Weltweit produzieren Industrien unzählige Produkte, um den unterschiedlichen Bedürfnissen der Verbraucher gerecht zu werden. Sie verwenden unterschiedliche Fertigungsmethoden, einige modern, andere konventionell. Die spanende Bearbeitung und das Gießen von Metall sind in der Kunststoff- und Metallherstellung beliebt.
Keine dieser Technologien ist der anderen unterlegen. Jede hat ihre Anwendungsbereiche und liefert bei sachgemäßer Verwendung hervorragende Ergebnisse. Als Unternehmen sollten Sie die Vor- und Nachteile jeder einzelnen Technologie analysieren, bevor Sie sie für eine bestimmte Fertigungsanforderung verwenden. Beispielsweise ist die Metallbearbeitung bei der Produktion kleiner Stückzahlen schneller als das Gießen, erreicht jedoch möglicherweise nicht die Wiederholgenauigkeit des Gießens.
In diesem Artikel werden die Herstellungsverfahren im Detail verglichen und gegenübergestellt.
Erkundung der Bearbeitung
Zerspanung ist eine Fertigungstechnologie, bei der überschüssiges Material von einem Block oder Werkstück entfernt wird, um ein gewünschtes Teil herzustellen. Maschinisten verwenden Werkzeugmaschinen, um die Zerspanung auf kontrollierte und vorhersehbare Weise durchzuführen.
Die fortgeschrittene Bearbeitung wird von Spezialisten mit CNC-Maschinen und speziellen Schneidwerkzeugen durchgeführt. Boda verwendet Spezialisten und fortschrittliche Schneidwerkzeuge, um Kunden zu helfen Mit CNC-Bearbeitung zum Markterfolg.
CNC steht für Computer Numerical Control. Es bedeutet, dass der Metallbearbeitungsprozess computergesteuert ist. Im letzten Jahrhundert war der Bearbeitungsprozess manuell. Der Maschinist steuerte die Maschine persönlich mit Knöpfen und Hebeln.
Im Mittelpunkt dieser Steuerung steht eine spezielle Software, die auf der G-Code-Sprache basiert. Vereinfacht ausgedrückt ermöglicht die CNC-Bearbeitung dem Benutzer, Position und Geschwindigkeit vorab festzulegen und sie wiederholt und vorhersehbar auszuführen.
Einfügen von Code für die CNC-Bearbeitung
Probieren Sie Boda jetzt aus!
Beispiele für CNC-Methoden
Seit der Verschmelzung von Werkzeugen mit Motoren in den 1940er Jahren sind verschiedene CNC-Bearbeitungsmethoden entstanden. Zu den am häufigsten verwendeten CNC-Bearbeitungsmethoden gehören die folgenden:
CNC-Drehen
Metalldreharbeiten auf einer Drehmaschine
Drehen ist eine beliebte traditionelle Bearbeitungstechnik und wahrscheinlich eine der ältesten Methoden der Metallbearbeitung. Bei diesem Verfahren wird ein Werkstück auf einem Dorn oder einer Platte gehalten. Der Dorn oder die Platte rotiert mit einer bestimmten Geschwindigkeit, während ein an einer Vorrichtung befestigtes Werkzeug Material vom Werkstück entfernt.
Die Vorrichtung ist mit einem beweglichen Schlitten verbunden, der sich in jeder beliebigen Position befinden kann. Der Schlitten kann sich zur Mittellinie hin und von ihr weg bewegen und näher an den Dorn/die Platte heran oder weiter davon weg.
Maschinisten verwenden Drehmaschinen, um konzentrische Formen an Werkstücken herzustellen. Mit einer Drehmaschine lassen sich beispielsweise Gewinde, Schlitze, Wellen und Zylinder herstellen. Kontakt aufnehmen um mehr über viele weitere Drehmaschinenprodukte zu erfahren.
CNC Fräsen
CNC-Fräsen
Während sich das Werkstück bei Drehoperationen dreht, ist es bei CNC-Fräsoperationen stationär. Stattdessen rotiert eine rotierende Spindel, die das Fräswerkzeug hält. In der gängigsten Konfiguration hält ein Tisch, der sich in X- und Y-Richtung bewegen kann, das Werkstück über einen Schraubstock fest.
