile bevorzugt.

Werkzeugweg: Dynamisches Fräsen ermöglicht die Herstellung komplexer Teile aufgrund seines anpassbaren Werkzeugwegs für Effizienz und glatte Oberfläche. Das Hochvorschubrampenverfahren folgt einem starren Werkzeugweg mit dem Ziel eines hohen Materialabtrags.

Standzeit: Sowohl das dynamische Fräsen als auch das Rampen mit hohem Vorschub sorgen für eine längere Werkzeuglebensdauer und erhöhen die Materialabtragsrate.

Anwendungen: Dynamisches Fräsen bietet eine Fräslösung für kürzere Fräszeiten in der Luft- und Raumfahrt, bei medizinischen Geräten usw. Hohe Vorschubrampen sind aufgrund des Schneidansatzes ideal für die Schruppbearbeitung schwerer Materialien in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie.

Bei dynamischen Fräswerkzeugen zu berücksichtigende Faktoren

Dynamische Fräswerkzeuge beeinflussen das Aussehen des Endprodukts, die Werkzeuglebensdauer und den Bearbeitungsvorgang. Die Auswahl von Werkzeugen mit der richtigen Qualität trägt dazu bei, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

· Werkzeugdesign

Die Werkzeuggeometrie bestimmt die Werkzeugleistung wie Vibration, Materialabtrag bei der Oberflächengüte usw. Einige der Geometrien umfassen Nutendesign, variable Steigung und variable Spirale.

· Qualität des Werkzeugs

Hochwertiges Schneidwerkzeug bietet effiziente Bearbeitungserfahrung, Werkzeughaltbarkeit und präzisen Werkzeugweg.

Werkzeugbeschichtung: Spielt eine Rolle bei der Oberflächenbeschaffenheit, der Reibung zwischen den Materialien, der Verschleißfestigkeit, der Haltbarkeit usw. Zu den verfügbaren Beschichtungen gehören: Titanaluminiumnitrid (TiAIN), Titankarbonit (TiCN), Titannitrid (TiN) usw. Die Wahl der Beschichtung hängt von Ihrer Anwendung ab.

· Material des Werkzeugs

Dynamische Fräswerkzeuge aus rostfreiem Stahl sollten aus starkem, zähem Material bestehen, das Verschleiß standhält. Übliche Materialien für dynamische Schneidwerkzeuge sind Hartmetall und hochfester Stahl. Hartmetallwerkzeuge werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß bei hoher Betriebsgeschwindigkeit bevorzugt.

· Qualitätsstandard

Um unter CAM hohe Leistungsstandards zu erreichen, muss das verwendete Werkzeugmaterial Qualitätssicherungsstandards erfüllen. Die Beschaffung von Werkzeugen von seriösen und zertifizierten Lieferanten stellt sicher, dass Sie qualitätsgesicherte Werkzeuge auswählen.

Anwendungen des dynamischen Fräsens

Der dynamische Fräsfertigungsprozess kann in den folgenden Branchen eingesetzt werden:

• Herstellung von medizinischen Geräten wie zahnärztlichen Instrumenten.
• Luft- und Raumfahrt, z. B. Flugzeugteile wie Schwenkhalterung.
• Automobilteile wie Kraftstoffverteiler, Aufhängungsteile usw.
• Herstellung von Formen und Formen
• Allgemeine Bearbeitungsproduktion

Abschluss

Dynamisches Fräsen ist ein schneller, effizienter CAM-Bearbeitungsvorgang mit verlängerter Werkzeugstandzeit aufgrund seiner Schnittstrategie. Der Schwerpunkt liegt auf einem schnelleren Materialabtrag, der eine schnellere Wärmeabfuhr gewährleistet und so einen schnelleren Werkzeugverschleiß verhindert. Es wird häufig in Branchen eingesetzt, in denen Teile mit guter Oberflächengüte und Hemdfräszeit erforderlich sind.

Mehr Ressourcen::

Klettern vs. konventionelles Fräsen – Quelle: TSINFA

CNC-Maschinentypen – Quelle: TSINFA

Fräsen in Bearbeitungsbetrieben – Quelle: WIKIPEDIA

Kaufratgeber für Fräsmaschinen – Quelle: TSINFA