Wissenswertes

Fräsen als Schlüsselverfahren der Fertigungstechnik

Viele fragen sich: Was ist Fräsen eigentlich genau? Das Fräsen gehört zu den wichtigsten spanenden Fertigungsverfahren in der modernen Industrie. Es ermöglicht die Herstellung präziser Formen, Konturen und Oberflächen an unterschiedlichsten Werkstücken.

Das Verfahren spielt eine zentrale Rolle in der Fertigungstechnik, von der Holzbearbeitung über die Bearbeitung von Metallen bis hin zu Hochleistungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Mit Hilfe moderner Fräsmaschinen können komplexe Geometrien umgesetzt und höchste Anforderungen an Präzision erfüllt werden.

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Definition: Was ist Fräsen?

Definition: Unter Fräsen versteht man ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem mit einem rotierenden Fräswerkzeug Material vom Werkstück abgetragen wird. Im Unterschied zum Bohren wird beim Fräsen nicht nur ein Loch erzeugt, sondern es können komplexe Flächen, Formen und Konturen geschaffen werden.

Die Besonderheit liegt in der Kombination von Schnittbewegung (durch die Drehbewegung des Fräsers) und Vorschubbewegung (durch das Werkstück oder das Werkzeug selbst). Dadurch lassen sich nahezu beliebige Geometrienherstellen.

[Lesen Sie auch: Was ist Zerspanung?]

Grundlagen des Fräsens

Um die Grundlagen des Fräsens zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf die physikalischen Prozesse.

• Schnittbewegung: Sie erfolgt durch die Drehbewegung des Fräsers um seine Rotationsachse.
• Vorschubbewegung: Das Werkstück oder das Werkzeug bewegt sich relativ zueinander, um die gewünschte Formgebung zu erzeugen.
• Späne: Das Material wird in Form von Spänen abgetragen. Deren Dicke, Länge und Form hängen von Parametern wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnittbreite ab.

Das Ergebnis ist eine Fräsung, die sich durch hohe Genauigkeit und vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten auszeichnet.

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Fräswerkzeuge und ihre Eigenschaften

Das Herzstück beim Fräsen ist das Fräswerkzeug. Es besteht meist aus Hartmetall oder HSS (High Speed Steel) und ist mit mehreren Schneiden ausgestattet.

Wichtige Eigenschaften von Fräswerkzeugen:

• Durchmesser: beeinflusst Schnittbreite und Bearbeitungstiefe.
• Anzahl der Schneiden: bestimmt die Spanbildung und Oberflächenqualität.
• Drehzahl & Schnittgeschwindigkeit: hängen vom Material und der Härte des Werkstücks ab.
• Beschichtungen: erhöhen die Standzeit und ermöglichen die Bearbeitung harter Werkstoffe.

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Fräsmaschinen und ihre Gruppen

Fräsen ist nur so präzise wie die Maschine, die den Prozess ausführt. Moderne Fräsmaschinen werden je nach Achszahl und Bauweise unterschieden.

• 3-Achs-Fräsmaschinen: Standard für viele Anwendungen.
• 5-Achs-Fräsmaschinen: erlauben komplexe Formgebungen und schräge Bearbeitungen.
• Bearbeitungszentren: kombinieren mehrere Verfahren wie Bohren, Fräsen und Gewindeschneiden.

Die Wahl der richtigen Maschine hängt vom Rohteil, der gewünschten Gestalt des Bauteils und den geforderten Oberflächen ab.

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Fräsverfahren im Überblick

Innerhalb der Fertigungstechnik gibt es verschiedene Fräsverfahren, die sich nach der Bewegungsart und der Art der Bearbeitung unterscheiden:

1. Planfräsen: Erzeugung ebener Flächen.
2. Rundfräsen: Bearbeitung rotationssymmetrischer Geometrien.
3. Profilfräsen: Erzeugung von Konturen und komplexen Formen.
4. Taschenfräsen: Aushöhlen von Werkstücken.
5. Schrägfräsen & 5-Achs-Fräsen: Hochpräzise Bearbeitung komplexer Geometrien.

