Präzisions-CNC-Fräsen: Der Leitfaden für Toleranzen und Techniken mit ±0,01 mm Genauigkeit | JS Precision

Die Präzisions-CNC-Frästechnik strebt eine Toleranz von ±0,01 mm an und ermöglicht so eine Kontrolle auf mikroskopischer Ebene. Diese Präzision erlaubt die perfekte Passung zweier Metallteile ohne zusätzliche Anpassungen, minimiert die Leckagerate von Fluidventilen und verleiht Hightech-Anlagen ein stabiles und zuverlässiges Fundament.

Hochpräzisions-CNC-Fräsen ist jedoch keine einfache Angelegenheit, sondern ein Systemtechnikprojekt, das Kenntnisse über Werkzeugmaschinen, Schneidwerkzeuge, Werkstoffe und Prozesse erfordert.

Dieser Leitfaden führt Sie tief in die Geheimnisse der Erreichung einer Genauigkeit von ±0,01 mm ein, analysiert die Kostenstruktur und zeigt Ihnen, wie Sie bei der komplexen Wahl zwischen 3-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsen das optimale Gleichgewicht zwischen Präzision, Produktivität und Kosten finden .

Abbildung 1: Die Abbildung zeigt das Funktionsprinzip einer CNC-Fräsmaschine, bei der das Werkstück in einem Schraubstock fixiert und mit einem rotierenden Werkzeug präzise bearbeitet wird.

Zusammenfassung der wichtigsten Antworten

Präzisions-CNC-Fräsen: Wie JS Precision eine Toleranz von ±0,01 mm erreicht

Das Unternehmen, für das ich arbeite, JS Precision, bietet seit 15 Jahren Präzisions-CNC-Fräsdienstleistungen für über 500 Kunden aus den Bereichen Medizin, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Optik an.

Wir haben Triebwerkschaufeln für Luft- und Raumfahrtunternehmen bearbeitet und dabei Toleranzen von ±0,008 mm mithilfe von 5-Achs-Technologie eingehalten. Außerdem haben wir Ti-6Al-4V-Implantate in Serie für medizinische Kunden gefertigt, wobei die Materialspezifikationen strikt der von ASTM International veröffentlichten Norm ASTM F136 für chirurgische Implantat-Titanlegierungen entsprechen.

Auf Grundlage dieser praktischen Erfahrungen haben wir einen systematischen Ansatz zusammengefasst: erstens die Verwendung von hochstabilen Werkzeugmaschinen der THERMO-FIDELITY-Serie zur Reduzierung von Temperaturverformungen, zweitens die Verwendung von Schweizer STUDER-Schneidwerkzeugen zur Kontrolle von Schnittfehlern und schließlich die Bearbeitung in einer Werkstatt mit einer konstanten Temperatur von 20±1℃.

Wir haben außerdem einen „ 5-stufigen Qualitätsprüfungsprozess “ etabliert, der von der Rohmaterialprüfung bis zur CMM-Messung des fertigen Produkts reicht und bei dem in jedem Schritt Daten erfasst werden.

Dieser Leitfaden fasst unser technisches Know-how zusammen, und jede Empfehlung wurde anhand realer Projektbeispiele verifiziert. Beispielsweise erfahren Sie, wie Sie Schneidwerkzeuge je nach Material auswählen und Vibrationen durch Programmierung reduzieren – Erfahrungen aus der Lösung hunderter Präzisionsprobleme, auf die Sie sich voll und ganz verlassen können.

Möchten Sie die Praxistauglichkeit dieses Leitfadens überprüfen? Senden Sie uns Ihre Toleranzanforderungen für Bauteile, und JS Precision gibt Ihnen kostenlos praxisorientierte Prozessberatung, die Ihnen hilft, häufige Fehler zu vermeiden. Sie erhalten außerdem unsere „Checkliste zur Implementierung von Toleranzen von ±0,01 mm“.

