CNC-Schleifen ist eine der neuesten Technologien zur Herstellung komplexer Teile. So entwickeln die Forscher beispielsweise neue Werkstoffe für Schleifscheiben, wie Superschleifmittel und kubisches Bornitrid, sowie Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung der Oberflächengüte und der Schleifleistung.
Wie ist das möglich geworden? Hier bieten wir Ihnen einige Beispiele für CNC-Schleifen aus der Praxis mit Referenzen.
- Luft- und Raumfahrt: Spirit AeroSystems ist ein großer Name in der Luft- und Raumfahrtbranche. Mit dem CNC-Schleifverfahren stellt das Unternehmen leichte Fahrwerke her
- Automobilindustrie: Porsche Autos sind ein großer Nutznießer des CNC-Schleifens. Sie stellen Kurbelwellen und Motoren her, die mit Hilfe des CNC-Schleifens den Anforderungen ihrer Fahrzeuge entsprechen.
- Medizinisch: Exactech ist ein bekanntes medizinisches Unternehmen. Es verwendet CNC-Schleifen, um maßgeschneiderte Gelenkersatzteile herzustellen.
- Verbraucher: Jeder kennt das Unternehmen Apple. Viele Smartphone-Hersteller wie Apple verwenden CNC-Schleifen zur Herstellung von Smartphone-Kameralinsen.
Wichtigste Erkenntnisse
- Was ist CNC-Schleifen?
- Wie funktioniert das CNC-Schleifen?
- Was sind die Vorteile des CNC-Schleifens?
- Anwendungen des CNC-Schleifens?
- Welche Faktoren sollten Sie bei der Auswahl einer CNC-Schleifmaschine berücksichtigen?
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Was ist CNC-Schleifen?
CNC und Schleifen sind zwei unterschiedliche, aber verwandte Techniken. Beide sind für das CNC-Schleifen unerlässlich.
Hier ist ihr Zusammenhang:
Schleifen
- Schleifen ist ein Bearbeitungsverfahren. Dabei wird das Werkstück durch eine rotierende Schleifscheibe geführt, wodurch Material abgetragen wird.
- Das Schleifen eignet sich am besten für Teile, die die gewünschte Form, Oberflächengüte und erforderliche Toleranz aufweisen sollen.
CNC
- CNC bedeutet Computer Numerische Steuerung. Sie ist in der verarbeitenden Industrie von großem Nutzen, um die Bewegung von Werkzeugschleifmaschinen zu regulieren.
- Bei einer CNC-Schleifmaschine wird die Bewegung der Scheibe, des Werkstücks und anderer Teile durch Signale des CNC-Systems gesteuert.
Die Kombination von CNC mit dem Schleifprozess hat zu einer höheren Genauigkeit, Präzision, Wiederholbarkeit und Produktionseffizienz geführt. Daher verlassen sich heute viele Branchen auf das CNC-Schleifen.
Zum Beispiel, General Motors fertigt Kurbelwellen für ihre Hochleistungsmaschinen auf CNC-Schleifmaschinen.
Definition von CNC-Schleifen
CNC-Schleifen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem Schleifscheiben eingesetzt werden, die dem Werkstück ein genaues Maß mit verbesserten Oberflächeneigenschaften verleihen. Diese Vorgänge werden durch Computerprogrammanweisungen unter der Kontrolle von numerischen Computersystemen gesteuert.
CNC-Schleifen von verschiedenen Materialien
Dies ist die häufigste Anwendung des CNC-Schleifens, wobei die Schleifscheibe vertikal von oben zugeführt wird. Metalle lassen sich auf Schleifscheiben gut bearbeiten.
Zu den häufig verwendeten Metallen gehören:
Weiche Metalle (Aluminium, Messing): Weniger schwierig zu schleifen, mit kürzeren Zeiten und günstigeren Kosten. Am besten geeignet für die Herstellung komplizierter Teile, die eine gleichmäßige Oberflächenstruktur und Ebenheit erfordern, ohne dass ein Grat erforderlich ist.