Diese Vielfalt macht das Fräsen zu einem äußerst flexiblen Fertigungsverfahren.

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CNC Fräsen – Effizienz durch Automatisierung

Ein besonders wichtiger Teilbereich ist das CNC Fräsen. Hier übernimmt eine CNC Steuerung die Kontrolle über den Fräsvorgang. Programme bestimmen Drehzahlen, Vorschubbewegungen und die exakte Geometrie der Bearbeitung.

Vorteile des CNC Fräsens:

• Höchste Präzision bei komplexen Geometrien.
• Hohe Effizienz durch automatisierte Abläufe.
• Reproduzierbarkeit in Serie und bei Einzelteilen.
• Integration in digitale Fertigungssysteme.

Werkstoffe und Materialeigenschaften beim Fräsen

Das Fräsen ist ein äußerst vielseitiges Fertigungsverfahren, da es für eine breite Palette an Werkstoffen eingesetzt werden kann. Ob in der Holzbearbeitung, bei Metallen oder bei Kunststoffen, die Wahl des richtigen Fräswerkzeugs ist entscheidend für die Qualität der Fräsung.

• Metalle: Aluminium, Stahl, Titan oder Guss erfordern hohe Drehzahlen und widerstandsfähige Fräser.
• Kunststoffe: Hier steht die Vermeidung von zu hoher Wärmeentwicklung im Vordergrund.
• Holz: Beim Fräsen von Holz geht es häufig um Formgebung und dekorative Konturen.

Gerade bei der Herstellung von Umformwerkzeugen ist die richtige Auswahl des Materials entscheidend.

Einflussgrößen: Drehzahl, Vorschubbewegung und Schnittgeschwindigkeit

Die Qualität einer Fräsbearbeitung hängt wesentlich von den Prozessparametern ab.

• Die Drehzahl des Fräsers bestimmt, wie oft die Schneiden pro Sekunde ins Material eintreten.
• Die Vorschubbewegung gibt an, wie schnell das Werkstück oder Werkzeug bewegt wird.
• Die Schnittgeschwindigkeit ist eine zentrale Kenngröße, die von Werkstoff und Durchmesser des Fräswerkzeugs abhängt.

Wer die Grundlagen dieser Parameter versteht, kann Effizienz und Produktivität deutlich steigern.

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Fräsen vs. Bohren – Abgrenzung der Verfahren

Auf den ersten Blick ähneln sich die Verfahren: Sowohl beim Bohren als auch beim Fräsen rotiert ein Werkzeug, das Späne aus einem Werkstück entfernt. Der entscheidende Unterschied liegt jedoch in der Formgebung:

• Bohren erzeugt in erster Linie runde Bohrungen.
• Fräsen ermöglicht die Bearbeitung komplexer Flächen, Konturen und 3D-Geometrien.

Wer den Unterschied verstehen will, findet weiterführende Informationen in unserem Beitrag

[Was ist Zerspanung?]

Qualität der Oberflächen bei der Fräsbearbeitung

Ein zentrales Ziel beim Fräsen ist die Erzeugung hochwertiger Oberflächen. Faktoren wie Schnittgeschwindigkeit, Schnittbreite und die Zahl der Schneiden beeinflussen, ob eine raue oder glatte Oberfläche entsteht.

Gerade bei der Herstellung von Vorrichtungen für die Automobilindustrie ist eine fehlerfreie Fräsung entscheidend.

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CNC Fräsen in der Praxis

Das CNC Fräsen hat die Fertigung grundlegend verändert. Während beim klassischen Fräsen jeder Arbeitsschritt manuell gesteuert werden musste, übernimmt heute die CNC Steuerung sämtliche Bewegungen.