Was ist Präzisions-CNC-Fräsen? Vom Konzept bis zu weitverbreiteten Anwendungen

Nachdem Sie die praktischen Erfahrungen von JS Precision kennengelernt haben, fragen Sie sich vielleicht, was genau Präzisions-CNC-Fräsen ist. Worin unterscheidet es sich vom herkömmlichen CNC-Fräsen? Im Folgenden erkläre ich Ihnen dies vom Konzept bis zur Anwendung.

Über das „Schneiden“ hinaus: Der Kern der digitalen subtraktiven Fertigung

Präzisions-CNC-Fräsen ist eine Technologie, bei der ein computergesteuertes, rotierendes Werkzeug Teile aus einem Materialblock herausarbeitet, wobei ein digitales Modell als Vorlage dient. Im Vergleich zum herkömmlichen CNC-Fräsen zeichnet sie sich durch einen höheren Digitalisierungsgrad, voreingestellte CAM-Schritte zur Vermeidung menschlicher Fehler und eine höhere Konsistenz (Chargenfehler ≤ ±0,005 mm) aus.

Bei der Fertigung von Prototypenteilen für die Automobilindustrie kann beispielsweise durch Präzisions-CNC-Fräsen ein Positionsfehler von ≤±0,008 mm für 100 Teile erreicht werden, während bei der herkömmlichen CNC-Bearbeitung ein Fehler von etwa ±0,05 mm auftreten kann, was den hohen Anforderungen an den Einbau solcher Teile in Hochleistungsmotoren eindeutig nicht genügt.

Allgegenwärtige Anwendungen:

Die Präzisions-CNC-Frästechnik deckt mehrere wichtige Bereiche ab:

• Medizinischer Bereich: Chirurgische Instrumentenzähne, Implantate aus Titanlegierung, Toleranz ≤±0,01 mm.
• Luft- und Raumfahrtindustrie: Kühlbohrungen für Triebwerkschaufeln, Verbindungsbohrungen für Strukturbauteile, Toleranz ≤±0,008 mm.
• Automobilindustrie: Hochleistungsmotorkolben, Zahnradprototypen, Toleranz ≤±0,015mm.
• Optikindustrie: Objektivtubusgewinde, Objektivhalterungen, Toleranz ≤±0,005mm.

Sie möchten wissen, ob Ihre Teile für die Präzisions-CNC-Fräsbearbeitung geeignet sind? Laden Sie Ihre 3D-Zeichnungen hoch, und die Ingenieure von JS Precision analysieren kostenlos die Anwendungskompatibilität. Sie können außerdem eine Sammlung von Fallstudien zu CNC-Fräsdienstleistungen für Ihre Branche herunterladen und Lösungen aus ähnlichen Projekten finden.

Abbildung 2: Beim CNC-Fräsen werden rotierende Schneidwerkzeuge eingesetzt, die sich entlang mehrerer Achsen bewegen, um komplexe Formen aus festen Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen zu bearbeiten.

CNC-Fräsen mit einer Toleranz von ±0,01 mm: Gilt das für alle Materialarten?

Nachdem Sie die Anwendungsgebiete des Präzisions-CNC-Fräsens kennengelernt haben, fragen Sie sich sicher: Ist eine Toleranz von ±0,01 mm beim CNC-Fräsen für alle Materialien realisierbar? Lassen Sie mich Ihnen eine detaillierte Analyse geben.

Materialbearbeitbarkeit und höchste Präzision

Wie aus der nachstehenden Tabelle hervorgeht, bestehen große Unterschiede zwischen den verschiedenen Materialien hinsichtlich der Schwierigkeit, eine Toleranz von ±0,01 mm zu erreichen.

Beispielsweise kann bei der Aluminiumlegierung 6061 mit herkömmlichen Präzisionswerkzeugmaschinen eine Toleranz von ±0,008 mm erreicht werden, während für die Titanlegierung spezielle Hartfräswerkzeuge und Hochgeschwindigkeitsstrategien erforderlich wären, um eine Toleranz von ±0,01 mm zu erreichen.

