ALUMINIUM BEARBEITUNGSZENTRUM

Das Aluminium Bearbeitungszentrum: Ein umfassender Leitfaden zu Technologie, Präzision und Effizienz

 

Ein modernes Aluminium Bearbeitungszentrum ist das technologische Herzstück unzähliger Fertigungsbetriebe und steht synonym für Präzision, Geschwindigkeit und Vielseitigkeit in der Metallverarbeitung. In einer Welt, in der Aluminium als Leichtbauwerkstoff in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, dem Bauwesen und dem Maschinenbau unaufhaltsam an Bedeutung gewinnt, sind spezialisierte CNC-Maschinen zur Profil- und Plattenbearbeitung unerlässlich geworden. Diese hochkomplexen Anlagen sind weit mehr als einfache Fräsmaschinen; sie sind vollintegrierte Systemlösungen, die komplexe Bearbeitungsschritte wie Fräsen, Bohren, Sägen, Gewindeschneiden und Ausklinken in einer einzigen Aufspannung durchführen können. Dieser Leitfaden taucht tief in die Welt der Aluminium Bearbeitungszentren ein, beleuchtet ihre technische Funktionsweise, ihre historische Entwicklung, ihre vielfältigen Einsatzgebiete und die entscheidenden Faktoren, die bei der Auswahl einer solchen Maschine eine Rolle spielen. Ziel ist es, sowohl Fachexperten als auch interessierten Einsteigern ein fundiertes und ganzheitliches Verständnis für diese Schlüsseltechnologie der modernen Fertigung zu vermitteln.

 

Die Evolution der Zerspanung: Vom manuellen Handwerk zur vollautomatisierten Fertigungszelle

 

Die Geschichte der Metallbearbeitung ist eine faszinierende Reise vom rein manuellen Handwerk hin zur computergesteuerten Präzisionsfertigung. Um die Leistungsfähigkeit eines heutigen Aluminium Bearbeitungszentrums zu verstehen, lohnt sich ein Blick zurück auf die technologischen Meilensteine, die diesen Fortschritt ermöglichten.

 

Die Anfänge: Manuelle Bearbeitung und die ersten Werkzeugmaschinen

 

Jahrhundertelang hing die Formgebung von Metall ausschließlich von der Kraft, dem Geschick und der Erfahrung des Handwerkers ab. Feilen, Bohrer und Sägen wurden von Hand geführt, was die Herstellung komplexer oder identischer Bauteile zu einem langwierigen und fehleranfälligen Prozess machte. Die Industrielle Revolution im 18. und 19. Jahrhundert brachte die ersten mechanischen Werkzeugmaschinen hervor, wie die Drehmaschine oder die dampfbetriebene Bohrmaschine. Diese Maschinen erhöhten die Produktivität und Genauigkeit, erforderten aber immer noch eine ständige manuelle Steuerung durch einen erfahrenen Maschinenbediener. Jede Bewegung, jede Zustellung und jeder Werkzeugwechsel musste von Hand ausgeführt werden.

 

Der Wendepunkt: Die Erfindung der NC- und CNC-Steuerung

 

Der wahre Paradigmenwechsel in der Fertigungstechnik fand Mitte des 20. Jahrhunderts statt. Die Entwicklung der Numerischen Steuerung (NC) in den 1940er und 1950er Jahren, ursprünglich angetrieben durch die Anforderungen der US-Luftwaffe zur Herstellung komplexer Flugzeugteile, ermöglichte es erstmals, die Bewegungen einer Werkzeugmaschine durch ein Programm zu steuern, das auf Lochstreifen oder Magnetbändern gespeichert war. Dies war der erste Schritt zur Automatisierung und zur Entkopplung der Fertigungspräzision von der unmittelbaren Fähigkeit des Bedieners.