• Exakte Umsetzung von CAD-Geometrien
• Effizienzsteigerung durch automatisierte Abläufe
• Präzision selbst bei komplexen Bauteilen
• Integration in digitale Fertigungssysteme

[Mehr zur CNC-Technologie finden Sie im Beitrag: Was bedeutet CNC?]
Direkt zur Übersicht unserer CNC-Leistungen im Werkzeugbau

Typische Einsatzgebiete des Fräsens

Das Verfahren findet in nahezu allen Branchen Anwendung:

• Automotive: Herstellung komplexer Bauteile für Motoren und Getriebe. Mehr zu mechanischer Bearbeitung
• Luft- und Raumfahrt: Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe wie Titan.
• Werkzeugbau: Fräsen als Grundlage für die Herstellung von Formen. Unsere Umformwerkzeuge im Überblick
• Holzbearbeitung: Bearbeitung dekorativer Konturen und Formen.
• Medizintechnik: Herstellung präziser Implantate mit glatten Oberflächen.

Effizienz und Produktivität durch moderne Fräsverfahren

Moderne Fräsmaschinen erlauben es, Rohteile in einem einzigen Fräsvorgang vollständig zu bearbeiten. Durch Mehr-Achs-Bearbeitung entfallen viele Arbeitsschritte, die früher mehrere Maschinen erforderten.

Das führt zu:

• deutlich höherer Produktivität,
• reduzierten Rüstzeiten,
• besserer Präzision bei komplexen Formgebungen.

Damit Sie das Thema Fräsen umfassend verstehen, verweisen wir auf unsere weiteren Fachartikel:

• [Was bedeutet CNC?]
• [Was ist Zerspanung?]
• [Drehen vs. Fräsen]

Diese Beiträge ergänzen sich gegenseitig und geben Ihnen einen vollständigen Überblick über moderne Fertigungstechniken.

Fazit: Fräsen als Basis moderner Fertigungstechnik

Das Fräsen ist weit mehr als nur das Entfernen von Material. Es ist ein komplexes, hochpräzises Fertigungsverfahren, das durch moderne CNC Fräsmaschinen zu einem zentralen Bestandteil der Fertigungstechnik geworden ist. Ob bei der Bearbeitung von Holz, Metallen oder Kunststoffen – das Verfahren kombiniert Flexibilität, Präzision und Effizienz wie kaum ein anderes.

Für Bharat Forge Daun bildet das Fräsen die Grundlage für die Herstellung von Umformwerkzeugen, die Entwicklung komplexer Bauteile und den hochpräzisen Vorrichtungsbau. Damit ist es ein unverzichtbares Werkzeug für moderne Industrien – heute und in Zukunft.

FAQ – Häufige Fragen zum Fräsen

Was ist Fräsen?

Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem mit einem rotierenden Fräswerkzeug Material von einem Werkstück abgetragen wird. Im Unterschied zum Bohren können nicht nur Löcher, sondern auch komplexe Konturen, Flächen und Formen erzeugt werden.

Was passiert beim Fräsen genau?

Beim Fräsen wirken Schnittbewegung (durch die Drehbewegung des Werkzeugs) und Vorschubbewegung (durch das Werkstück oder den Fräser). In Kombination entsteht die gewünschte Formgebung, während Späne vom Material abgetragen werden.

Welche Materialien können gefräst werden?

Gefräst werden können Metalle (z. B. Stahl, Aluminium, Titan), Kunststoffe sowie Holz. Entscheidend sind die Härte des Materials und die Auswahl des passenden Fräswerkzeugs sowie die richtige Schnittgeschwindigkeit.

Was ist CNC Fräsen?

Beim CNC Fräsen übernimmt eine CNC Steuerung die Programmierung aller Bewegungen und Parameter. Dadurch werden selbst komplexe Bauteile und Geometrien reproduzierbar, effizient und mit höchster Präzision gefertigt.

[Mehr erfahren: Was bedeutet CNC?]

Welche Vorteile hat Fräsen gegenüber Bohren?

Während Bohren in erster Linie Bohrungen erzeugt, erlaubt Fräsen die Bearbeitung ganzer Flächen und Konturen. Das macht es vielseitiger und besonders geeignet für die Herstellung komplexer Bauteile.