Fräsen - Was ist das?

Einführung in die Frästechnik

Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem mithilfe eines Fräswerkzeugs Material in Form von Spänen abgetragen wird. Im Gegensatz zu anderen Fertigungsverfahren, kann das Fräsen ausschließlich maschinell durchgeführt werden. Beim CNC Fräsen werden darüber hinaus die Achsen noch über einen Computer gesteuert. Doch was gilt es beim Fräsen zu beachten? Wir erklären Ihnen die verschiedenen Fräsverfahren sowie Fachbegriffe und sagen Ihnen, worauf Sie beim Fräsen achten müssen.

Kein Fräsen ohne Fräser

Der Fräser ist das Werkzeug, mit dem Material entfernt wird. Er ist somit von zentraler Bedeutung. Fräser sind in den unterschiedlichsten Formen erhältlich und können über verschiedene Schneiden verfügen. Sie werden je nach Material und Anwendung ausgesucht. Während bei der Bearbeitung von Kunststoff ein Einschneider verwendet werde sollte, ist bei Gravierarbeiten hingegen ein Gravurfräser oder ein Gravierstichel die erste Wahl. Auf CNC Fräser Holz haben wir für Sie alle Informationen rund um Holz-Fräswerkzeuge zusammengestellt. Alle weiteren Fräser finden Sie in unserem Überblick.

Verschiedene Fräsverfahren

Es gibt viele verschiedene Arten, ein Werkstück zu fräsen. Die Verfahren unterscheiden sich dabei in dem Aufbau des Fräswerkzeugs, der zu erzeugenden Fläche und der Vorschubbewegung. Die einzelnen Fräsverfahren werden nach DIN 8589 eingeteilt in Planfräsen, Rundfräsen, Schraubfräsen, Wälzfräsen, Profilfräsen und Formfräsen.

Planfräsen

Das Planfräsen ist ein Fräsverfahren zur Herstellung ebener Flächen. Am häufigsten werden hierfür Planfräser mit Wendeplatten im Fräskopf verwendet. Die Vorschubbewegung ist geradlinig.

Kurz gefasst:

Zur Herstellung ebener Flächen
Geradlinige Vorschubbewegung

Rundfräsen

Das Rundfräsen dient zur Erzeugung kreiszylindrischer Flächen. Es wird unterteilt in Außenrundfräsen, wie bei Stiften, und Innenrundfräsen. Die Vorschubbewegung ist kreisförmig.

Kurz gefasst:

Zur Erzeugung kreiszylindrischer Flächen
Kreisförmige Vorschubbewegung

Schraubfräsen

Das Schraubfräsen wird verwendet, um schraubenförmige Flächen, wie Gewinde, Spindeln oder Zylinderschnecken, zu produzieren. Die Vorschubbewegung ist wendelförmig.

Kurz gefasst:

Zur Produktion schraubenförmiger Flächen
Wendelförmige Vorschubbewegung

Wälzfräsen

Das Wälzfräsen dient zur Herstellung von Verzahnungen, wie Zahnrädern. Der Walzfräser wird, in einer gleichzeitigen Vorschub- und Wälzbewegung, am Werkstück abgewälzt.

Kurz gefasst:

Zur Herstellung von Verzahnung
Gleichzeitige Vorschub- und Wälzbewegung

Profilfräsen

Beim Profilfräsen wird die Kontur des Profilfräsers auf das Werkstück übertragen, zum Beispiel beim Nutfräsen. Es sind gerade, kreisförmige und beliebige Vorschubbewegungen möglich.

Kurz gefasst:

Zur Erstellung von Profilen
Geradlinige, kreisförmige, beliebige Vorschubbewegungen

Formfräsen

Das Formfräsen wird zur Erzeugung von Werkstücken mit beliebig planen oder räumlichen Flächen verwendet. Auf diese Weise lassen sich beliebige dreidimensionale Formen erstellen.

Kurz gefasst:

Zur Erzeugung beliebiger 3D Formen

Gleichlauf vs. Gegenlauf

Beim Fräsen wird grundsätzlich zwischen zwei Laufrichtungen unterschieden, dem Gleichlauf und dem Gegenlauf. Welche Laufrichtung sich beim Fräsen eines CNC-Projekts am besten eignet, ist abhängig von der verwendeten CNC-Maschine und des zu bearbeitenden Materials.