Der nächste Quantensprung folgte mit der Einführung von Mikroprozessoren in den 1970er Jahren. Dies führte zur Computerized Numerical Control (CNC). Statt starrer Lochstreifen konnten Programme nun direkt in den Speicher der Maschine geladen, dort bearbeitet und flexibel angepasst werden. Die CNC-Technologie machte die Maschinen intelligenter, vielseitiger und benutzerfreundlicher. Sie war die Geburtsstunde des modernen Bearbeitungszentrums, das nun nicht nur Positionen anfahren, sondern auch komplexe Bahnen interpolieren und automatisch Werkzeuge wechseln konnte.

 

Die Spezialisierung auf Aluminium

 

Mit der zunehmenden Verbreitung von Aluminium als Konstruktionswerkstoff stiegen auch die Anforderungen an seine Bearbeitung. Man erkannte schnell, dass die Zerspanung von Aluminium andere Parameter erfordert als die von Stahl. Aluminium ist leichter, weicher und hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit. Dies erfordert deutlich höhere Spindeldrehzahlen, um eine saubere Spanbildung zu gewährleisten und Aufbauschneiden zu vermeiden. Gleichzeitig müssen die Vorschubgeschwindigkeiten angepasst werden, um die hohen Zerspanungsvolumina effizient abzutragen. Diese Erkenntnisse führten zur Entwicklung spezialisierter Aluminium Bearbeitungszentren. Diese Maschinen wurden von Grund auf für hohe Geschwindigkeiten und Dynamik konzipiert, mit leichteren, aber steifen beweglichen Komponenten, leistungsstarken Hochfrequenzspindeln und optimierten Kühlschmier- und Späneentsorgungssystemen.

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Anatomie eines modernen Aluminium Bearbeitungszentrums: Die Technik im Detail

 

Ein Aluminium Bearbeitungszentrum ist ein komplexes Zusammenspiel aus Mechanik, Elektronik und Software. Jede einzelne Komponente ist darauf ausgelegt, maximale Präzision bei höchsten Geschwindigkeiten zu erreichen.

 

Das Maschinenbett: Das Fundament der Präzision

 

Die Basis jeder hochpräzisen Werkzeugmaschine ist ein massives und schwingungsdämpfendes Maschinenbett. Es muss die enormen dynamischen Kräfte, die bei der Hochgeschwindigkeitszerspanung entstehen, aufnehmen und ableiten, ohne sich zu verformen. In der Regel besteht es aus einer verrippten Schweißkonstruktion aus dickwandigem Stahl, die nach dem Schweißen spannungsarm geglüht wird, um innere Spannungen zu beseitigen. Alternativ kommen auch Maschinenbetten aus Mineralguss zum Einsatz, die eine noch bessere Schwingungsdämpfung bieten. Auf diesem Fundament sind die hochpräzisen Linearführungen montiert, auf denen sich die beweglichen Achsen bewegen.

 

Achsenkonfiguration: 3, 4 oder 5 Achsen für grenzenlose Möglichkeiten

 

Die Anzahl der Achsen bestimmt die Komplexität der Bauteile, die auf einem Bearbeitungszentrum gefertigt werden können.

• 3-Achsen-Bearbeitungszentrum: Dies ist die Basiskonfiguration. Die Maschine kann das Werkzeug in den drei linearen Raumrichtungen X (Längsachse), Y (Querachse) und Z (Vertikalachse) bewegen. Dies ermöglicht die Bearbeitung von Plattenmaterial und die Anbringung von Bohrungen, Taschen und Konturen auf der Oberseite eines Profils.

• 4-Achsen-Bearbeitungszentrum: Hier kommt zu den drei linearen Achsen eine Rotationsachse hinzu. In der Regel ist dies eine A-Achse, die es ermöglicht, das gesamte Profil um seine Längsachse zu drehen. Dadurch kann das Werkstück von allen vier Seiten sowie von oben bearbeitet werden, ohne es umspannen zu müssen. Alternativ kann auch der Fräskopf um eine Achse schwenkbar sein (Winkelkopf).

