Spanabhebende Bearbeitung – Drehteile & Frästeile
Spanen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem von einem Rohteil Material in Form von Spänen abgetragen wird. Das übrige Material bildet die gewünschte Geometrie bzw. das fertige Bauteil. Je feiner die Späne sind, umso glatter wird die Oberfläche des Fertigteils. Diese spanabhebende Bearbeitung ist in verschiedenen Verfahren in mechanischen Produktionsbetrieben und Werkstätten sehr verbreitet. Die Verfahren sind bekannt als Fräsen, Drehen, Bohren oder Schleifen. Daneben gibt es einige Sonderverfahren wie Honen, Stoßen oder Räumen. Allen gemeinsam ist die Spanabhebende Bearbeitung durch Schneidelemente, die härter sein müssen als das zu bearbeitende Material.
Spanende Bearbeitung in der Praxis
Werkzeugmaschinen, Fräsmaschinen und Drehbänke gehören zur Standardausrüstung von mechanischen Werkstätten wie einem Musterbau oder Werkzeugbau.
Drehen
Rotationssymmetrische Teile lassen sich mit Drehmaschinen herstellen. Während der Bearbeitung kann das Zerspanungswerkzeug abhängig vom Werkstoff mit Flüssigkeiten gekühlt und geschmiert werden.
Fräsen
Fräsmaschinen oder kombinierte Bearbeitungsmaschinen fertigen Bauteile „aus dem Vollen“ durch Spanabhebende Bearbeitung. Moderne Fräsmaschinen können aus den 3D-CAD-Daten das komplette Bauteil herstellen.
Vor- und Nachteile von Fräs- und Drehteilen für die Musterfertigung
Vorteile
Eignung als A- und B-Muster
Einfache Funktionstests, optische Beurteilung und Untersuchungen im Bauraum sind möglich.
Verfügbarkeit
Fräs- und Drehmaschinen gehören zur Grundausstattung jeder mechanischen Werkstatt wie dem Musterbau.
Materialauswahl
Das Material kann (zumindest annähernd) das Serienmaterial sein. Viele Werkstoffe eignen sich für die spanende Bearbeitung wie Metalle, Kunststoffe, Holz, Plexiglas, Laminat und sogar Stein. Eigenschaften wie Festigkeit, Dehnbarkeit und Trägheit ermöglichen Tests mit seriennahen Aussagen.
Beschaffungszeit
Schnelle Lieferzeiten sind möglich, wenn der eigene Musterbau die Teile fertigen kann.
Kosten
Werkzeugkosten entfallen in der Regel.
Nachteile
Eingeschränkte Testergebnisse
Kunststoffteile sollten für das Fertigungsverfahren Spritzguss mit Entformungsschrägen, Radien und relativ dünnen Wandstärken konstruiert sein. Durch spanende Bearbeitung kann die Kontur nicht überall exakt hergestellt werden. Auch die innere Struktur von Spritzteilen mit Bindenähten, Lunkern, Einfallstellen usw. wird nicht nachgebildet. Die Abweichungen können Einfluss auf die Eigenschaften der Bauteile haben. Das bedeutet, Frästeile können auch „besser“ sein als die Spritzteile.
Kosten bei höheren Stückzahlen
Bei Stückzahlen ab etwa 50 bis 100 sind Hilfswerkzeuge in Summe mit den Teilekosten oft günstiger.
Bei komplexen oder filigranen Kunststoffteilen wird der Gesamtpreis hoch, weil er stark von der Dauer der Maschinenbelegung abhängt.