Jenseits des Materials: Ein System zur Erzielung höchster Toleranz

Um eine Toleranz von ±0,01 mm zu erreichen, ist ein komplettes „Ökosystem“ erforderlich, das JS Precision aus vier Aspekten aufbaut:

• Hochstabile Werkzeugmaschinen: Auswahl von Präzisions-5-Achs-Werkzeugmaschinen mit Spindelrundlauf ≤0,001 mm.
• Temperaturkontrollierte Umgebung: Werkstatttemperatur 20±1℃, Luftfeuchtigkeit 50±5%, um eine thermische Ausdehnung und Kontraktion der Materialien zu vermeiden.
• Präzisionsschneidwerkzeuge: Verwendung von Hartmetallschneidwerkzeugen mit Mikrodurchmesser und einer Schneidkantengenauigkeit von ±0,002 mm.
• Erfahrene Ingenieure: Mit durchschnittlich über 8 Jahren Erfahrung wird der Vorschub je nach Materialeigenschaften, wie z. B. Titanlegierungen, durch Anpassung der Schnittparameter reduziert.

Entschlüsselung der Kostenstruktur von hochpräzisem CNC-Fräsen

Nachdem Sie den Einfluss der Materialien auf die Toleranzen verstanden haben, fragen Sie sich vielleicht: Wie hoch sind die Kosten für hochpräzises CNC-Fräsen ? Warum haben unterschiedliche Teile so unterschiedliche Preise, selbst bei gleicher Toleranz von ±0,01 mm? Lassen Sie mich das genauer erklären.

Zeit ist Geld: Laufzeit und Rüstzeiten von Werkzeugmaschinen

Wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht, machen die zeitabhängigen Kosten den größten Anteil der Stückkosten beim hochpräzisen CNC-Fräsen aus.

Die Programmierung eines einfachen Aluminiumlegierungsblechs dauert 1 Stunde, die Bedienung der Werkzeugmaschine hingegen 2 Stunden. Bei einem Bauteil aus Titanlegierung mit 10 Mikrobohrungen beispielsweise dauert die Programmierung 3 Stunden und die Bedienung der Werkzeugmaschine 8 Stunden, wodurch sich die Kosten verdoppeln.

Versteckte Kostentreiber: Geometrische Komplexität und Toleranzen

Die geometrische Komplexität und die damit verbundenen Toleranzanforderungen an die Teile können zu „versteckten Kosten“ führen:

• Merkmale tiefer Hohlräume: Tiefe Bohrungen erfordern längere Schneidwerkzeuge , die anfällig für Vibrationen, Geschwindigkeitsreduzierung, erhöhte Bearbeitungszeiten und Werkzeugverschleiß sind.
• Dünnwandige Bauteile: Dünnere Wände als 0,5 mm neigen zur Verformung und erfordern viele Kühlzyklen mit speziellen Vorrichtungen, was die Kosten erhöht.
• Enge Toleranzen: Die Notwendigkeit engerer Toleranzen von ±0,05 mm bis ±0,01 mm verlängert die Qualitätsprüfungszeit erheblich und erfordert Nacharbeiten, wodurch die Kosten um 50 % steigen.

Möchten Sie die Kosten für das CNC-Fräsen mit einer Toleranz von ±0,01 mm optimieren? Laden Sie Ihre Teilezeichnungen hoch, und die Ingenieure von JS Precision helfen Ihnen bei der Analyse von Prozessoptimierungspunkten (einschließlich der Vereinfachung nicht kritischer Merkmale und der Anpassung von Toleranzen), um die Bearbeitungszeit und den Werkzeugverschleiß zu reduzieren. Außerdem erhalten Sie eine „Checkliste zur Kostenoptimierung“.

Abbildung 3: Mit CNC-Fräsen lassen sich komplexe Formen und Designs erzeugen, die mit traditionellen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht realisierbar wären.

Komplexe CNC-Fräsarbeiten: Welche Herausforderungen gibt es? Wie löst JS Precision diese?