• 5-Achsen-Bearbeitungszentrum: Die Königsdisziplin der Zerspanung. Zusätzlich zu den X-, Y- und Z-Achsen verfügt die Maschine über zwei Rotationsachsen (typischerweise eine A- und eine C-Achse), die den Fräskopf schwenken und drehen können. Dies ermöglicht die sogenannte 5-Seiten-Bearbeitung in einer einzigen Aufspannung und die Fertigung von Freiformflächen und komplexen 3D-Konturen. Hinterschnitte, schräge Bohrungen und komplexe Ausklinkungen sind damit problemlos realisierbar. Die 5-Achs-Simultanbearbeitung, bei der alle fünf Achsen gleichzeitig verfahren, ist für die Herstellung von Teilen wie Turbinenschaufeln oder komplexen Formbauteilen unerlässlich.

 

Die Hochfrequenzspindel: Das Herzstück der Aluminiumzerspanung

 

Die Spindel ist die Komponente, die das Werkzeug aufnimmt und in Rotation versetzt. Für die Aluminiumbearbeitung sind extrem hohe Drehzahlen erforderlich, um eine optimale Schnittgeschwindigkeit zu erreichen und das Material sauber zu zerspanen, anstatt es zu "quetschen". Daher kommen in Aluminium Bearbeitungszentren sogenannte Hochfrequenzspindeln (HF-Spindeln) zum Einsatz. Diese werden nicht über ein Getriebe, sondern direkt von einem Elektromotor angetrieben und erreichen Drehzahlen von 18.000 bis über 24.000 U/min. Sie sind in der Regel flüssigkeitsgekühlt, um die entstehende Wärme abzuführen und eine hohe thermische Stabilität zu gewährleisten, was für die Maßhaltigkeit der Werkstücke entscheidend ist.

 

Der automatische Werkzeugwechsler: Geschwindigkeit und Flexibilität

 

Moderne Bearbeitungsprozesse erfordern den Einsatz vieler verschiedener Werkzeuge (Fräser, Bohrer, Gewindeschneider etc.). Um die unproduktiven Nebenzeiten zu minimieren, verfügt jedes Bearbeitungszentrum über einen automatischen Werkzeugwechsler. Ein Magazin, das je nach Maschinengröße 8, 12, 24 oder mehr Werkzeuge aufnehmen kann, fährt an die Spindel, ein Greifarm entnimmt das alte Werkzeug, setzt das neue ein und der Prozess kann innerhalb von Sekunden weitergehen. Dies ermöglicht eine mannlose Fertigung und die Abarbeitung komplexer Programme ohne manuelle Eingriffe.

 

Spannsysteme: Intelligente und flexible Werkstückfixierung

 

Das Werkstück muss während der Bearbeitung absolut sicher und vibrationsfrei gespannt sein. Je nach Anwendungsfall kommen unterschiedliche Spannsysteme zum Einsatz:

• Pneumatische Maschinenschraubstöcke: Dies ist das gängigste System für die Profilbearbeitung. Mehrere Schraubstöcke sind auf dem Maschinentisch montiert und können flexibel positioniert werden. Sie fixieren das Profil durch pneumatisch betätigte Spannbacken.

• Vakuumspannsysteme: Für die Bearbeitung von flächigen Materialien wie Aluminiumplatten oder dünnwandigen Blechen sind Vakuumsauger ideal. Sie halten das Werkstück von unten fest, ohne die Oberfläche zu beschädigen, und ermöglichen eine Bearbeitung der gesamten Oberseite und der Kanten in einem Zug.

• Spezialspannvorrichtungen: Für die Serienfertigung von identischen Teilen werden oft hydraulische oder pneumatische Spannvorrichtungen gebaut, die exakt an die Kontur des Werkstücks angepasst sind. Sie ermöglichen ein sekundenschnelles Spannen und eine maximale Wiederholgenauigkeit.

