CNC-Prototypen

Bei der CNC-Bearbeitung wird der Prototyp aus der Masse eines Kunststoffblocks mittels numerisch gesteuerter Fräsen gefertigt. Diese Rapid-Prototyping-Technologie eignet sich für Einzelfertigungen im Rahmen von funktionalen Tests.

Die CNC-Bearbeitung von Prototypenteilen aus Kunststoff ist ein sogenanntes „subtraktives“ Verfahren, da schrittweise Material entfernt wird. Dank einer großen Auswahl an Harzen und Metallen können CNC-Prototypen aus dem Material gefertigt werden, welches später tatsächlich zum Einsatz kommen soll. Daher weisen sie mechanische Eigenschaften auf, die einem gespritzten Teil sehr ähnlich sind (ABS, PC, PP, PVC, POM, PMMA, PA 6/66).

Dies ist das günstigste und effizienteste Verfahren zur schnellen Fertigung von weniger als 5 Prototypen oder Modellen aus Kunststoff.

CNC-Prototypen: technische Details des Verfahrens

Die in unserer CNC-Bearbeitung verwendeten Maschinen sind 3-Achsen-Fräsen mit numerischer Steuerung. Sie sind automatisiert und werden von einem Computer gesteuert, der die Bewegung des Fräsers gemäß der hinterlegten 3D-Datei (CAD-Daten) bestimmt. Bei der CNC-Bearbeitung wird keine Gussform benötigt, was die Kosten und die Einrichtungszeit reduziert. Die Maschinen können mehrere identische Kopien fertigen und somit die gleiche Qualität für alle Exemplare einer Serie gewährleisten, allerdings sind darüber hinaus die Mengenvorteile sehr begrenzt. Die große Auswahl an verfügbaren Thermoplasten und Metallen ermöglicht die Fertigung von Teilen mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften.

Anwendungen

Der entscheidende Vorteil dieses Verfahrens ist, dass Prototypen aus dem Material des späteren Serientyps gefertigt werden können. Sie kommen so den mechanischen Eigenschaften des spritzgegossenen Teils sehr nahe. Die CNC-Bearbeitung von Kunststoff eignet sich für Einzelfertigungen im Rahmen visueller sowie funktionaler Tests. Außerdem sind wir in der Lage, Ihnen ein breites Sortiment an Oberflächenbearbeitungen anzubieten. Nach der Bearbeitung werden die Teile poliert, um jegliche scharfen Kanten zu entfernen. Unsere Werkstatt kann die Teile zudem in allen Farben der Farbskala RAL und PANTONE lackieren. Unser Team ist weiterhin in der Lage, auch Teile aus Metallen wie Aluminium oder Messing herzustellen. Darüber hinaus können wir transparente Teile aus PMMA oder PC fräsen. Für weitere Informationen über die Kapazitäten unserer Werkstatt in Bezug auf die Fertigung von Kunststoffteilen besuchen Sie unsere Seiten Material, Finishs sowie Standards & Normen und Funktionen.

Vorteile der CNC-Bearbeitung

Die per CNC gefertigten Prototypen kommen den Serienteilen sehr nahe. Zur Herstellung von 1 bis 5 Kunststoffprototypen wird die CNC-Bearbeitung oftmals aufgrund Ihrer Effizienz und dem verhältnismäßig geringen Zeitaufwand gewählt. Wir empfehlen außerdem, auf die CNC-Bearbeitung zurückzugreifen, wenn Sie Teile aus Metall oder mit großen Abmessungen fertigen lassen möchten (mehr als 600 mm).

Um mehr über die CNC-Bearbeitung zu erfahren, klicken Sie hier:

Was genau ist CNC?

Die Abkürzung CNC steht für Computerized Numerical Control, was übersetzt soviel heißt wie rechnergestützte numerische Steuerung. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Steuerung bestimmter Werkzeugmaschinen, sogenannter CNC-Maschinen. Mithilfe dieser Maschinen können Werkstücke mit hoher Präzision hergestellt werden, auch wenn diese sehr komplexe Formen aufweisen. Bei den Apparaturen handelt es sich um Fräsmaschinen, die ein Schneidewerkzeug verwenden, um Materialblöcke zu bearbeiten. Mit ihrer Hilfe werden Metall- oder Kunststoffteile gefertigt, die als visuelle oder mechanische Prototypen dienen können. Diese Prozesse laufen in der Regel automatisiert ab. Hierzu kommen CAD-Modelle (Computer-Aided Design) zum Einsatz, die Größe und Form der zu bearbeitenden Teile festlegen. Das Programm steuert dann die Werkzeugbewegungen auf der zu bearbeitenden Masse. Um mit der Fertigung beginnen zu können, benötigen wir diese Daten von Ihnen.