Gleichlauf

Ist die Schnittkante eines Schaftfräsers rechts von der Fräsermitte, in Fräsrichtung gesehen, spricht man von Gleichlauf. Das Fräsen im Gleichlauf ist die am häufigsten verwendete Laufrichtung. Es eignet sich insbesondere für die Bearbeitung härterer Materialien und bei CNC-Maschinen mit spielfreier Kugelumlaufführung.

*Abbildung zeigt Blick von oben auf den senkrecht stehenden Schaftfräser

Gegenlauf

Ist die Schnittkante eines Schaftfräsers links von der Fräsermitte, in Fräsrichtung gesehen, spricht man von Gegenlauf. Das Fräsen im Gegenlauf eignet sich vor allem für die Bearbeitung weicher Materialien, wie Schaumstoff, sowie bei CNC-Maschinen mit Umkehrspiel in den Gewindespindeln und ohne Kugelumlaufführung.

*Abbildung zeigt Blick von oben auf den senkrecht stehenden Schaftfräser

Was kann gefräst werden?

Der Kreativität sind beim Fräsen kaum Grenzen gesetzt. Von Silberschmuck über Holzspielzeug bis hin zu Shadowboards, mit einer Fräsmaschine können die unterschiedlichsten DIY-Projekte aus den verschiedensten Materialien gefertigt werden. Je nach Werkstoff und Projekt müssen die jeweiligen Parameter individuell angepasst werden. Mit dem kostenlosen STEPCRAFT Schnittdatenrechner aus dem App Store und Playstore geht das ganz schnell. Einfach das Material, den Fräser und die Maschine auswählen und die App errechnet Ihnen die passenden Schnittdaten.

Holz

Weichholz
Hartholz
MDF
Multiplex
etc.

NE-Metall

Aluminium
Messing
Silber
Gold
etc.

Kunststoff

Acryl
Plexiglas®
Schaumstoff
POM
etc.

... und mehr

Carbon
Verbundstoffe

Fräsparameter und Formeln

Um ein optimales Fräsergebnis zu erzielen, sind die richtigen Fräsparameter entscheidend. So gilt es beim Fräsen, die passenden Werte für die Schnittgeschwindigkeit, die Drehzahl, die Schnitttiefe und die Vorschubgeschwindigkeit einzustellen. Auf diese Weise entstehen nicht nur glatte Schnitte und eine saubere Oberfläche, es erhöht auch die Standzeit des Werkzeugs. Für die Berechnung der Werte sind folgende Parameter wichtig:

n = Drehzahl des Fräsers in U / min	vc= Schnittgeschwindigkeit in m / min	d = Fräserdurchmesser in mm
z = Zähnezahl des Fräsers	ƒz = Zahnvorschub in mm / Zahn	vƒ = Vorschubgeschwindigkeit in mm / min

Schnittgeschwindigkeit

Als Schnittgeschwindigkeit wird die Geschwindigkeit bezeichnet, mit der eine Werkzeugschneide das Material abträgt. Die Schnittgeschwindigkeit ist abhängig von der Drehzahl und dem Durchmesser des Fräsers und wir meist in Meter pro Minute angegeben.

v_c = π * d * n * ^{1 m}/_{1000 mm}

Drehzahl

Unter Drehzahl wird die Anzahl der Umdrehungen verstanden, die ein Fräser innerhalb von einer Minute zurücklegt. Die Drehzahl ist abhängig von der Schnittgeschwindigkeit und dem jeweiligen Fräserdurchmesser.

n = ^v_c/ _{(d * π)}

Schnitttiefe

Unter Schnitttiefe oder Eintauchtiefe wird die Tiefe verstanden, in der das Werkzeug in das Werkstück eintaucht. Der Wert bestimmt somit, wie viel Material in einem Durchgang abgetragen wird. Die optimale Schnittiefe ist abhängig von der Art des Fräsers und dem Werkstückmaterial.

Vorschubgeschwindigkeit

Als Vorschubgeschwindigkeit wird die Geschwindigkeit bezeichnet, mit welcher der Fräser in Vorschubrichtung durch das Material geführt wird. Je geringer die Vorschubgeschwindigkeit, desto feiner die Oberfläche, aber auch desto länger die Bearbeitungsdauer. Die Vorschubgeschwindigkeit beim Fräsen ist abhängig von der Drehzahl und der Anzahl der Zähne.

v_ƒ = n * ƒ_z * z