 

Steuerung und Software: Das Gehirn der Maschine

 

Die CNC-Steuerung ist das Gehirn, das alle Bewegungen und Funktionen der Maschine koordiniert. Moderne Steuerungen verfügen über grafische Benutzeroberflächen, die die Programmierung und Bedienung erleichtern. Die eigentlichen Bearbeitungsprogramme (G-Code) werden heute jedoch selten direkt an der Maschine geschrieben. Stattdessen kommen CAD/CAM-Systeme zum Einsatz. Im CAD-System (Computer-Aided Design) wird das Bauteil konstruiert. Im CAM-System (Computer-Aided Manufacturing) wird das 3D-Modell dann in ein Bearbeitungsprogramm umgewandelt. Der Programmierer wählt die Werkzeuge, definiert die Bearbeitungsstrategien und simuliert den gesamten Prozess am Computer, bevor die Daten an die Maschine übertragen werden. Dies maximiert die Prozesssicherheit und Effizienz.

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Einsatzgebiete und Branchen: Wo Aluminium Bearbeitungszentren unverzichtbar sind

 

Die Vielseitigkeit und Präzision von Aluminium Bearbeitungszentren machen sie zu einer Schlüsseltechnologie in einer breiten Palette von Industrien.

 

Fenster-, Türen- und Fassadenbau

 

Dies ist einer der größten Anwendungsbereiche. Moderne Fenster-, Tür- und Fassadensysteme bestehen aus komplexen, oft thermisch getrennten Aluminiumprofilen. Ein Bearbeitungszentrum führt hier alle notwendigen Operationen durch: Es fräst die Ausklinkungen für die Eckverbindungen, bohrt die Löcher für Beschläge und Entwässerung, fräst die Schlitze für die Verriegelungen und schneidet die Gewinde für die Befestigungselemente. Durch die Bearbeitung des kompletten Profilstabs in einer Aufspannung wird eine maximale Genauigkeit der Positionen zueinander erreicht.

 

Automobilindustrie und E-Mobilität

 

Im Automobilbau spielt Leichtbau eine entscheidende Rolle zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und zur Erhöhung der Reichweite bei Elektrofahrzeugen. Aluminium wird für Karosserieteile, Rahmenstrukturen, Fahrwerkskomponenten und Batteriegehäuse verwendet. Bearbeitungszentren fertigen hier Prototypenteile, Komponenten für Kleinserien und bearbeiten Aluminiumgussteile mit höchster Präzision. Insbesondere die Herstellung von komplexen Batteriegehäusen mit Kühlkanälen und Befestigungspunkten ist eine typische Anwendung.

 

Luft- und Raumfahrtindustrie

 

In der Luft- und Raumfahrt gelten die höchsten Anforderungen an Präzision, Materialqualität und Prozessdokumentation. Jedes Gramm Gewicht zählt. Aluminiumlegierungen werden für Spanten, Stringer, Rippen und viele andere Strukturbauteile verwendet. 5-Achs-Bearbeitungszentren sind hier der Standard, um diese komplex geformten und oft monolithisch aus dem Vollen gefrästen (aus einem einzigen Block) Bauteile herzustellen. Die Zerspanungsraten sind enorm, oft werden über 90 % des Rohmaterials zu Spänen verarbeitet.

 

Maschinen- und Anlagenbau

 

Im Maschinenbau werden Aluminiumprofile und -platten für Maschinengestelle, Schutzverkleidungen, Portale von Handlingsystemen und Präzisionskomponenten verwendet. Die Bearbeitungszentren sorgen für die notwendige Genauigkeit der Bohrungen, Passungen und Montageflächen, die für die Funktion der Maschine entscheidend sind. Die Möglichkeit, große Bauteile wie Portalbalken oder Grundplatten präzise zu bearbeiten, ist hier von großer Bedeutung.

 

Weitere Branchen

 

Darüber hinaus finden sich Aluminium Bearbeitungszentren in vielen weiteren Bereichen, wie der Elektrotechnik (Herstellung von Kühlkörpern und Gehäusen), der Möbelindustrie (Bearbeitung von Designelementen und Rahmen), der Medizintechnik (Fertigung von Komponenten für medizinische Geräte) und der Solarindustrie (Bearbeitung von Rahmenprofilen für Solarmodule).