Die Spindel einer CNC-Fräsmaschine kann sich in X-, Y- und Z-Richtung bewegen. Sie kann auch verschiedene Arten des Fräsens Werkzeuge. Anders als die CNC-Drehmaschine kann die CNC-Fräse Material von unkonventionell geformten Werkstücken entfernen. Einige Merkmale, die Sie mit CNC-Fräsen erreichen können, sind Keilnuten, Profile und Fasen.
CNC-Laserschneiden
CNC-Laserschneiden im Gange
Bei dieser Bearbeitungsmethode wird Material mithilfe eines computergesteuerten, leistungsstarken Laserstrahls geschnitten und graviert. Es handelt sich um eine unglaublich präzise Technik, mit der komplizierte Formen erzeugt werden können, die von Hand nur schwer zu erreichen sind. Die Medizin, die Automobilindustrie und die Elektronik gehören zu den Hauptanwendern des CNC-Laserschneidens.
Der CNC-Laserschneidprozess beginnt mit dem Entwurf der gewünschten Form. Der Entwurf der CAD-Software (Computer Aided Design) wird dann in Maschinensprache umgewandelt und in die CNC-Maschine eingespeist.
Sobald die CNC-Laserschneidmaschine eingerichtet ist, wird der Laserstrahl auf das Material fokussiert, um dem programmierten Pfad zu folgen. Der Strahl entfernt Material entlang des Pfads durch Verdampfen oder Schmelzen. Falls die Anwendung dies erfordert, können auf dieses Schneiden Nachbearbeitungsschritte wie Oberflächenbehandlung und Entgraten folgen.
CNC-Plasmaschneiden
CNC-Plasmaschneiden
Bei dieser CNC-Bearbeitungsmethode werden drei Plasmaelemente kombiniert: Geschwindigkeit, Energie und Temperatur. Plasma ist ein stark ionisiertes Gas, das normalerweise als vierter Aggregatzustand bezeichnet wird. Es erhitzt die meisten Metalle sofort über ihren Schmelzpunkt hinaus und ist daher eine sehr effektive Bearbeitungskraft.
Der Prozess dieser Schneidtechnik beginnt mit der Versorgung des Schneidkopfes mit Inertgasen und Sauerstoff. Anschließend wird ein Lichtbogen gezündet, der sofort freie Elektronen und Ionen erzeugt, die Plasma bilden. Da Plasma extrem leistungsstark und Tausende von Grad Celsius heiß ist, kann es problemlos Metall schneiden.
CNC-Plasmaschneiden ist hochpräzise und effizient und deshalb in vielen Branchen verbreitet. Es wird häufig in der Automobilindustrie, im Baugewerbe und in der Fertigung sowie in vielen anderen Branchen eingesetzt, in denen Metall bearbeitet wird.
CNC Bohren
CNC Bohren
CNC-Bohren ist ein weiteres beliebtes CNC-Bearbeitungsverfahren für Metall, das fast denselben Schritten wie andere Vorgänge folgt. Maschinisten verwenden es, um in einem Werkstück runde Löcher für Bolzen und Schrauben in Montageprojekten zu bohren.
Zunächst wird mit Hilfe einer CAD-Software ein digitaler Entwurf erstellt. Anschließend wird dieser Entwurf in Bohrmaschinenanweisungen umgesetzt. CAM-Software wird gerne für die Generierung der benötigten Codes für die Maschine verwendet.
Wenn diese Codes in die CNC-Maschine eingegeben werden, bestimmen sie, wie der Bohrvorgang abläuft. Der Bediener stellt sicher, dass die Maschine über die richtigen Werkzeuge verfügt, und führt dann den Bearbeitungsvorgang aus.
CNC-Wasserstrahlschneiden
Wasserstrahlschneiden Methode
Die CNC-Wasserstrahlschneidtechnologie besteht aus einem Hochdruckwasserstrahl und Schleifmitteln, die auf das Werkstück gerichtet werden. Diese präzise und vielseitige Bearbeitungstechnik wird für viele Materialien und Branchen verwendet.
