Häufig gestellte Fragen zum Thema CNC-Bearbeitungszentren
Was sind CNC-Bearbeitungszentren?
Seit 1959 fertigt die Industrie Werkstücke und Produkte mit NC-gesteuerten Bearbeitungszentren – die erste Anlage dieser Art wies eine Lochstreifensteuerung auf und stand im Reutlinger Unternehmen Burkhardt + Weber. Ein CNC-Bearbeitungszentrum (oder Fertigungszentrum) dient derKomplettbearbeitung, d. h. es kann Drehmaschine, Fräsmaschine und Bohrmaschine in einer einzigen CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine (CNC: Computerized Numerical Control = rechnergestützte numerische Steuerung) sein.
Sei es für Prototypen, in der Nachbearbeitung von Gussteilen oder für andere Einsatzmöglichkeiten: CNC-Bearbeitungszentren steigern die Leistungsfähigkeit von Betrieben enorm. Abhängig von der Konstruktionsrichtung der Hauptachse gibt es horizontale oder vertikale CNC- Bearbeitungszentren mit unterschiedlich vielen Achsen – bis hin zu Fünf-Achs-Bearbeitungszentren. Ferner bieten sie einen automatischen Werkzeugwechsel – nacheinander ablaufende Werkzeugeinsätze, z. B. Fräsen und Bohren, wickeln die CNC-Steuerung vollautomatisch ab.
Flexible Fertigungszelle lautet die Bezeichnung für ein Bearbeitungszentrum mit einem weiteren automatischen Werkstückwechsel. Sofern eine Drehmaschine das Fundament einer solchen Anlage darstellt, ist von einem Drehzentrum die Rede. Kommt ein Werkstückwechsler hinzu, ist es eine Drehzelle. Ohne Erweiterungen basiert die Konstruktion von CNC-Bearbeitungszentren häufig auf Fräsmaschinen. Des Weiteren erweisen sich diese Anlagen im Vergleich zu Universalmaschinen und CNC-Maschinen als produktiver, jedoch auch als unflexibler. Daher sind eher für die Herstellung kleiner und mittlerer Serien gedacht. Im Bereich der Großserien- und Massenfertigung nutzen Unternehmen oft Transferstraßen, Drehautomaten oder Rundtaktmaschinen, die mit Produktivität glänzen, jedoch unflexibler als CNC-Bearbeitungszentren sind.
Wo finden CNC-Bearbeitungszentren Anwendung?
CNC-Bearbeitungszentren sind aus Handwerk und Industrie nicht mehr wegzudenken – u. a. folgende Bereiche und Branchen nutzen diese Maschinen:
- Handwerk allgemein
- Holz: Ein CNC-Bearbeitungszentrum für Holz ist auf Holzwerkstoffe und Massivholz ausgerichtet.
- Metallbearbeitung, z. B. Aluminium
- Bearbeitung von Kunststoffen, Verbundwerkstoffen, Glas und Naturstein
- Treppenfertigung
- Möbelherstellung
- Fensterfertigung
- Türenherstellung
- Formteileproduktion
- Innenausbau
- Automobilindustrie
- Luft- und Raumfahrtindustrie
Dank ihrer weitreichenden Automatisierung dienen CNC-Bearbeitungszentren der Produktion von Klein, Mittel- und Großserien, produzieren aber auch Einzelstücke. In puncto Serienfertigung zahlt sich die hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit dieser Werkzeugmaschinen aus. Gleich ob kleine, mittelständische oder große Firmen – sie alle nutzen CNC-Bearbeitungszentren.
Wo liegen die Vor- und Nachteile von CNC-Bearbeitungszentren?
Vorteile:
- Zeitvorteil: Diezügige Produktion von Serienteilen und jeder Art von Komponenten zahlt sich für Hersteller und Kunden aus.
- Überlegen: Aufwendige Werkstücke sind manuell nicht zu fertigen, doch CNC-Bearbeitungszentren schaffen diese Aufgabe mit Leichtigkeit.
- Präzision: Die Maßeinhaltung bei der Herstellung wird garantiert.