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Die richtige Maschine auswählen: Ein Leitfaden für die Investition

 

Die Anschaffung eines Aluminium Bearbeitungszentrums ist eine strategische Entscheidung, die sorgfältig geplant werden muss. Die Wahl der falschen Maschine kann zu Kapazitätsengpässen, Qualitätsproblemen und Wettbewerbsnachteilen führen.

 

Analyse des Teilespektrums: Was soll bearbeitet werden?

 

Der erste und wichtigste Schritt ist eine genaue Analyse der aktuellen und zukünftigen Werkstücke.

• Bauteilgröße: Die maximalen Abmessungen der zu bearbeitenden Teile (Länge, Breite, Höhe) definieren die erforderlichen Verfahrwege der Maschine (X-, Y- und Z-Achse). Es ist ratsam, hier eine Reserve für zukünftige Aufträge einzuplanen.

• Materialform: Werden hauptsächlich lange Profile oder flächige Platten bearbeitet? Dies beeinflusst die Wahl des Maschinentisches und des Spannsystems.

• Komplexität: Reicht eine 3-Achs-Bearbeitung von einer Seite aus oder sind Bearbeitungen an mehreren Seiten des Profils (4-Achsen) oder sogar komplexe Schräg- und 3D-Bearbeitungen (5-Achsen) erforderlich? Die Investition in eine 5-Achs-Maschine ist höher, eröffnet aber ein deutlich breiteres Fertigungsspektrum.

 

Leistungsmerkmale und technische Daten im Vergleich

 

Sobald die grundsätzlichen Anforderungen klar sind, geht es an den Vergleich der technischen Daten.

• Spindelleistung und -drehzahl: Eine hohe Leistung (kW) ist für eine hohe Zerspanungsleistung wichtig, während eine hohe Drehzahl (U/min) für gute Oberflächen und kleine Werkzeugdurchmesser entscheidend ist.

• Eilgang- und Vorschubgeschwindigkeiten: Hohe Eilgänge verkürzen die unproduktiven Positionierzeiten zwischen den Bearbeitungsschritten. Hohe Vorschubgeschwindigkeiten ermöglichen eine schnelle Bearbeitung. Die Beschleunigungswerte der Achsen sind ein Indikator für die Dynamik der Maschine.

• Werkzeugmagazin: Die Anzahl der Werkzeugplätze sollte so gewählt werden, dass alle für das typische Teilespektrum benötigten Werkzeuge Platz finden, um häufige manuelle Umrüstungen zu vermeiden.

• Steuerung: Die Wahl der CNC-Steuerung ist oft auch eine Frage der Kompatibilität mit vorhandener Software (CAM) und der Erfahrung der Bediener.

 

Peripherie und Automation: Das Umfeld der Maschine

 

Ein Bearbeitungszentrum ist nur so produktiv wie sein Umfeld.

• Kühlschmiersystem: Eine effiziente Kühlung (Minimalmengenschmierung oder Emulsion) und eine zuverlässige Späneentsorgung (Späneförderer) sind für einen störungsfreien Dauerbetrieb unerlässlich.

• Automationslösungen: Kann die Maschine in Zukunft mit einem automatischen Be- und Entladesystem (z.B. Roboter) oder einem Palettenwechsler erweitert werden, um die Produktivität weiter zu steigern?

• Sicherheit und Wartung: Die Maschine muss den geltenden Sicherheitsvorschriften entsprechen. Ein gut durchdachtes Wartungskonzept und ein zuverlässiger Service durch den Hersteller sind entscheidend für eine hohe Verfügbarkeit. Unsere langjährige Praxiserfahrung aus zahlreichen Kundenprojekten ist Ihr Garant dafür, dass wir bei Inspektionen größten Wert auf eine tadellose Qualität und die vollständige Einhaltung der CE-Sicherheitsnormen legen. Eine regelmäßige und fachgerechte Überprüfung sichert nicht nur den Wert der Investition, sondern vor allem die Sicherheit der Mitarbeiter.