Von der Vorbereitung bis zur Nachbearbeitung: Schritte bei der Fertigung von CNC-Prototypen

Bevor wir einen CNC-Prototypen fertigen können, brauchen wir einen digitalen Entwurf des gewünschten Teils. Dieser wird mithilfe einer CAD- bzw. CAM-Software erstellt (CAM = Computer-Aided Manufacturing). In dieser Datei sind die Abmessungen und Geometrie des Prototyps festgeschrieben. Die CNC-Maschine muss vor dem eigentlichen Fertigungsprozess an einen Computer angeschlossen sein, der die Maschine mit den nötigen Informationen versorgt und sie automatisch steuert. Der in die Maschine eingelegte Materialblock wird während der Bearbeitung durch die Fräsmaschine von einer hydraulischen Klemmung in Position gehalten. Nachdem das Teil wieder aus der Maschine entfernt wurde, können noch verschiedene Formen der Oberflächenbearbeitung wie Polieren oder Lackieren vorgenommen werden.

Herstellung von CNC-Prototypen: das Verfahren im Detail

Bei der CNC-Bearbeitung wird der entsprechende Materialblock zunächst auf der Platte der Maschine fixiert. Die Fräsmaschine bearbeitet das Teil und nutzt zwei Bewegungsmuster: eine Vorschubbewegung sowie eine Schnittbewegung durch Rotation. Eine Spindel ermöglicht diese Drehbewegung. Eine Fräsmaschine kann dabei über 3 oder 5 Achsen verfügen. In ersterem Fall bewegt sich der Fräser entlang der X-, Y- und Z-Achse. Die Fertigungsgeschwindigkeit hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Auch das gewählte Material bei dem zu fertigenden Teil spielt hier eine entscheidende Rolle. Nach abgeschlossener Bearbeitung kann der CNC-Prototyp wieder aus der Maschine entnommen werden. Wenn mehrere Teile gefertigt werden sollen, kann jetzt das nächste Stück Rohmaterial eingesetzt werden.

Grenzen des CNC-Verfahrens

Wie oben bereits erwähnt, ist die Herstellung von Prototypen mittels CNC-Bearbeitung nicht unbedingt geeignet, wenn sehr viele Teile gefertigt werden sollen. Andere Verfahren weisen hier deutlich größere Mengenvorteile auf. Hinzu kommt, dass die zum Einsatz kommenden Maschinen bestimmten Limitierungen unterliegen. Beispielsweise ist die Reichweite der Fräsmaschinen begrenzt. Es gibt oftmals Bereiche am zu bearbeitenden Teil, die ohne Drehen nicht von der Apparatur erreicht werden können. Um also entsprechende Formen trotz sogenannter Hinterschneidungen anfertigen zu können, müssen Einzelteile des Werkstücks erstellt und später zusammengeklebt werden. Bei zu komplexen Formen mit vielen Hinterschneidungen oder sogenannten „Undercuts“ sollte daher auf ein anderes Verfahren zurückgegriffen werden. Auch kann es sein, dass manche spitzen Winkel oder Radien nicht realisiert werden können, weil der Fräskopf zu groß ist. Bei Prototech Asia arbeiten wir mit minimalen Bearbeitungsradien zwischen 0,1 und 1 mm.

Bauen Sie bei CNC-Prototypen auf Prototech Asia

Nehmen Sie Kontakt zu uns auf. Wir sind Experten auf dem Gebiet Rapid Prototyping und fertigen unter anderem per CNC Prototypen und andere Teile, einzeln oder als Serie. Unsere maßgeschneiderten Lösungen kommen in zahlreichen unterschiedlichen Branchen zum Einsatz und werden auch Sie überzeugen. Richten Sie jetzt Ihre Anfrage an unsere kompetenten Mitarbeiter und überzeugen Sie sich von unserem Know-how. Wir freuen uns darauf, mit Ihnen in Kontakt zu treten.

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