Im nächsten Abschnitt werden die Probleme bei der Bearbeitung komplexer Teile erläutert, die sich aus der Analyse der Kostenstruktur ergeben: Mehrfachspannfehler, Verformung dünnwandiger Bauteile und Vibrationen in tiefen Bohrungen. Anschließend wird die Herausforderung des CNC-Fräsens komplexer Teile und die von JS Precision angebotene Lösung diskutiert.

Die Magie der Mehrachsenbearbeitung: Wann lohnt sich ein Upgrade auf 5 Achsen?

Die Hauptunterschiede zwischen 3-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen bestimmen deren Fähigkeit, komplexe Teile zu bearbeiten. Ein detaillierter Vergleich ist unten dargestellt:

Beispielsweise erfordert die Bearbeitung einer Motorhalterung mit schrägen Löchern 3 Spannvorrichtungen auf 3 Achsen (Fehler kann ±0,03 mm überschreiten), während auf 5 Achsen nur eine Spannvorrichtung erforderlich ist (Fehler ≤ ±0,01 mm).

Komplexität meistern: Wie wir es tun

JS Precision bietet drei Hauptlösungen für alle komplizierten Probleme, die beim CNC-Fräsen auftreten können.

• Fortschrittliche CAM-Softwareoptimierung: Simulierte Bearbeitung zur Vermeidung von Kollisionen, automatische Werkzeugweganpassung für tiefe Kavitäten.
• Strategien für kundenspezifische Werkzeuge: Dünnwandiges „Schichtschneiden“ ≤0,1 mm pro Schnitt, Reduzierung der Kraft, Mikroloch-„Spiralschneiden“, um Ausbrüche zu vermeiden.
• In-Machine-Messtechnik: Dimensionsmessung in Echtzeit während der Bearbeitung mittels in der Maschine integrierter Messtaster, z. B. alle 10 Minuten bei dünnwandigen Teilen, rechtzeitige Anpassung bei Verformung.

Stehen Sie vor Herausforderungen beim CNC-Fräsen komplexer Teile? Vereinbaren Sie einen Beratungstermin mit einem Ingenieur von JS Precision und erhalten Sie eine kostenlose Bauteilstrukturanalyse, Beratung zur Auswahl von 3-Achs- oder 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen sowie Zugang zum „Leitfaden für das CNC-Fräsen komplexer Teile“ mit Lösungsvorschlägen für ähnliche Projekte.

3-Achs- vs. 5-Achs-CNC-Fräsen: Die beste Technologie für Ihr Projekt auswählen

Nachdem Sie die Lösungen für komplexe Bauteile kennengelernt haben, stellt sich Ihnen vielleicht die Frage: Soll ich für mein Projekt 3-Achs- oder 5-Achs-Fräsen wählen? Die richtige Wahl spart Kosten, die falsche hingegen kann zu Genauigkeitsproblemen führen. Im Folgenden helfe ich Ihnen, die richtige Entscheidung zu treffen.

Die Kraft der Einfachheit: Kosteneffizienz des 3-Achs-Fräsens

Folgende Szenarien mit hohem Kosten-Nutzen-Verhältnis eignen sich für das 3-Achs-CNC-Fräsen:

• Teile: Platten/Blöcke ohne komplexe gekrümmte Oberflächen, wie z. B. quadratische Gehäuse.
• Toleranzanforderungen: ±0,05 mm - ±0,02 mm (gängige Automobilteile, Gehäuse von elektronischen Geräten).
• Serienfertigung: Herstellung großer Mengen einfacher Teile. Zum Beispiel die Produktion von über 1000 Dichtungen pro Monat.

Beispielsweise kostet eine einfache Aluminiumlegierungsplatte mit 4 Löchern bei der 3-Achs-Bearbeitung nur 20 Dollar pro Stück, bei der 5-Achs-Bearbeitung hingegen 35 Dollar, was völlig unnötig ist.