Der Wasserdruck kann erreichen 90,000 psi, dank der leistungsstarken, in die Maschine integrierten Verstärkerpumpen. Weitere Hauptkomponenten der CNC-Wasserstrahlschneidemaschine sind die Strahldüse, das Schleifsystem, der Schneidtisch und die Steuerungssoftware.
Die Vor- und Nachteile der maschinellen Bearbeitung
| Vorteile der maschinellen Bearbeitung | Nachteile der maschinellen Bearbeitung |
| Enge Toleranzen und hohe Präzision | Die Bearbeitung komplexer Formen kann kostspielig und zeitaufwändig sein. |
| Vielseitig – kann auf einer Vielzahl von Metallen und Nichtmetallen arbeiten | Bei Teilen mit hohem Materialabtrag ist die Produktionszeit höher. |
| Mit dem richtigen Know-how minimaler Materialverlust | Ersatz für Werkzeuge, |
| Erzeugt hervorragende Oberflächengüte | Hohe Fachkenntnisse in der CNC-Programmierung und Einrichtung der Maschine erforderlich |
| Wiederholbarkeit durch Wiederverwendung gespeicherter CNC-Programme | Der Arbeitstisch begrenzt die Größe des bearbeiteten Metalls. |
Was ist ein Casting?
Metallguss ist ein altes Verfahren zur Metallherstellung, bei dem das gewünschte Produkt durch Gießen von geschmolzenem Metall in eine speziell geformte Form hergestellt wird. Nachdem das geschmolzene Metall in die Form gegossen wurde, verfestigt es sich nach einiger Zeit.
Die beliebteste Anwendung des Gussverfahrens in früheren Zeiten war die Herstellung von Soldatenrüstungen und Schwertern. Im Laufe der Zeit hat sich das Metallgießen zu der modernen Version entwickelt, die komplizierter und vielseitiger ist. Es kann wettbewerbsfähig verglichen werden in der Debatte: Bearbeiten vs. Gießen.
Traditionelles Schwert
Boda ist die Heimat fortschrittlicher Gussverfahren, insbesondere Vakuumguss. Das Unternehmen produziert hochwertige Prototypen und Teile in Kleinserie. Es verwendet 3D-Druck und CNC-Bearbeitung, um genaue Muster zu erstellen.
Betrachten Sie diese Methoden des Gießens
Es gibt viele Gussverfahren, die unter anderem auf der Größe und Form des Produkts basieren. Im Folgenden finden Sie einige der gängigsten Metallgussverfahren für Bearbeitung vs. Gießen.
Sandguss
Sandgussverfahren
Dies ist ein weiteres traditionelles Metallgussverfahren, bei dem geschmolzenes Metall in Hohlräume in gebundenem Sand gefüllt wird. Wenn das geschmolzene Metall erstarrt, bildet es die Form des Hohlraums. In der einfachsten Form handelt es sich um zwei Kästen, von denen jeder die Form eines Abschnitts des gewünschten Teils hat.
Sandguss ist vielseitig und kann sowohl kleine als auch große Teile herstellen. Die meisten Metalle können mit dieser Technik verwendet werden. Der Prozess beginnt mit der Bildung des Musters, gefolgt von der Herstellung der Form. Wenn die Formbaugruppe fertig ist, wird das geschmolzene Metall in die Formhöhle eingebracht.
Dem Prozess wird Zeit zum Abkühlen gegeben, bevor der Metallguss aus der Form genommen wird.
Druckguss
Druckguss ist ein komplexes Herstellungsverfahren, das unter anderem in der Automobilindustrie beliebt ist. Dabei wird geschmolzenes Metall in eine Formhöhle geleitet, um das gewünschte Produkt zu erzeugen. Aluminium, Zink und andere Nichteisenmetalle sind am besten geeignet für Druckgussdienste.
Die allgemeinen Schritte beim Druckgießen sind Formvorbereitung, Metallvorbereitung, Metalleinspritzung, Abkühlen, Auswerfen und schließlich Beschneiden.