Stahl: Schleifscheiben benötigen aufgrund ihrer Härte eine höhere Körnung/Abrasivität. Manchmal können die Kosten steigen, und auch die Zeit, die für die Fertigstellung eines Projekts benötigt wird, kann je nach Art des verwendeten Stahls unterschiedlich sein. So kann zum Beispiel rostfreier Stahl teurer sein als andere Stahlsorten.
Hartlegierungen (Inconel, Titan): Aufgrund ihrer hohen Härte und ihrer hitzebeständigen Eigenschaften sind sie unglaublich schwer zu schleifen. Dies führt zu zusätzlichen Kosten, ist möglicherweise zeitaufwändiger als herkömmliche Verfahren und erfordert spezielle Schleifscheiben.
CNC-Schleifen von Stahl:
Als eine Unterkategorie des Metallschleifens hat das Schleifen von Stahl seine eigenen Überlegungen: Als eine Unterkategorie des Metallschleifens hat das Schleifen von Stahl seine eigenen Überlegungen:
Art des Stahls: Weichstahl wird zum Schleifen bevorzugt, da er im Vergleich zu kohlenstoffreichem oder rostfreiem Stahl keinen hohen Kohlenstoffgehalt aufweist.
Gewünschte Oberfläche: Ein weiteres Problem ist, dass das Erzielen einer Hochglanzoberfläche auf Stahl Prozesse wie das Polieren erfordert, was zusätzliche Schritte sind, die die Möglichkeit verteuern und Zeit in Anspruch nehmen.
CNC-Aluminium-Schleifen:
Diese Weichheit macht das Material für das Hochgeschwindigkeitsschleifen geeignet, während glatte Oberflächen leicht zu erreichen sind.
Dies steht im Gegensatz zu härteren Metallen, was bedeutet, dass es wirtschaftlicher und weniger zeitaufwändig verarbeitet werden kann.
Einige der Anwendungen sind die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Verbraucherelektronik.
CNC-Kunststoffschleifen:
Das CNC-Schleifen ist zwar nicht so weit verbreitet wie das Metallschleifen, kann aber für bestimmte Kunststoffarten eingesetzt werden.
Die Überlegungen umfassen:
Kunststoff-Typ: Einige der verwendeten Chemikalien sind flexibler als andere. Zum Beispiel ist die Arbeit beim Schleifen von Acrylkunststoffen viel einfacher als beim Umgang mit harten Kunststoffen, und dies kann in einigen Fällen die Verwendung bestimmter spezifischer Schleifscheiben oder Techniken erfordern.
Hitzeempfindlichkeit: Einige Kunststoffe sind hitzeempfindlich und schmelzen oder verziehen sich, wenn sie der vom Schleifsystem erzeugten Hitze ausgesetzt werden. Um diese Probleme zu minimieren, müssen der Kühlmitteltyp und die Schleifparameter sehr genau gewählt werden.
Gewünschte Ausführung: Einige weitere Polierschritte können notwendig sein, um einen höheren Glanzgrad der Oberfläche zu erreichen.
Wie funktioniert das CNC-Schleifen?
CNC-Schleifen ist ein bekanntes Verfahren für seine Präzision. Das Verfahren umfasst nicht nur die Ausrüstung, sondern auch den Bediener. Werfen Sie einen Blick auf die Funktionsweise des CNC-Schleifens, von den einfachsten Komponenten bis hin zu den komplexen Teilen, die dieses Verfahren möglich machen.
- Auswahl der Schleifscheibe: Die Auswahl der richtigen Schleifscheibe auf der Grundlage der Beschaffenheit des Werkstücks, der Schleifform und der gewünschten Oberfläche ist entscheidend.