5-Achs-CNC-Fräsen: Mehr als nur Komplexität – es geht um Präzision und Effizienz

Die folgenden Szenarien eignen sich für das 5-Achs-CNC-Fräsen, was die Vorteile in Bezug auf Präzision und Effizienz verdeutlicht:

• Teile: Komplexe gekrümmte Oberflächen, Bohrungen mit mehreren Winkeln (z. B. Turbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate).
• Toleranzanforderungen: ≤±0,02 mm, beispielsweise bei optischen Linsengehäusen und Präzisionsformen.
• Klemmschwierigkeiten: Das Bauteil hat eine unregelmäßige Form. Mehrfaches Klemmen ist fehleranfällig. Beispiele hierfür sind unregelmäßige Knochenimplantate.

Beispielsweise benötigt die 3-Achs-Bearbeitung eines Titanlegierungsteils mit drei um 15° geneigten Löchern 8 Stunden bei einem Fehler von mehr als ±0,02 mm, während die 5-Achs-Bearbeitung 3 Stunden bei einem Fehler von ≤±0,01 mm benötigt und dabei 10 % niedrigere Gesamtkosten verursacht.

Sie haben Schwierigkeiten mit der Entscheidung zwischen 3-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsen ? Senden Sie uns Ihre Projektanforderungen, und die Ingenieure von JS Precision empfehlen Ihnen den kostengünstigsten Technologieweg unter Berücksichtigung der Teilekomplexität und der Präzisionsanforderungen für eine bestimmte Losgröße. Die Ergebnisse werden in einer Kostenvergleichstabelle dargestellt, um Ihnen die Entscheidung intuitiv zu erleichtern.

Abbildung 4: Fünfachsige CNC-Fräsmaschinen können die Rüstzeiten verkürzen, die Genauigkeit verbessern und qualitativ hochwertige Bauteile herstellen, die strengsten Toleranzanforderungen genügen.

Fallstudie: Präzision von ±0,008 mm gemeistert! 5-Achs-Fräsen ermöglicht medizinische Implantate der nächsten Generation

Nach all der Theorie betrachten wir nun ein praktisches Beispiel. Dieses Beispiel verdeutlicht, wie hochpräzises CNC-Fräsen reale Herausforderungen löst, insbesondere bei der Erzielung höchster Präzision für komplexe Bauteile.

Probleme der Kunden

Ein Medizintechnikunternehmen muss poröse Knochenimplantate aus medizinischer Titanlegierung (Ti-6Al-4V) herstellen. Dieser Teil birgt mehrere Schwierigkeiten:

• Die Struktur ist kompliziert, sie besteht aus 20 dünnen Wänden von 0,3 mm Durchmesser und 50 Mikroporen mit einem Durchmesser von 0,5 mm, wobei der Abstand zwischen den Wänden nur 0,2 mm beträgt.
• Die Toleranzen sind streng, wobei die Gesamttoleranz innerhalb von ±0,01 mm und der Fehler im Mikroporendurchmesser ±0,005 mm nicht überschreitet.
• Die Oberflächenbeschaffenheit muss hochwertig sein, Grate oder Spannungskonzentrationspunkte dürfen nicht vorhanden sein, da es sonst nach der Implantation zu Entzündungen kommen kann.

Der Kunde hatte zuvor zwei andere Hersteller kontaktiert, deren Produkte jedoch aufgrund von Verformungen dünner Wände und Präzisionsproblemen bei Mikrobohrungen Mängel aufwiesen. Daraufhin wandte er sich an JS Precision, bevor es zu einer Verzögerung des Projekts kam.

JS Präzisionslösung

Unser Team hat nach dreitägiger Analyse der Situation eine vollständige 5-Achs-Bearbeitungslösung entwickelt:

Prozessauswahl:

Wir haben simultane 5-Achs -CNC-Präzisionsfräsbearbeitung eingesetzt, da dieses Bauteil mehrere geneigte Mikrobohrungen aufweist und alle Merkmale in einer Aufspannung bearbeitet werden können, wodurch Positionierungsfehler durch mehrere Aufspannungen vermieden werden. Zusätzlich haben wir eine spezielle Vakuumvorrichtung angefertigt, um die Bauteile sicher zu fixieren und Bearbeitungsvibrationen zu reduzieren.

