Wie lässt sich die Bearbeitungszeit bei der CNC-Metallbearbeitung verkürzen?

Hallo! Als Zulieferer in der CNC-Metallbearbeitung weiß ich aus erster Hand, wie wichtig es ist, die Bearbeitungszeit zu verkürzen. Es steigert nicht nur die Produktivität, sondern spart auch Kosten und macht unsere Kunden zufrieden. In diesem Blog werde ich einige Tipps und Tricks zur Reduzierung der Bearbeitungszeit bei der CNC-Metallbearbeitung weitergeben.

1. Optimieren Sie die Werkzeugauswahl

Wenn es um die Bearbeitungszeit geht, können die richtigen Werkzeuge einen großen Unterschied machen. Die Verwendung hochwertiger, scharfer Werkzeuge ist ein Kinderspiel. Stumpfe Werkzeuge brauchen tendenziell länger, um Metall zu durchtrennen, da sie mehr Kraft und langsamere Vorschubgeschwindigkeiten erfordern.

Für unterschiedliche Metalle müssen wir die geeigneten Werkzeuge auswählen. Wenn es darum gehtCNC-Bearbeitung aus Aluminiumlegierung, Hartmetall-Schaftfräser sind eine gute Wahl. Sie kommen mit der relativ weichen Aluminiumlegierung gut zurecht und ermöglichen eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.

FürCNC-Bearbeitung einer TitanlegierungWir benötigen Werkzeuge mit hoher Hitzebeständigkeit und Zähigkeit. Spezialisierte Titan-Schneidwerkzeuge sind so konzipiert, dass sie den hohen Temperaturen und Kräften standhalten, die bei der Bearbeitung dieses schwer zu schneidenden Metalls entstehen.

Und im Umgang mitCNC-Bearbeitung von Edelstahl, Werkzeuge mit guter Spanbrechfähigkeit sind unerlässlich. Edelstahl neigt dazu, lange, zähe Späne zu produzieren, die den Schneidbereich verstopfen und den Bearbeitungsprozess verlangsamen können.

2. Verbessern Sie die Schnittparameter

Schnittparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe spielen eine große Rolle bei der Bestimmung der Bearbeitungszeit.

• Schnittgeschwindigkeit: Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Schneidwerkzeug relativ zum Werkstück bewegt. Eine höhere Schnittgeschwindigkeit bedeutet im Allgemeinen einen schnelleren Materialabtrag. Allerdings müssen wir den Sweet Spot finden. Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist, verschleißt das Werkzeug schnell und es kann zu Problemen wie einer schlechten Oberflächengüte kommen. Ist er hingegen zu niedrig, verlangsamt sich der Bearbeitungsprozess unnötig. Wir können uns an den Empfehlungen des Werkzeugherstellers orientieren und einige Testschnitte durchführen, um die optimale Schnittgeschwindigkeit für verschiedene Metalle zu ermitteln.
• Vorschubgeschwindigkeit: Es bezieht sich auf die Strecke, die das Werkzeug pro Umdrehung oder pro Zahn des Fräsers in das Werkstück vordringt. Durch eine Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit kann die Bearbeitungszeit deutlich verkürzt werden. Aber auch hier müssen wir vorsichtig sein. Eine sehr hohe Vorschubgeschwindigkeit kann zu übermäßigem Werkzeugverschleiß, Rattern und schlechter Teilequalität führen. Wir müssen die Vorschubgeschwindigkeit mit der Schnittgeschwindigkeit und der Festigkeit des Werkzeugs und des Werkstücks in Einklang bringen.
• Schnitttiefe: Dies ist die Dicke der Materialschicht, die in einem einzigen Durchgang entfernt wird. Durch tiefere Schnitte kann die Anzahl der für die Bearbeitung des Teils erforderlichen Durchgänge reduziert und so Zeit gespart werden. Wir müssen jedoch sicherstellen, dass die Werkzeugmaschine und das Schneidwerkzeug der erhöhten Belastung standhalten können. Eine zu große Schnitttiefe kann zu Werkzeugbruch und schlechter Oberflächengüte führen.