- Einstellung der Maschine: Sie müssen die Schleifmaschine einstellen, indem Sie die Geschwindigkeit und den Vorschub der Schleifscheibe anpassen, um die Schleifvorgänge zu berechnen.
- Montage des Werkstücks: Die Montage des Werkstücks ist ein entscheidender Schritt. Achten Sie darauf, dass Sie das Werkstück sorgfältig auf die Maschine aufsetzen. Achten Sie auch darauf, dass es richtig auf die Schleifscheibe ausgerichtet ist.
- Schleifvorgang: Jetzt kommt die Schleifscheibe ins Spiel. Die Schleifscheibe trägt kontrolliert Material vom Werkstück ab, um die gewünschte Form und Oberflächengüte zu erreichen.
- Kühlmittel Anwendung: Hitze kann das Werkstück beschädigen und seine Integrität beeinträchtigen. Beobachten Sie daher das Kühlmittel während des Schleifvorgangs sorgfältig.
- Beenden des Prozesses: Nach dem Schleifen prüfen Sie das Endprodukt auf Genauigkeit und Ausführung. Führen Sie ggf. zusätzliche Arbeitsgänge durch, um das Ergebnis zu perfektionieren.
Vorteile des CNC-Schleifens
Im Vergleich zu anderen traditionellen Schleifmethoden bietet das CNC-Schleifen viele Vorteile, wie zum Beispiel:
- Genauigkeit: CNC-Schleifen bietet eine höhere Genauigkeit als die alten, traditionellen Schleifmethoden. CNC-Schleifen ist zur ersten Wahl für Branchen geworden, die Präzisionskomponenten benötigen.
- Außergewöhnliche Oberflächeneigenschaften: Einer der Hauptvorteile des CNC-Schleifens ist die unglaubliche Oberflächenstruktur, die damit erreicht werden kann. Durch genaues und kontrolliertes CNC-Schleifen entstehen sehr glatte und gleichmäßige Produkte.
- Vielseitigkeit: CNC-Schleifmaschinen sind vielseitig. Sie sind in der Lage, große Werkstücke, Formen und Materialien zu bearbeiten.
- Reproduzierbarkeit: Sobald eine CNC-Schleifmaschine für eine bestimmte Aufgabe programmiert ist, kann sie diese Aufgabe mehrmals exakt ausführen. Dies ist besonders nützlich in der Großserienfertigung, wo es auf Genauigkeit ankommt.
- Effizienz: Mit CNC-Schleifmaschinen können Aufträge oft schneller erledigt werden als mit manuellen Schleifsystemen.
- Abfallvermeidung: CNC-Schleifmaschinen können aufgrund ihrer Genauigkeit und Präzision den Ausschuss reduzieren.
Anwendungen des CNC-Schleifens
CNC-Schleifen wird die Fertigung bis 2024 weiter revolutionieren. CNC-Schleifen bietet Effizienz in einer Vielzahl von Branchen. Hier sind einige solide Programme mit bewährter Effektivität.
Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: (Turbinenschaufeln, Fahrwerke)
Das CNC-Schleifen ist vor allem für die energiesparende Konstruktion von kleinen Flugzeugkomponenten wie Turbinenschaufeln und Fahrwerken bekannt, die für die Treibstoffeffizienz unerlässlich sind.
Die Freigabe von SchleifenHub im Jahr 2024, der ersten Fachmesse für Schleiftechnik, zeigte, wie Unternehmen wie Airbus CNC-Schleifen für Flugzeugteile der nächsten Generation einsetzen.
Automobilindustrie (Kurbelwellen, Nockenwellen)
Geräte für Elektrofahrzeuge (EV) erfordern Präzision und ein einzigartiges Oberflächendesign, um Effizienz und hohe Reichweite zu gewährleisten.
Der Marktforschungsbericht 2024 von Grand View Forschung prognostiziert einen signifikanten Anstieg der Nachfrage nach CNC-Schleifmaschinen in der EV-Industrie aufgrund der Zunahme von Elektrofahrzeugen
Unternehmen wie Tesla können für ihre Hochleistungskurbelwellen und -nockenwellen CNC-Schleifen verwenden.