Werkzeuge und Programmierung:

Es wurden Mikro-Hartmetallwerkzeuge der japanischen Marke OSG mit einem Durchmesser von 0,2 mm verwendet, wobei die Präzision der Schneide mit ±0,002 mm angegeben wurde.

Bei der Programmierung wurde die Strategie des „schnellen, flachen Schnitts“ gewählt: 15.000 U/min Spindeldrehzahl, 50 mm/min Vorschub und 0,05 mm Schnitttiefe pro Durchgang, um die Schnittkraft und die thermische Verformung zu minimieren. Für die Mikrobohrung wurde ein spiralförmiges Schneidverfahren angewendet, um Werkzeugbruch zu vermeiden.

Qualitätskontrolle:

Die Bearbeitung wurde online mit Hilfe eines Laser-Wegsensors überwacht, wobei alle 5 bearbeiteten Mikrolöcher die Abmessungen gemessen und der Werkzeugverschleiß sofort kompensiert wurde.

Die vollständige Maßkontrolle nach der Bearbeitung erfolgte mit einer Zeiss CONTURA G2 Koordinatenmessmaschine mit einer Genauigkeit von ±0,001 mm durch Inspektion jedes dünnwandigen Abschnitts und jedes Mikrolochs.

Unser endgültiger Erfolg

Die kritische Maßgenauigkeit unseres endgültig gelieferten Implantats lag innerhalb von ±0,008 mm und übertraf damit die Kundenanforderung von ±0,01 mm deutlich . Hervorragende Eigenschaften: dünne Wände ohne Verformung, der maximale Fehler des Mikroporendurchmessers beträgt lediglich ±0,003 mm, die Oberflächenrauheit Ra 0,8 μm ist gratfrei.

Das Produkt unseres Kunden erreichte erfolgreich die klinischen Studien, und wir wurden zu seinem Hauptlieferanten und übernahmen anschließend drei weitere ähnliche Projekte mit ihm.

Abbildung 5: CNC-gefertigte medizinische Titanimplantate

Wie erhalte ich ein Angebot für CNC-Fräsdienstleistungen für meinen Prototyp?

Wenn Sie diese Fallstudien gelesen haben, wissen Sie wahrscheinlich nicht, welche Unterlagen Sie für ein Angebot für CNC-Fräsdienstleistungen benötigen. Möglicherweise befürchten Sie auch Ungenauigkeiten im Angebot oder komplizierte Abläufe. Ich zeige Ihnen, wie Sie effizient ein Angebot einholen.

Die "Goldenen Drei Elemente" eines gültigen Zitats

Folgende drei Eingaben sind erforderlich:

• Vollständige 2D/3D-Zeichnungen: Geben Sie beispielsweise Toleranzen ±0,01 mm und die Materialart 6061 an.
• Menge und Lieferzeit: zum Beispiel „5 Prototypen, Lieferung innerhalb von 10 Tagen“ oder „Kleinserie von 50 Stück, Lieferung innerhalb von 30 Tagen“
• Anforderungen an die Oberfläche: wie z. B. „Anodisieren von Legierungen“, „Passivieren von Edelstahl“, „Ra 0,4 μm“

Sollten die oben genannten Informationen nicht vorliegen, unterliegt dieses Angebot einer Fehlertoleranz von über 20 % oder kann gar nicht erstellt werden. Wird beispielsweise lediglich die Bearbeitung von Aluminiumlegierungsteilen ohne Zeichnungen oder Toleranzen angegeben, lässt sich nur ein grober Schätzwert ermitteln, der keine verbindliche Aussagekraft besitzt.