 

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung: Kosten, Nutzen und Amortisation

 

Die Investition in ein Aluminium Bearbeitungszentrum ist beträchtlich und muss sich betriebswirtschaftlich rechnen.

 

Investitionskosten

 

Die Anschaffungskosten können je nach Größe, Achsenanzahl und Ausstattung stark variieren. Kleine 3-Achs-Portalmaschinen für die Profilbearbeitung beginnen im hohen fünfstelligen Euro-Bereich. Große 5-Achs-Zentren für die Luft- und Raumfahrt können auch siebenstellige Beträge erreichen. Zu den reinen Maschinenkosten kommen oft noch Kosten für Fundament, Transport, Installation, Schulung, Software und die Erstausstattung mit Werkzeugen und Spannmitteln hinzu.

 

Betriebskosten

 

Die laufenden Kosten dürfen nicht unterschätzt werden. Dazu zählen:

• Personalkosten: Für Programmierung, Bedienung und Wartung.

• Energiekosten: Moderne Bearbeitungszentren haben eine hohe Anschlussleistung.

• Werkzeugkosten: Der Verschleiß von Fräsern, Bohrern und anderen Werkzeugen.

• Wartungs- und Instandhaltungskosten: Regelmäßiger Service, Ersatzteile und Schmierstoffe. Auf Basis unserer tiefgreifenden Expertise aus einer Vielzahl von Projekten stellen wir sicher, dass jede Überprüfung den strengsten Kriterien für Qualität und die Einhaltung der CE-Sicherheitsrichtlinien genügt. Eine professionelle Wartung reduziert ungeplante Stillstände und senkt langfristig die Betriebskosten.

 

Der Return on Investment (ROI)

 

Der Nutzen einer solchen Investition liegt nicht nur in der reinen Abarbeitung von Aufträgen. Der ROI wird durch viele Faktoren positiv beeinflusst:

• Reduzierung der Durchlaufzeiten: Komplettbearbeitung in einer Aufspannung eliminiert Liege- und Rüstzeiten zwischen verschiedenen Maschinen.

• Steigerung der Qualität und Präzision: Dies reduziert Ausschuss und teure Nacharbeit.

• Mannarme Fertigung: Automatisierte Prozesse ermöglichen einen Mehrschichtbetrieb mit geringem Personalaufwand.

• Erschließung neuer Geschäftsfelder: Die Fähigkeit, komplexe Bauteile herzustellen, kann neue Kunden und Märkte eröffnen.

• Flexibilität: Schnelle Reaktion auf geänderte Kundenwünsche durch einfache Programmanpassung.

Die Amortisationszeit hängt stark von der Auslastung der Maschine und den erzielten Stundensätzen ab, liegt aber bei guter Auftragslage oft in einem überschaubaren Rahmen von wenigen Jahren.

 

Zukunftsperspektiven: Das intelligente und vernetzte Bearbeitungszentrum

 

Die Entwicklung von Aluminium Bearbeitungszentren steht nicht still. Getrieben durch die Digitalisierung und die Anforderungen von Industrie 4.0, werden die Maschinen der Zukunft noch intelligenter, autonomer und effizienter.

 

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen

 

Zukünftige Bearbeitungszentren werden in der Lage sein, ihre Prozesse selbstständig zu optimieren. Sensoren im Arbeitsraum und in der Spindel erfassen Daten zu Schwingungen, Temperaturen und Schnittkräften in Echtzeit. Eine KI-gestützte Steuerung kann diese Daten analysieren und die Vorschübe und Drehzahlen dynamisch anpassen, um den Prozess an der optimalen Leistungsgrenze zu fahren (adaptive Fertigung). Sie kann Werkzeugverschleiß vorhersagen und den Bediener rechtzeitig zum Wechsel auffordern (Predictive Maintenance).