Medizinische Geräte (Organersatz, chirurgische Geräte)
Das CNC-Schleifen findet im medizinischen Bereich, z. B. beim Gelenkersatz und bei chirurgischen Instrumenten, erhebliche Anwendung.
Durch die Kombination von CNC-Schleifen mit 3D-Druck und Scantechnologie können Hersteller folgende Produkte herstellen personalisierte Implantate die perfekt auf die spezifische Anatomie des Patienten abgestimmt sind. Das sorgt für Passform, Komfort und Mobilität.
Tabelle zum Vergleich von CNC-Schleifen und traditionellem Schleifen:
| Merkmal | CNC-Schleifen | Traditionelles Schleifen |
| Prozesskontrolle | Computergesteuert, präzise und wiederholbar | Manuell, erfordert geschultes Personal |
| Genauigkeit | Hohe Genauigkeit und enge Toleranzen | Genauigkeit hängt von den Fähigkeiten des Bedieners ab |
| Geschwindigkeit | Schneller bei komplexen Formen und hohem Volumen | Langsamer, insbesondere bei komplexen Formen |
| Komplexität | Kann komplexe Formen und Geometrien verarbeiten | Begrenzt auf einfachere Formen |
| Einrichtungszeit | Schnelleres Einrichten durch Automatisierung | Langsame Einrichtung, manuelle Einstellungen erforderlich |
| Arbeitskosten | Geringere Arbeitskosten aufgrund von Automatisierung | Höhere Arbeitskosten aufgrund des Bedarfs an qualifiziertem Personal |
| Materialabfall | Weniger Materialabfall durch präzise Kontrolle | Mehr Materialabfall aufgrund der Möglichkeit von Bedienerfehlern |
| Anwendungen | Ideal für hohe Stückzahlen, Präzisionsteile, komplexe Formen | Geeignet für einfachere Teile, Kleinserienproduktion oder begrenzte Budgets |
Kosten und Durchlaufzeit für CNC-Schleifen
Anmerkung: Dies ist ein ungefährer Preis. Bitte setzen Sie sich mit dem nächstgelegenen CNC-Bearbeitungsunternehmen in Verbindung, um die tatsächlichen Preise zu erfahren.
| Komplexität | Material | Geschätzte Kosten pro Stück (USD) | Geschätzte Durchlaufzeit |
| Einfach (flache Oberflächen) | Weiche Metalle (Aluminium) | $5 - $20 | 1-3 Tage |
| Mäßig (zylindrisch mit einigen Merkmalen) | Stahl | $20 - $50 | 3-5 Tage |
| Komplex (mehrere Merkmale, enge Toleranzen) | Hartlegierungen (z. B. Inconel, Titan) | $100+ | 5-7+ Tage |
| Mäßig | Kunststoffe | $15 - $40 | 2-4 Tage |
| Einfach | Laubhölzer | $10 - $25 | 1-2 Tage |
Was sind die Arten von CNC-Schleifmaschinen?
Eine CNC-Schleifmaschine verwendet Computerziffern, um mit einer Schleifscheibe präzise Material von einem Arbeitsplatz zu entfernen. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über einige der am häufigsten verwendeten Typen und ihre Vor- und Nachteile:
CNC-Flachschleifmaschinen
Profis
- Vielseitig: Bearbeiten Sie verschiedene Materialien und Größen, um flachere Objekte zu erstellen.
- Hohe Genauigkeit: Hervorragende Maßtoleranzen und hohe Oberflächengüte.
- Verschiedene Schleifoptionen sind Umfangs-, Plan- und Winkelschleifen für verschiedene Anwendungen.
Nachteile
- Begrenzt auf flache Oberflächen: nicht für das Schleifen komplexer Geometrien geeignet.