JS Precision Quoting: So funktioniert es vom Dokument zum Angebot

Der Angebotsprozess hier bei JS Precision ist ganz einfach und transparent:

• Dokumentenübertragung: Übertragen Sie die 3D/2D-Zeichnungen, tragen Sie die Menge, den Liefertermin und die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung ein.
• DFM-Analyse: Die Herstellbarkeitsanalyse wird von Ingenieuren innerhalb von 8 Stunden durchgeführt, die Toleranzgrenzen werden geprüft und die Funktionen optimiert.
• Angebotserstellung: Innerhalb von 24 Stunden erhalten Sie ein detailliertes Angebot inklusive Prozessbeschreibung, Einzelkostenaufstellung, Lieferzeit und Zahlungsbedingungen.
• Fragen und Anpassungen: Fragen zum Angebot werden beantwortet und der Prozess wird angepasst, sofern das Budget es zulässt, nicht kritische Toleranzen zu lockern, wenn dies die Kosten reduziert.

Praktische Strategien zur optimalen Balance zwischen CNC-Fräsgenauigkeit und Kosteneffizienz

Wie lässt sich nach Erhalt eines Angebots Genauigkeit bei gleichzeitig niedrigen Kosten gewährleisten? Natürlich gibt es Möglichkeiten , Genauigkeit und Kosten beim CNC-Fräsen in Einklang zu bringen. Ich werde Ihnen zwei praktische Ansätze vorstellen.

„Zuordnung nach Bedarf“: Die Kunst, Toleranzen für nicht kritische Merkmale zu lockern

Viele Kunden geben eine Gesamttoleranz an, die das gesamte Bauteil umfasst, beispielsweise ±0,01 mm. Diese Präzision ist für unkritische Merkmale jedoch nicht erforderlich .

Bei Gehäusen aus Aluminiumlegierungen ist beispielsweise eine Toleranz von ± 0,01 mm nur für Passbohrungen erforderlich, während für nicht passende Merkmale wie Seiten- und Oberseiten eine Toleranz von ± 0,05 mm akzeptiert werden kann , ohne die Verwendung zu beeinträchtigen.

Dadurch werden die Kosten gesenkt: Die Bearbeitungszeit für nicht kritische Merkmale wird um 30 % reduziert, der Werkzeugverschleiß um 20 %, und bei der Serienfertigung ergeben sich noch größere Einsparungen.

Frühe Zusammenarbeit mit Ingenieuren: Wie man den Wert von DFM maximiert

Die Einbindung der Ingenieure von JS Precision bereits in der Entwurfsphase ermöglicht eine DFM-Optimierung, bei der Kosten und Genauigkeit von Anfang an in Einklang gebracht werden .

• Optimieren Sie die Verrundungen: Ändern Sie die 0,1 mm Verrundung auf 0,3 mm, um Spezialwerkzeuge zu vermeiden und die Bearbeitungszeit zu verkürzen.
• Vermeiden Sie tiefe Kavitäten: Minimieren Sie die Kavitätentiefe nach Möglichkeit und erfüllen Sie die Anforderungen durch Abflachen oder Verkürzen des Werkzeugs. Vibrationen sind zu vermeiden.
• Standardisierung der Lochdurchmesser: Durch die Verringerung der Vielfalt der Lochdurchmesser kann die Häufigkeit von Werkzeugwechseln verringert und dadurch die Effizienz gesteigert werden.

Häufig gestellte Fragen

Frage 1: Was ist die Mindestgröße eines Merkmals, das bearbeitet werden kann, um eine Toleranz von ±0,01 mm zu erreichen?

Das hängt von der Art des Merkmals und dem Material ab. Generell kann der minimale Durchmesser einer Fräsbohrung bis zu 0,5 mm betragen, aus Toleranzgründen empfiehlt es sich jedoch, einen Durchmesser von über 1 mm zu wählen. Im Zweifelsfall wenden Sie sich bitte an einen Ingenieur von JS Precision.

Frage 2: Welches der drei Materialien – Aluminium, Stahl oder Titan – ist für höchste Präzision am teuersten?

Unter allen Legierungen ist der Preis für Titanlegierungen am höchsten. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit bei gleichzeitig geringer Wärmeleitfähigkeit verschleißen die Werkzeuge beim Bearbeiten schnell, was längere Bearbeitungszeiten und stabilere Werkzeugmaschinen erfordert und somit die Kosten für hochpräzises CNC-Fräsen erhöht.

