Mit dem Aufkommen der automatisierten Bearbeitung mit numerischer Steuerung (NC) in den 1940er Jahren und der darauffolgenden fortgeschrittenen Automatisierung durch Computer in den 1970er Jahren ist in der modernen Fertigung eine präzise und konsistente Produktion erforderlich. Eines der Werkzeuge, das konstant liefert und weiterhin stark nachgefragt ist, ist die CNC-Drehmaschine.
Lesen Sie weiter, um eine Einführung in CNC-Drehmaschinen sowie eine Aufschlüsselung der wichtigsten Drehmaschinentypen auf dem Markt und ihrer wichtigsten Anwendungen zu erhalten, sodass Sie Ihren Käufern im Jahr 2025 sicher die besten Optionen anbieten können.
Inhaltsverzeichnis
Was ist eine CNC-Drehmaschine?
Komponenten einer CNC-Drehmaschine
Arten von CNC-Drehmaschinen
CNC-Drehmaschinenanwendungen
Vorteile der Verwendung einer CNC-Drehmaschine
Nachteile der Verwendung einer CNC-Drehmaschine
Zukünftige Trends in der CNC-Drehtechnik
Schlussfolgerung
Was ist eine CNC-Drehmaschine?
Computergesteuerte Drehmaschinen (CNC) sind Präzisionsmaschinen, die Materialien wie Kunststoff, Holz oder Metall gegen ein Schneidwerkzeug drehen, um ihnen Form zu geben. CNC-Drehmaschinen unterscheiden sich von herkömmlichen Drehmaschinen dadurch, dass sie durch Computerprogramme gesteuert werden, wodurch menschliches Eingreifen und mögliche menschliche Fehler vermieden werden. Diese Automatisierung bedeutet, dass die CNC-Drehmaschine detaillierte, präzise und wiederholbare Designs effizient und konsistent erstellen kann.
Komponenten einer CNC-Drehmaschine
CNC-Drehmaschinen bestehen aus einigen Schlüsselkomponenten.
Spindelstock
Der Spindelstock einer CNC-Drehmaschine ist ein entscheidender Bestandteil für das präzise Schneiden des Werkstücks. Er hält die Hauptspindelnadel, die das Werkstück stützt und dreht, sowie den Motor und das Getriebe, die die Spindel antreiben bzw. die Spindeldrehzahl steuern.
Reitstock
Auf der dem Spindelstock gegenüberliegenden Seite der CNC-Drehmaschine ist der Reitstock der Teil, der das andere Ende des Werkstücks zur Spindelnadel stützt. Wenn Bohrarbeiten durchgeführt werden, befinden sich die Bohrer im Reitstock.
Futter
Das Spannfutter ist je nach Werkstück in verschiedenen Formen und Größen erhältlich und dient dazu, das Werkstück während des Schneidvorgangs festzuhalten.
B
Dies ist das Grundelement der CNC-Drehmaschine und fungiert als Kernstabilisator, um ein reibungsloses und präzises Schneiden des Werkstücks ohne Störungen durch Vibrationen zu gewährleisten.
Schlossschrauben
Der Schlitten ist die Komponente, die das Schneidwerkzeug beherbergt und es am Werkstück auf und ab bewegt. Darüber hinaus enthält der Schlitten manchmal andere Mechanismen, die bei der Handhabung des Schneidwerkzeugs helfen, darunter den Querschlitten, die Schürze und den Werkzeughalter.
Turm
Der Revolver ist eine rotierende Komponente, die als Werkzeughalter fungiert und einen schnellen Werkzeugwechsel mit minimalen Ausfallzeiten ermöglicht.
Bedienfeld
Wie der Name schon sagt, kann der Bediener über das Bedienfeld alle Anfangsbefehle wie Schnittgeschwindigkeit, Werkzeugweg und Bearbeitungsart für das Werkstück eingeben. Das Bedienfeld wird mithilfe von Software wie G-Code oder CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) betrieben, um der CNC-Drehmaschine die Anforderungen zu diktieren.
Arten von CNC-Drehmaschinen
Es gibt verschiedene Arten von CNC-Drehmaschinen, die unterschiedliche Werkstückformen und Materialarten, unterschiedliche Muster- und Schnittanforderungen sowie unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge ermöglichen. Im Allgemeinen können CNC-Drehmaschinen in zwei Kategorien unterteilt werden:
CNC-Drehmaschinen nach Achsenanzahl
Zweiachsige CNC-Drehmaschinen
Dies sind die gängigsten CNC-Drehmaschinentypen und können als Einstiegsmodell angesehen werden. Sie verfügen über eine einfache X- und Z-Achse zur Steuerung der Bewegung des Schneidwerkzeugs. Diese Konfiguration macht sie zu einer der günstigsten CNC-Drehmaschinentypen und bedeutet, dass sie sich ideal für einfache Aufgaben eignen.