- Beschränkungen der Werkstückgröße: Es können keine sehr großen oder schweren Stücke aufgenommen werden.
- Langsamerer Abbau als bei einigen anderen Methoden des Gähnens.
CNC-Rundschleifmaschine
Profis
- Konzipiert für das Schleifen von zylindrischen Werkstücken: ideal für Wellen, Stangen und Rollen.
- Hohe Genauigkeit, um genaue Durchmesser und Rundheit zu erreichen.
- Innere und äußere Mahlleistung: Geeignet für das Innen- und Außenschleifen von zylindrischen Werkstücken.
Nachteile
- Begrenzt auf zylindrische Form: nicht geeignet zum Schleifen von flachen Gegenständen oder komplexen Geometrien.
- Es kann schwierig sein, sie für bestimmte Schleifanwendungen zu konfigurieren.
- Für das Schleifen der Innen- und Außenseite werden mehrere Layouts benötigt.
CNC-Zentrifugalspinner
Profis
- Schneller und effizienter Materialabtrag: für die Produktion in großem Maßstab geeignet.
- Kostengünstig zum Schleifen einfacher Formen wie Wellen und Stifte.
- Für den Dauerbetrieb sind automatische Ladeoptionen verfügbar.
Nachteile
- Begrenzte Größe und Form des Arbeitsplatzes: ideal für den zylindrischen Betrieb in Sudo.
- Geringere Präzision als andere Schleifmethoden: wahrscheinlich ungeeignet für kritische Toleranzen.
- Für Werkstätten unterschiedlicher Größe ist eine spezielle Ausrüstung erforderlich.
Führende CNC-Schleifmaschinenhersteller
Die führenden Hersteller von CNC-Schleifmaschinen sind über viele Länder verteilt und haben jeweils ihre Stärken in bestimmten Bereichen. Hier sind einige der wichtigsten Akteure:
Chevalier
Chevalier ist ein bedeutender Hersteller von CNC-Schleifmaschinen mit besonderem Schwerpunkt auf dem CNC-Oberflächenschleifen. Sie bieten auch Schleifmaschinen an, aber ihre Spezialität scheint das Flachschleifen zu sein.
- Fokus auf Flächenschleifen: Ihr Engagement für den Oberflächenabtrag bedeutet, dass sie über Fachwissen verfügen, um hohe Präzision und ein gutes Finish zu erzielen. Es kann eine Vielzahl von Schleifoberflächen mit Materialien angeboten werden, die für Ebenheit und hohe Beständigkeit optimiert sind.
- Wettbewerbsfähige Preise: Chevalier bietet wettbewerbsfähige Preise im Vergleich zu anderen Herstellern mit ähnlichen Merkmalen. Dies kann eine attraktive Option für Kunden sein, die mit Schulden nicht zufrieden sind.
- Modelle und Maschinen: Chevalier bietet verschiedene Schleifmaschinen mit unterschiedlichen Kapazitäten und Fähigkeiten an, wie zum Beispiel:
- Baureihe FSG-ADIV.
Walter
Walter ist ein Hersteller von CNC-Schleifmaschinen, die auf das Schärfen von Werkzeugen spezialisiert sind.