 

Additive und Subtraktive Fertigung in einer Maschine

 

Ein spannender Trend ist die Kombination von subtraktiver (zerspanender) und additiver (aufbauender) Fertigung in einer hybriden Maschine. So können beispielsweise durch Laserauftragsschweißen (LMD) komplexe Strukturen auf ein zerspantes Grundteil aufgebracht und anschließend präzise überfräst werden. Dies eröffnet völlig neue konstruktive Möglichkeiten und spart Material.

 

Nachhaltigkeit und Energieeffizienz

 

Der Energieverbrauch von Werkzeugmaschinen rückt zunehmend in den Fokus. Zukünftige Entwicklungen zielen auf energieeffizientere Antriebe, intelligente Standby-Modi und eine bedarfsgerechte Steuerung von Nebenaggregaten wie Kühlmittelpumpen und Hydraulik. Auch die Trocken- oder Minimalmengenschmierung wird weiter optimiert, um den Einsatz von umweltschädlichen Kühlschmierstoffen zu reduzieren.

 

Digitale Zwillinge und Simulation

 

Für jede reale Maschine wird es einen kompletten digitalen Zwilling in der virtuellen Welt geben. An diesem Modell kann der gesamte Fertigungsprozess vorab risikofrei simuliert, optimiert und auf mögliche Kollisionen überprüft werden. Der digitale Zwilling dient auch zur Schulung von Personal und zur Planung von Wartungseinsätzen.

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FAQ – Häufig gestellte Fragen zum Aluminium Bearbeitungszentrum

 

 

Frage 1: Warum benötigt man für Aluminium höhere Drehzahlen als für Stahl?

 

Aluminium hat eine geringere Festigkeit und eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Stahl. Um einen sauberen Schnitt zu erzeugen und zu verhindern, dass das Material vor dem Werkzeug hergeschoben wird (was zu Gratbildung und schlechten Oberflächen führt), muss die Schnittgeschwindigkeit sehr hoch sein. Da die Schnittgeschwindigkeit direkt von der Drehzahl und dem Werkzeugdurchmesser abhängt, sind bei den in der Zerspanung üblichen Werkzeuggrößen hohe Spindeldrehzahlen von über 18.000 U/min erforderlich, um das Material sauber zu "schälen" anstatt es zu "reißen".

 

Frage 2: Was ist der Unterschied zwischen einem Portal- und einem Fahrständer-Bearbeitungszentrum?

 

Bei einem Portal-Bearbeitungszentrum fährt der Werkzeugträger (das Portal mit der Z-Achse) über den feststehenden Maschinentisch, auf dem das Werkstück liegt. Diese Bauweise ist sehr steif und eignet sich besonders für die hochpräzise Bearbeitung von großen, schweren Platten. Bei einem Fahrständer-Bearbeitungszentrum bewegt sich der gesamte Maschinenständer mit der Spindel entlang des langen Maschinenbetts, während das Werkstück (meist ein Profil) fest auf dem Tisch gespannt ist. Diese Bauweise ist ideal für die Bearbeitung von sehr langen Profilen, da die Länge der Maschine theoretisch beliebig skalierbar ist.

 

Frage 3: Was bedeutet 5-Achs-Simultanbearbeitung und wofür wird sie benötigt?

 

Bei der 5-Achs-Bearbeitung unterscheidet man zwischen der 5-Seiten-Anstellung und der Simultanbearbeitung. Bei der Anstellung werden die beiden Rotationsachsen nur genutzt, um das Werkzeug in eine bestimmte schräge Position zum Werkstück zu bringen, die eigentliche Zerspanung findet dann mit den drei linearen Achsen statt. Bei der 5-Achs-Simultanbearbeitung bewegen sich alle fünf Achsen gleichzeitig während des Zerspanungsprozesses. Dies ist notwendig, um komplexe Freiformflächen, wie sie beispielsweise bei Turbinenschaufeln, Impellern oder im Formenbau vorkommen, herzustellen. Es ermöglicht eine kontinuierliche und fließende Bearbeitung von gekrümmten Oberflächen.

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