3. Nutzen Sie fortschrittliche Bearbeitungsstrategien

Es gibt mehrere fortschrittliche Bearbeitungsstrategien, die uns dabei helfen können, die Bearbeitungszeit zu verkürzen.

• Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSM): Bei HSM kommen hohe Schnittgeschwindigkeiten, hohe Vorschübe und relativ geringe Schnitttiefen zum Einsatz. Im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmethoden können deutlich schnellere Materialabtragsraten erzielt werden. Mit HSM können wir die Zykluszeit für die Bearbeitung komplexer Teile verkürzen. Dafür sind jedoch eine Werkzeugmaschine mit hoher Spindeldrehzahl und guter Dynamik sowie entsprechende Schneidwerkzeuge erforderlich.
• Adaptive Bearbeitung: Diese Strategie passt die Schnittparameter in Echtzeit an die tatsächlichen Schnittbedingungen an. Steigt beispielsweise die Schnittkraft aufgrund von Schwankungen in der Materialhärte, kann das System die Vorschubgeschwindigkeit automatisch reduzieren, um Werkzeugbrüchen vorzubeugen. Adaptive Bearbeitung kann den Bearbeitungsprozess optimieren und die Zeitverschwendung durch ineffizientes Schneiden reduzieren.
• Trochoides Fräsen: Beim Wirbelfräsen bewegt sich der Fräser auf einer kreisförmigen oder spiralförmigen Bahn und nicht auf einer geradlinigen Bahn. Dies ermöglicht eine effizientere Spanabfuhr und reduziert die Belastung des Werkzeugs. Dies kann besonders effektiv bei Schruppbearbeitungen sein, bei denen große Materialmengen schnell entfernt werden müssen.

4. Minimieren Sie die Einrichtungszeit

Unter Rüstzeit versteht man die Zeit, die für die Vorbereitung der Werkzeugmaschine und des Werkstücks für die Bearbeitung aufgewendet wird. Eine Reduzierung der Rüstzeit kann erhebliche Auswirkungen auf die Gesamtbearbeitungszeit haben.

• Verwenden Sie Schnellwechsel-Werkzeugsysteme: Mit diesen Systemen können wir Schneidwerkzeuge schnell und präzise wechseln. Anstatt viel Zeit mit der Ausrichtung und Einstellung der Werkzeuge zu verbringen, können wir die Werkzeuge einfach austauschen. Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Schnellwechsel-Werkzeugsystemen erhältlich, beispielsweise hydraulische Werkzeughalter und mechanische Schnellwechseladapter.
• Implementieren Sie Spannlösungen: Durch den Einsatz effizienter Werkstückspannvorrichtungen kann die zum Fixieren des Werkstücks erforderliche Zeit verkürzt werden. Beispielsweise können Vorrichtungen mit Schnellspannmechanismen das Werkstück in kurzer Zeit festhalten. Wir können auch modulare Vorrichtungen verwenden, die sich leicht für verschiedene Teile umkonfigurieren lassen, wodurch Zeit für die Entwicklung und Herstellung neuer Vorrichtungen für jedes Teil eingespart wird.
• Inspektion und Vorbereitung vor der Maschine: Bevor wir mit dem Bearbeitungsprozess beginnen, sollten wir das Rohmaterial und die Werkzeugmaschine gründlich prüfen. Stellen Sie sicher, dass das Material die richtige Größe und Qualität hat und dass sich die Werkzeugmaschine in gutem Betriebszustand befindet. Dadurch können unerwartete Probleme während der Bearbeitung verhindert werden, die zu Ausfallzeiten und Nacharbeiten führen können.

5. Setzen Sie Automatisierung und Robotik ein

Automatisierung und Robotik können der CNC-Metallbearbeitung ein völlig neues Maß an Effizienz verleihen.