Schwerpunkt: WALTER konzentriert sich hauptsächlich auf CNC-Schleifmaschinen für die Herstellung von Werkzeugen und die Zerspanung. Walter-Maschinen können komplexe Werkzeuggeometrien bearbeiten. Ihre Maschinen sind für eine Vielzahl von Werkzeugmaterialien geeignet, darunter:
- HSS (Hochgeschwindigkeitsstahl)
- Hartmetall
- PCD (polykristalliner Diamant)
Modelle und Maschinen: WALTER CNC bietet eine Reihe von Werkzeugmaschinen mit einer Vielzahl von Optionen für unterschiedliche Anforderungen:
- HELITRONIC LEISTUNG 400
- HELITRONIC VISION 400 L
- HELITRONIK-MIKRO
STUDER
STUDER ist ein bekannter Hersteller von hochpräzisen Rundschleifmaschinen. Sie sind für ihre einzigartige Qualität und fortschrittliche Technologie bekannt. Das Unternehmen widmet sich mit seinen Dienstleistungen den Anforderungen verschiedener Branchen. Hier eine Übersicht über das Angebot von STUDER:
Schwerpunkt: Der Hauptschwerpunkt des Unternehmens liegt auf CNC-Rundschleifmaschinen. Diese Maschinen sind speziell dafür ausgelegt, die Außen- und Innenkurven von Werkstücken präzise zu schleifen und die einzigartige Oberfläche zu bearbeiten
Modelle und Maschinen: STUDER bietet CNC-Rundschleifmaschinen für eine Vielzahl von Anforderungen, einschließlich:
- Zylindrische Universal-Sauger
- Hochgeschwindigkeits-Walzmaschinen
- Kurbelwellen-Schleifmaschinen
- Unzirkuläre Fräsmaschinen
Kellenberger
Kellenberger ist der renommierte Schweizer Hersteller von universellen CNC-Schleifmaschinen von hoher Qualität und Fertigung Diese Maschinen sind sehr beliebt wegen ihrer Vielseitigkeit und Flexibilität.
Schwerpunkt: Kellenberger ist spezialisiert auf universelle CNC-Schleifmaschinen. Diese Maschinen sind für eine Vielzahl von Schleifaufgaben ausgelegt und ermöglichen Flexibilität für Werkstätten, die unterschiedliche Materialien benötigen.
Modelle und Maschinen: Kellenberger bietet eine Vielzahl von Schleifmaschinen für unterschiedliche Aufgaben und Bedürfnisse an, wie:
- BOULEPRO 200
- KELLENBERGER 10
- VOUMARD 30
- HAUSER 2000
Faktoren, die bei der Auswahl einer CNC-Schleifmaschine zu berücksichtigen sind
CNC-Schleifmaschinen sind leistungsstarke Präzisionsmaschinen für die Materialbearbeitung. Die Wahl der richtigen Maschine erfordert eine sorgfältige Abwägung, da viele Faktoren Ihre Produktivität, Effizienz und den Gesamterfolg des Produkts stark beeinflussen können. Deshalb ist es wichtig, diese Faktoren abzuwägen, bevor Sie sich für eine CNC-Schleifmaschine entscheiden:
Art des erforderlichen Schleifens
Wählen Sie die Hauptschleifaufgabe. Die Aufgaben können Flachschleifen, Rundschleifen, Innenschleifen oder Werkzeugschleifen sein.
Größe und Material des Werkstücks
Berücksichtigen Sie sorgfältig die Größe und das Material des Werkstücks. Verschiedene Maschinen haben unterschiedliche Fähigkeiten und können für bestimmte Anwendungen besser geeignet sein.
Erforderliche Präzision und Oberflächengüte
Geben Sie den Grad der Genauigkeit und Oberflächengüte an, den Ihre Teile erfordern. Eine höhere Genauigkeit erfordert in der Regel modernere Maschinen.
Produktionsvolumen und Budget
Berechnen Sie die Anzahl der regelmäßig zu schleifenden Teile. Effiziente Umgebungen können von einer schnelleren, reaktionsschnellen Automatisierung profitieren.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CNC-Schleifen für die Herstellung und Formgebung von Hochpräzisionsteilen in verschiedenen Branchen unerlässlich ist. Diese fortschrittlichen Maschinen sorgen für hervorragende Oberflächen und enge Toleranzen, die für Komponenten der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik wichtig sind. Mit zunehmender Automatisierung und der Nachfrage nach immer komplexeren Geometrien entwickelt sich das CNC-Schleifen weiter und gewährleistet Effizienz und Genauigkeit in einem wettbewerbsorientierten Umfeld.