Frage 3: Ist 5-Achs-Fräsen immer teurer als 3-Achs-Fräsen?

Nicht unbedingt. Zwar ist die Herstellung einfacher Teile mittels 5-Achs-Bearbeitung teurer, doch können dadurch Rüst- und Vorrichtungskosten bei komplexen Teilen eingespart und die Genauigkeit verbessert werden, was unter Umständen die Gesamtkosten für das CNC-Fräsen komplexer Teile senkt .

Frage 4: Benötigt mein Prototyp eine zusätzliche Oberflächenbehandlung?

Es kommt auf die funktionalen Anforderungen an. Durch Anodisieren von Aluminiumlegierungen lässt sich die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erhöhen, während die Passivierung von Edelstahl die Rostbeständigkeit verbessert. Die Empfehlungen für die jeweiligen Anwendungsfälle werden von den Ingenieuren von JS Precision selbst erstellt.

Frage 5: Ist es möglich, gehärteten Stahl mit einer Härte über HRC 50 zu bearbeiten?

Ja, JS Precision verfügt über eine Hochgeschwindigkeits-Hartfrästechnologie , mit der Formstahl mit einer Härte von bis zu HRC 60 direkt gefräst werden kann. Dadurch werden Elektrodenbearbeitung und EDM-Prozesse vermieden und die Effizienz gesteigert.

Frage 6: Welche Dateiformate unterstützen Sie?

JS Precision empfiehlt neben 2D-Konstruktionszeichnungen im PDF- oder DWG-Format auch 3D-Formate mit vollständigen geometrischen Informationen wie STEP, IGES und X_T. Diese Formate gewährleisten die vollständige Darstellung der Informationen.

Frage 7: Wie lange dauert es normalerweise von der Anfrage bis zur Auslieferung des Prototyps?

JS Precision kann die erste Prototypenserie für Standardmaterialien und nicht extrem komplexe Teile innerhalb von 3–5 Werktagen nach Auftragsbestätigung liefern. Bei Eilaufträgen kann die Fertigung je nach Kundenwunsch beschleunigt werden.

Frage 8: Wie werden Sie die Stückkosten für die Kleinserie (<10 Stück) kontrollieren?

Optimieren Sie das Teilelayout, um den Materialverbrauch zu reduzieren, und setzen Sie möglichst auf Standardwerkzeuge und -prozesse. Die Ingenieure von JS Precision können Ihnen zudem Vorschläge zur Kostenoptimierung bei Kleinserien unterbreiten, um die Stückkosten zu senken.

Zusammenfassung

Um eine Präzisionstoleranz von ± 0,01 mm zu erreichen, setzt man nicht auf eine einzelne Technologie, sondern auf eine Gesamtlösung, die von der Materialauswahl über die Geräteauswahl bis hin zur Prozessoptimierung reicht.

Die Erfahrung von JS Precision im Bereich der CNC-Präzisionsbearbeitung beweist, dass hohe Präzision und angemessene Kosten durch die richtige Herangehensweise vollständig erreicht werden können. Wir verstehen, dass hinter jedem ±0,01 mm Ihr oberstes Ziel der Produktleistung und des Markterfolgs steht.

Setzen Sie Ihre Designidee jetzt in die Realität um! Laden Sie Ihre 3D-Dateien auf die Sofortangebotsplattform von JS Precision hoch und profitieren Sie von professionellen und schnellen CNC-Fräsdienstleistungen.

Unser Ingenieurteam erstellt Ihnen gerne innerhalb von 24 Stunden kostenlose Toleranzanalysen und Prozesslösungen. Sie können außerdem das „Handbuch zur Kostenoptimierung beim CNC-Fräsen mit hoher Präzision“ anfordern, um den besten Weg zu finden, Genauigkeit und Kosten beim CNC-Fräsen in Einklang zu bringen.