Frästeile: Von A wie Architekturmodell bis Z wie Zahnarztbohrer

Segelboote und Motorblöcke, Architekturmodelle und Designerschmuck, Gussformen und Fensterrahmen, einfache Metallbauteile und chirurgische Instrumente: Frästeile aus Metall, Kunststoff oder Holz finden sich in allen Industriezweigen und auch in allen Bereichen des täglichen Lebens. Fräsen ist eine spanende Fertigungsmethode mit kreisförmiger Schnittbewegung und kann nur maschinell – entweder konventionell oder CNC-gesteuert – durchgeführt werden. Das Werkstück bzw. Frästeil wird fest eingespannt. Die Formgebung – das Spanen – erfolgt durch die Vorschubbewegung des Werkzeugs. Eine Bearbeitung auf allen Achsen eines Werkstücks ermöglicht dabei auch die Realisierung komplexer geometrischer Formen.

Das Planfräsen dient dabei der Herstellung ebener Flächen. Beim Schraubfräsen werden beispielsweise Schneckenräder und Gewinde, beim Walzfräsen Zahnräder, beim Profilfräsen Nuten gefertigt. Eine Sonderstellung nimmt das Formfräsen ein, bei dem entweder ein Werkstück auf Basis eines vorhandenen Prototyps oder einer Form kopiert wird (Nachformfräsen oder Kopierfräsen) oder computergesteuert auf Basis eines 3D-CAD-Modells gefräst wird (CNC-Formfräsen). Besonders Flexibilität erlaubt dabei das sogenannte Freiformfräsen, bei dem sich beliebige ebene und räumliche Flächen mittels gesteuerter Vorschubbewegung punktgenau bearbeiten lassen.

Der Vorteil: Werkstücke in nahezu jeder geometrischer Form lassen sich auf diesem Wege fertigen, maßgenau und mit bestimmten Materialeigenschaften, als Einzelstück oder in Kleinserie. Formfräsen ist daher nicht nur eines der wichtigsten Fertigungsverfahren im Werkzeug- und Maschinenbau sowie in der Medizintechnik. Auch beim Modell- oder Möbelbau kommt es sehr häufig als Holzbearbeitungsverfahren zum Einsatz.

5 mm oder 50 Tonnen: Auf die Verwendung kommt es an

Frästeile unterscheiden sich jedoch nicht nur in ihrer geometrischen Komplexität. Je nach Verwendungszweck sind auch die Größenunterschiede erheblich. So kommen feinste Präzisionsfrästeile von teils nur wenigen Millimetern Größe in der Schmuck- und Uhrenindustrie, in der Medizintechnik (Implantate und Instrumente), aber auch in anspruchsvollen industriellen Verwendungen (Elektroindustrie, Mess- und Regeltechnik) zum Einsatz.

Großfrästeile, die mehrere Meter umfassen und 50 Tonnen und mehr wiegen können, werden dagegen im Sondermaschinenbau, in Wind- und Solarindustrie, im Schiffs- und im Flugzeugbau benötigt. Ihre Fertigung erfordert besonders große und belastbare Fräsmaschinen. Das maximale Stückgewicht eines Frästeils hängt dabei von der Krankapazität des Bearbeitungszentrums ab.

Zwischen diesen beiden Extremen bewegen sich einfache gefräste Bauteile und Baugruppen aus Metall und Kunststoff, wie sie massenhaft im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz kommen, Form- und Gießwerkzeuge für Guss- und Spritzgussverfahren, Prototypen und Kleinserien im Automobilbau, Frästeile aus Holz für Möbelbau und Design und andere mehr.

Material: Alu, Titan oder Kunststoff?

Alle spanbaren Materialien können grundsätzlich auch gefräst werden. Je nach Branche und ihren Materialanforderungen werden Frästeile aber überwiegend aus Metallen, zunehmend auch aus Kunststoff oder bei bestimmten Verwendungen aus Holz gefertigt. Bei den Metallen kommen dabei einfache Automatenstähle ebenso zum Einsatz wie hochwertige Vergütungs- und Edelstähle. Ebenso sind NE-Metalle (NE = Nicht-Eisen) und Legierungen weit verbreitet. Wird beispielsweise ein leichtes und zugleich korrosionsbeständiges Material mit guter elektrischen und Wärmeleitfähigkeit benötigt, fällt die Wahl in der Regel auf Aluminium. Aber auch Messing und Kupfer kommen zum Einsatz. Für höchste Ansprüche beispielsweise an die Chemikalienbeständigkeit werden Frästeile aus Titan, Tantal oder Hastelloy gefertigt.

Die im Bereich der Kunststoffe am weitaus häufigsten verwendeten Werkstoffe sind Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Ihre Wärmebeständigkeit liegt bei maximal 100 Grad Celsius. Bei höheren Anforderungen an das Material muss daher auf technische oder Konstruktionskunststoffe und Hochleistungskunststoffe ausgewichen werden. Technische Kunststoffe und Kunststofflegierungen (Polyamide, Polycarbonate, Polyurethane, Polyester- und Epoxidharze u.a.) punkten dabei mit bis zu 150 Grad Celsius Temperaturbeständigkeit und guter mechanischer Festigkeit. Hochleistungskunststoffe wie beispielsweise Fluorkunststoffe, flüssigkristalline Kunststoffe oder Polyimide sind sogar bis zu 300 Grad Celsius hitzeresistent, oftmals verbunden mit einer besonders hohen Chemikalienbeständigkeit sowie sehr guter elektrischer Leitfähigkeit.

Lohnfräsen: Frästeile vom Fachmann – als Einzelstück oder in Kleinserie

Nicht alle Unternehmen, die Frästeile benötigen, verfügen über eine eigene Fertigung. Gerade wenn nur ein Designmodell oder ein Prototyp benötigt wird, aber auch bei Kleinserien bis etwa 1.500 Stück ist Lohnfräsen die erste – nicht nur wirtschaftlich sinnvolle – Wahl. Denn CNC-Fräsmaschinen bzw. Bearbeitungszentren sind kostspielig in Anschaffung und Wartung. Ihre Bedienung erfordert speziell geschulte Zerspanungsmechaniker. Hochwertige Ergebnisse in konstanter Qualität erfordern Expertise und Erfahrung.

Ein Outsourcing an Zulieferer und Dienstleister ist daher selbst bei großen Unternehmen üblich. Der Spezialisierungsgrad der einzelnen Dienstleister ist oftmals hoch. Denn wer sich auf Großfrästeile mit 50 Tonnen Gewicht spezialisiert hat, fertigt nicht auch hochpräzise Kleinstteile für die Mess- und Regeltechnik. Wer Motorblöcke in Serie für die Automobilindustrie herstellt, fräst keine Holz-Formteile für die Möbelindustrie. Zahlreiche Anbieter von Frästeilen übernimmt auch die Nachbearbeitung und Oberflächenbehandlung der Frästeile bis zum Finishing, wenn erforderlich.

Lohnfräsen bietet in der Regel eine bedarfsspezifische und stückzahlenunabhängige Fertigung, teils auch mit Just-in-Time-Delivery, so dass der Auftraggeber keine Lagerkapazitäten für die Drehteile vorhalten muss. Auch Reparaturen auf konventionellen Drehmaschinen (ohne NC-Steuerung) werden angeboten.

Sie haben Fragen? Sprechen Sie uns an! Sie erreichen uns unter info@vioproto.de