Mehrachsige CNC-Drehmaschinen
Ein etwas komplexerer CNC-Drehmaschinentyp als die Zweiachsige CNC-Drehmaschine, der mehrachsige CNC-Drehmaschine verwendet die X- und Z-Achse sowie zusätzliche Achsen, wie z. B. eine Y- oder C-Achse. Dies ermöglicht komplexere Schnittdesigns und -muster und reduziert die Gesamtzeit bei der Durchführung komplexerer Aufgaben, da mehrere Durchgänge oder Einstellungen vermieden werden.
CNC-Drehmaschinen basierend auf Werkstückausrichtung
Vertikale CNC-Drehmaschinen
Vertikale CNC-Drehmaschinen Halten Sie das Werkstück vertikal und werden daher häufig in Branchen eingesetzt, in denen große und schwere Teile geschnitten werden müssen, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrtbranche oder der Energiebranche.
Horizontale CNC-Drehmaschinen
Horizontale CNC-Drehmaschinen halten das Werkstück horizontal und sind der am häufigsten vorkommende Typ von CNC-Drehmaschinen auf dem Markt. Dieser Typ von CNC-Drehmaschinen ist für schwere oder große Werkstücke ungeeignet, da keine zentrale Stütze vorhanden ist und sich das Werkstück in der Mitte verbiegen kann.
CNC-Drehmaschinenanwendungen
Dank der Automatisierung und ihrer Effizienz werden CNC-Drehmaschinen in vielen wertschöpfenden Branchen eingesetzt.
Luft-und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrt sind hochpräzise Schnitte erforderlich, weshalb die CNC-Drehmaschine ein wichtiges Werkzeug für diese Branche ist. Hier werden CNC-Drehmaschinen zum Schneiden von Komponenten wie Turbinenschaufeln, Fahrwerken und Motorteilen verwendet.
Automobilindustrie
Die Automobilindustrie verfügt über eine Vielzahl schwerer Maschinen, die qualitativ hochwertige und präzise Schnitte erfordern. Darüber hinaus erfordern die hohen Produktionsanforderungen der Branche Geschwindigkeit und Konsistenz – all dies macht die CNC-Drehmaschine zu einem unverzichtbaren Werkzeug. Hier wird die CNC-Drehmaschine zur Herstellung von Motorteilen, Getrieben und Aufhängungskomponenten verwendet.
Herstellung von medizinischen Geräten
Medizinische Geräte müssen äußerst präzise sein, und daher wird die CNC-Drehmaschine im Herstellungsprozess verwendet, insbesondere bei Implantaten, chirurgischen Instrumenten und Prothesen.
Allgemeine Fertigung
CNC-Drehmaschinen sind in vielen Fertigungsbranchen unverzichtbare Werkzeuge, da sie hinsichtlich der zu bearbeitenden Werkstückmaterialien und -größen flexibel sind. Zu den weiteren Fertigungsbranchen, in denen CNC-Drehmaschinen eingesetzt werden, gehören Konsumgüter und Industriemaschinen.
Vorteile der Verwendung einer CNC-Drehmaschine
Dank ihrer zahlreichen Vorteile gegenüber ähnlichen Werkzeugen eignen sich CNC-Drehmaschinen für ein breites Anwendungsspektrum in unterschiedlichsten Branchen.
Präzision und Genauigkeit
Dank ihrer sicheren Struktur, der automatisierten Schneidfunktion und der Werkzeugbewegungsfähigkeiten können CNC-Drehmaschinen Werkstücke mit hoher Präzision schneiden und durchweg qualitativ hochwertige Teile herstellen. Dies reduziert auch die Wahrscheinlichkeit von Defekten und Materialabfall und macht sie hocheffizient.
Vielseitigkeit
CNC-Drehmaschinen können eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Verbundwerkstoffe und Kunststoffe, in vielen verschiedenen Mustern schneiden. Die auf CNC-Drehmaschinen verfügbaren Werkzeuge ermöglichen Zentrieren, Plandrehen, Drehen, Anfasen, Rändeln, Gewindeschneiden, Bohren, Ausbohren, Reiben, Drehen, Gewindeschneiden und Abstechen sowie zusätzliche Funktionen.
Produktionsgeschwindigkeit
Dank Automatisierung und Mehrachsenoptionen können CNC-Drehmaschinen schnell und effizient arbeiten, ohne dass es zu Ausfallzeiten kommt. Dies führt zu schnelleren Produktionszeiten.