- Hoher Automatisierungsgrad: Dieser Vorteil senkt die Rüstzeiten enorm.
- Werkzeugvorteile: CNC-Bearbeitungszentren verfügen über eine große Auswahl an Werkzeugen, außerdem profitieren Anwender von einer schnellen Werkzeugführung. So erreichen viele Modelle Werkzeugwechsel- bzw. Span-zu-Span-Zeiten unter drei Sekunden, wodurch die Taktzeiten deutlich kürzer ausfallen als bei weniger modernen Maschinen.
- Exaktes Verfahren: Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten werden genau gesteuert.
- Flexibilität der Produktion rentiert sich für Hersteller und Kunden.
- Noch mehr Leistung: Um Kunden mehr Funktionen zu bieten, können CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller ihre CNC-Bearbeitungszentren mit Dreh- und Kipptischen ausstatten, sodass sie mehr Achsen aufweisen. Betriebe können mit solchen modernen Modellen komplexe Dreharbeiten auf Rundtischen durchführen.
Nachteile:
- Hohe Investition: CNC-Bearbeitungszentren sind zumindest als neue Modelle teure Anschaffungen.
- Wartungs- und Reparaturaufwand: Diese Maschinen sind so aufwendig konstruiert, dass ihre Wartung und Reparatur schwierig ist. Betriebe müssen diese Arbeiten in vielen Fällen einem Experten überlassen.
Mehrspindelbearbeitung oder Einspindelbearbeitung?
Außer CNC-Bearbeitungszentren mit einer Arbeitsspindel kommen zunehmend solche mit mehreren Spindeln zum Einsatz, wobei es zwei, drei oder vier Spindeln sein können. Ein vierspindliges Bearbeitungszentrum – häufig in der Großserienherstellung zu finden – ist in der Lage, vier Bauteile simultan zu fertigen und somit der Einspindelbearbeitung überlegen. Sofern die Bauteile in einem Betrieb aus einem Vollmaterial gefräst werden, wird das Rohmaterial meist in zwei universellen Zentralspannwerkzeugen gehalten. In einem solchen Fall hält sich der Aufwand für die Formatumstellung in Grenzen, da der Betrieb die gleiche Spindel für sämtliche Ausführungen der Teile nutzt. Des Weiteren hat die Mehrspindelbearbeitung den Vorzug, komplexe Geometrien mit aufwendiger Bearbeitung zu unterstützen. Zudem ist durch ein Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum die gleichzeitig ablaufende Fertigung mit mehreren Spindeln machbar. Aufwendige Gussteile (etwa aus Aluminium oder Stahl) zu bearbeiten, kann Zeiträume von einigen Minuten bis einigen Stunden beanspruchen. Insgesamt betrachtet steigert die Fertigung mit Mehrspindel-CNC-Bearbeitungszentren den Durchsatz und bietet Firmen und Kunden weitaus mehr Optionen als die Einspindelbearbeitung.
Vorteile der Mehrspindelbearbeitung gegenüber Einspindelbearbeitung im Überblick:
- Der Durchfluss pro Quadratmeter Grundfläche steigt.
- Die Personalkosten sinken, da eine Firma durch die Mehrspindelbearbeitung weniger Maschinen kaufen muss.
- Die Lebenszykluskosten werden reduziert.
- Die Produktivität einer Firma steigt deutlich an.
Worauf sollte vor dem Kauf von CNC-Bearbeitungszentren geachtet werden?
Individuelle Konstruktion: Wenn Sie ein CNC-Bearbeitungszentrum kaufen möchten, finden Sie sicher einen Hersteller, der es nach ihren Anforderungen konstruiert, denn in vielen Fällen lassen sich die Werkzeuge einer Maschine leicht kombinieren.
Hightech: Bei CNC-Bearbeitungszentren handelt es sich um Maschinen der Hightech-Ära. Deshalb benötigen sie technisch erstklassige Komponenten und eine hoch effiziente Steuerung. Positiv wirkt sich für den Anwender aus, dass die Steuerung nicht verschleißt.
Kosten: Neue CNC-Bearbeitungszentren bedeuten eine hohe Investition beim Kauf, sogar gebrauchte CNC-Bearbeitungszentren können das Budget einer Firma belasten.
CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller: Hier einige der im Markt bekannten CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller:
- Homag: Diese Firma produziert z. B. CNC-Bearbeitungszentren für den Innenausbau sowie die Möbel-, Fenster-, Komponenten-, Türen- und Treppenherstellung. Die Maschinen von Homag ermöglichen Verfahren wie Sägen, Bohren, Fräsen, Messvorgänge, Teilekennzeichnung und 3-D-Bearbeitung.
- SCM-Group: Die Produkte, sprich CNC-Bearbeitungszentren, dieses Unternehmens können Sie verwenden, um Platten nach dem Nesting-Verfahren zu fertigen. Nesting (oder Verschachtelung) dient der Bearbeitung plattenförmiger Materialien wie Holz, Metall, Blech oder von Stoffen. Dabei wird der Verschnitt klein gehalten. Außerdem stehen Ihnen als Kunde der SCM-Group durch den Kauf einer Maschine Fräs- und Bohrverfahren für die Hausinnenausstattung zur Verfügung. Sie erhalten bei dieser Firma daher auch CNC-Holzbearbeitungsmaschinen.
- IMA Schelling Group: Auch dieser CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller produziert u. a.CNC-Holzbearbeitungsmaschinen.
- Hedelius: Dieses Expertenteam konstruiert und fertigt vertikale Fahrständer-Bearbeitungszentren.
- Heller: Diese Firma ist auf Vier- und Fünf-Achs-Bearbeitungszentren spezialisiert, die Lasten (Paletten oder Tische) bis zu 8.000 kg standhalten.
- Heidenhain: Dieses Unternehmen bietet Ihnen als Kunde Komponenten wie CNC-Steuerungen oder Monitore für CNC-Bearbeitungszentren.
- Okuma: Als Hersteller mit Hauptsitz in China hält Okuma eine breite Palette an CNC-Technologie bereit.
- Bernardo: ein weiterer CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller, bei dem Sie CNC-Holzbearbeitungsmaschinen kaufen können.
Lohnt sich der Kauf von gebrauchten CNC-Bearbeitungszentren?
Da der Kauf eines neuen CNC-Bearbeitungszentrums viele Betriebe vor finanzielle Hürden stellt, lautet eine allgemeine Empfehlung, eine Maschine gebraucht zu kaufen, da die Kosten für ein solches Modell deutlich niedriger ausfallen. Dem Vergleich zu Neumaschinen halten viele Anlagen aus zweiter Hand stand.
Hinweis bezüglich Fünf-Achs-Bearbeitungszentren: Die vielen Achsen beeinträchtigen die Steifigkeit der Maschine, wodurch diese empfindlich auf zu hohe Vorschübe oder besonders widerstandsfähige Werkstoffe reagieren kann. Demzufolge kann ein Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum an den beweglichen Teilen verschleißen und sollte immer wieder Kontrollen unterzogen werden. Dennoch ist es laut Expertenmeinung für Kunden nicht zu riskant, ein Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum bei einem CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller oder -Händler gebraucht zu kaufen.
Vertrauenswürdige Händler/ CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller: Es ist ratsam, nur bei einem CNC-Bearbeitungszentren-Hersteller oder -Händler für Gebrauchtmaschinen zu kaufen, der ausschließlich geprüfte und verkehrsfähige CNC-Bearbeitungszentren anbietet. Wurde die zum Kauf stehende Maschine getestet und gesäubert und weist sie neue Software und ausgewechselte Komponenten (wo erforderlich) auf, steht dem Erwerb eines gebrauchten CNC-Bearbeitungszentrums nichts im Wege. Wichtig ist, dass der Hersteller oder Händler Sie als Kunde mit einem umfassenden Service begleitet.
Preise: Die Preisspanne für gebrauchte CNC-Bearbeitungszentren beginnt bei mehreren tausend Euro. Allerdings kann es vorkommen, dass Kunden für neue Modelle in diesem Bereich – abhängig von Qualität und Ausbauweise – bis zu mehreren hunderttausend Euro rechnen müssen.
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