• Automatisierte Werkzeugwechsler: Dies sind Standardfunktionen vieler moderner CNC-Werkzeugmaschinen. Sie können die Schneidwerkzeuge entsprechend dem Bearbeitungsprogramm automatisch auswählen und wechseln, sodass kein manueller Werkzeugwechsel erforderlich ist. Dies spart nicht nur Zeit, sondern verringert auch das Risiko menschlicher Fehler.
• Be- und Entladen per Roboter: Roboter können zum Be- und Entladen von Werkstücken aus der Werkzeugmaschine eingesetzt werden. Sie können ermüdungsfrei kontinuierlich arbeiten, was die Produktivität des Bearbeitungsprozesses deutlich steigern kann. Roboter können auch schwere und große Werkstücke leichter handhaben als menschliche Bediener, wodurch sich der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Materialhandhabung verringert.
• Automatisierte Inspektionssysteme: Diese Systeme können während und nach dem Prozess Inspektionen der bearbeiteten Teile durchführen. Sie können etwaige Maßfehler oder Oberflächenfehler schnell erkennen, sodass wir sofort Korrekturmaßnahmen ergreifen können. Dies kann die Produktion fehlerhafter Teile verhindern und den Zeitaufwand für Nacharbeiten reduzieren.

6. Kontinuierliche Schulung und Kompetenzentwicklung

Unsere Bediener spielen eine entscheidende Rolle bei der Verkürzung der Bearbeitungszeit. Indem wir ihnen kontinuierliche Schulungen und Möglichkeiten zur Kompetenzentwicklung bieten, können wir sicherstellen, dass sie die Werkzeugmaschinen und Schneidtechniken optimal nutzen.

• Schulung zu neuen Technologien: Da neue Bearbeitungstechnologien und -strategien aufkommen, müssen unsere Bediener in deren Verwendung geschult werden. Durch Schulungen zu Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und adaptiver Bearbeitung können sie beispielsweise den Bearbeitungsprozess optimieren und die Zykluszeit verkürzen.
• Problemlösungsfähigkeiten: Bediener sollten geschult werden, um häufige Bearbeitungsprobleme schnell zu erkennen und zu lösen. Wenn beispielsweise während der Bearbeitung Rattern auftreten, sollten sie in der Lage sein, die Ursache zu diagnostizieren und geeignete Maßnahmen zu deren Beseitigung zu ergreifen. Dadurch kann eine Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses verhindert und die Gesamtbearbeitungszeit verkürzt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Reduzierung der Bearbeitungszeit bei der CNC-Metallbearbeitung eine Kombination aus den richtigen Werkzeugen, optimierten Schnittparametern, fortschrittlichen Bearbeitungsstrategien, minimierter Rüstzeit, Automatisierung und gut geschulten Bedienern erfordert. Durch die Umsetzung dieser Tipps und Tricks können wir unsere Produktivität steigern, Kosten senken und auf dem Markt wettbewerbsfähig bleiben.

Wenn Sie auf der Suche nach hochwertigen CNC-Metallbearbeitungsdienstleistungen sind, würde ich mich gerne mit Ihnen unterhalten. Ganz gleich, ob Sie Teile aus Aluminiumlegierung, Titanlegierung oder Edelstahl benötigen, wir verfügen über das Fachwissen und die Technologie, um Ihre Anforderungen zu erfüllen. Lassen Sie uns ein Gespräch beginnen und sehen, wie wir gemeinsam Ihre Ziele erreichen können.

Referenzen

• Boothroyd, G. & Knight, WA (2006). Grundlagen von Herstellungsprozessen. Wiley.
• Dornfeld, DA, Minis, I. & Takeuchi, Y. (2007). Handbuch der Bearbeitung mit Schleifanwendungen. CRC-Presse.
• Stephenson, DA, & Agapiou, JS (2006). Theorie und Praxis der Metallzerspanung. CRC-Presse.