Reduzierte Arbeitskosten
Ein weiterer Aspekt, der sich durch die Automatisierung auswirkt, sind die Arbeitskosten. Da bei CNC-Drehmaschinen nur menschliches Eingreifen erforderlich ist, um die anfänglichen Schnittanforderungen und Drehmaschineneinstellungen am Bedienfeld festzulegen, besteht weniger Bedarf an bezahltem Personal.
Nachteile der Verwendung einer CNC-Drehmaschine
Trotz der vielen Vorteile von CNC-Drehmaschinen gibt es auch einige Nachteile. Diese lassen sich jedoch leicht überwinden.
Hohe Anfangsinvestition
CNC-Drehmaschinen sind eine kostspielige Investition, die für kleinere Unternehmen schwer zu bewältigen sein kann. Die Einsparungen bei den Arbeitskosten und beim Materialabfall durch den Einsatz einer CNC-Drehmaschine gleichen jedoch die anfängliche Investition aus, insbesondere bei der Verwendung in einer Produktionsumgebung mit hohem Volumen. Es ist zu beachten, dass sich diese Investition möglicherweise nicht auszahlt, wenn es sich bei den erforderlichen Projekten um Projekte mit geringem Volumen oder um kundenspezifische Werkstücke handelt.
Komplexe Einrichtung und Programmierung
Es kann kompliziert sein, zu lernen, wie man eine CNC-Drehmaschine richtig einrichtet und programmiert, damit sie effizient und präzise funktioniert. Wenn man diese Aspekte jedoch erst einmal erlernt hat, können diese Schritte schnell ausgeführt werden, sodass ein Bediener für mehrere CNC-Drehmaschinen eingesetzt werden kann. Darüber hinaus können CNC-Drehmaschinen mit einfachen Schnittstellen erworben werden, die zugängliche Einstellungen direkt in G-Code für die Maschine umwandeln.
Wartung und Ausfallzeiten
Obwohl die Automatisierung einer CNC-Drehmaschine eine kontinuierliche Produktion mit minimalen Ausfallzeiten bedeutet, bedeutet dies nicht, dass es überhaupt keine Ausfallzeiten gibt. Es ist wichtig, die Maschine in täglichen Abständen herunterzufahren, um allgemeine Kontrollen und Wartungsarbeiten durchzuführen, einschließlich der Reinigung der Maschine, der Überprüfung des Spannfutters und des Werkzeugrevolvers sowie der Kontrolle des Schmiermittelstands. Darüber hinaus sollten die Bediener regelmäßig die Ausrichtung der Maschine überprüfen, die Sensoren kalibrieren, alle elektrischen Komponenten prüfen und Wartungsdiagnosen durchführen. Diese Aufgaben sind jedoch kurz und gewährleisten die Langlebigkeit und den reibungslosen Betrieb der Maschine, was wiederum Zeit und Kosten spart.
Zukünftige Trends in der CNC-Drehtechnik
CNC-Drehmaschinen sind automatisierte Maschinen, die dank ihrer Werkzeuge und einfachen Bewegungen Werkstücke schnell und präzise formen können. Da die Bearbeitung jedoch zunehmend mit KI und intelligenter Technologie integriert wird, werden CNC-Drehmaschinen in die Phase der Industrie 4.0 eintreten. Dies bedeutet unter anderem weniger Fehler, optimierte Bearbeitungsprozesse, verbesserte Qualitätskontrolle und vorausschauende Wartungsfunktionen.
Neben der Integration neuer Technologien können CNC-Drehmaschinen künftig mit einer größeren Bandbreite an Rohmaterialien arbeiten und extremeren Umgebungen standhalten. Dadurch können CNC-Drehmaschinen künftig auch mit Hochtemperaturlegierungen verwendet werden, was ihnen den Vorstoß in neue Branchen ermöglicht – beispielsweise als Werkzeugmaschinenhersteller in Branchen mit extremen oder volatilen Bedingungen.
Schlussfolgerung
CNC-Drehmaschinen sind weit verbreitete Maschinen, die in vielen Branchen Präzision, Geschwindigkeit und Vielseitigkeit bieten. Ihr hoher Automatisierungsgrad ermöglicht geringere Arbeitskosten und Materialverschwendung, was sie zur idealen Wahl für Unternehmen macht, die Produktionslinien mit hoher Leistung betreiben, bei denen Qualität und Konsistenz erforderlich sind.
Da CNC-Drehmaschinen in Zukunft mit KI-Technologien ausgestattet werden, können diese Maschinen Probleme besser vorhersagen und beheben sowie qualitativ hochwertigere und komplexere Designs herstellen. CNC-Drehmaschinen sind heute eine zentrale Fertigungsmaschine und werden mit dem Aufkommen der modernen Fertigung nur noch an Bedeutung gewinnen, was sie zu einer soliden Investitionsentscheidung macht.