Druckgussteile
Die beiden Hauptkategorien dieses Metallherstellungsverfahrens sind Warmkammer- und Kaltkammer-Druckguss. Aluminium und andere Legierungen mit hohen Schmelzpunkten eignen sich für Kaltkammer-Druckguss, während Warmkammer-Druckguss am besten mit Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Magnesium funktioniert.
Folgen Sie dieser Anleitung weiter Die besten Gussmetalle für die Fertigung: Auswahl und Anwendungen Weitere Informationen zu den Materialien.
Feinguss
Wachsausschmelzguss
Dieses jahrhundertealte Verfahren zur Metallverarbeitung wird auch Wachsausschmelzverfahren genannt. Hersteller von Präzisionsteilen bevorzugen diese Gusstechnik, insbesondere für wiederholbare Produktionen.
Der erste Schritt bei Feingussverfahren ist die Herstellung eines Wachsmodells, das die gewünschte Form des Teils darstellt. Anschließend wird eine Keramikschale auf das Modell aufgetragen und erstarren gelassen, um eine Form zu erstellen.
Wenn das Wachs schmilzt, hinterlässt es einen Hohlraum in der Keramikform. Anschließend wird geschmolzenes Metall in den Hohlraum der Form gegossen, erstarren gelassen und durch Aufbrechen der Form entnommen. Feingießen ist eine ideale Technik für Teile mit komplexen Formen und glatten Oberflächen.
Vakuumgießen
Wie der Name schon sagt, handelt es sich beim Vakuumgießen um ein Metallgussverfahren, bei dem Vakuumdruck genutzt wird, um Blasen und Gase aus dem geschmolzenen Metall bzw. aus dem Formhohlraum auszutreiben. Dies geschieht in einer Vakuumkammer mit einem Druck von bis zu 100 bar.
Vakuumguss wird häufig von Automobilteileherstellern angewendet, obwohl das Verfahren auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Elektronikindustrie Anwendung findet.
Probieren Sie Boda jetzt aus!
Die Vor- und Nachteile verschiedener Casting-Methoden
| Vorteile des Castings | Nachteile des Castings |
| Komplexe Formen | Nicht effektiv bei zu großen Teilen |
| Kosteneffiziente Lösung | Defekte und Porosität in Teilen |
| Viele Produktgrößen | Nicht geeignet für Materialien, die nicht schmelzbar und verfestigbar sind |
| vielseitig | Zeitaufwendig |
| Minimaler Abfall | Die Herausforderung, extrem enge Toleranzen einzuhalten |
Was ist der Unterschied zwischen Gießen und Bearbeiten? Punkte, die bei der Auswahl zu beachten sind
Berücksichtigen Sie bei der Entscheidung zwischen spanender Bearbeitung und Guss die folgenden Punkte:
Design
Für die Herstellung komplexer Teile ist die Metallgussfertigung besser als CNC-Bearbeitung. Mit dieser Technik lassen sich scharfe Ecken und Kanten erzeugen, die sich mit der maschinellen Bearbeitung nur schwer herstellen ließen. Da das Metall zuerst geschmolzen und dann in die Form gegossen wird, entsteht praktisch keine Form.
Dieses Argument schließt nicht völlig aus, dass sich durch maschinelle Bearbeitung komplexe Teilegeometrien herstellen lassen. CNC-Bearbeitung wird zur Herstellung von Schrauben, Bolzen und anderen Teilen mit spezifischen Merkmalen eingesetzt.
Dimensionale Genauigkeit
Beim Gießen ist die Maßgenauigkeit tendenziell geringer als beim Bearbeiten, da es zu Verformungen und Schrumpfungen kommt, die durch die fehlende vollständige Kontrolle des Abkühlungsprozesses verursacht werden. Mit modernen Schneidwerkzeugen und CNC-Maschinen ist die Bearbeitung von Metallteilen mit höherer Maßgenauigkeit von Vorteil.
Herstellungskosten
Für die meisten Hersteller, die Zerspanung und Gießen vergleichen, sind die Kosten ein grundlegender Gesichtspunkt. Man könnte zu dem Schluss kommen, dass Zerspanung aufgrund der vielen eingesetzten fortschrittlichen Technologien offensichtlich der teurere Prozess ist. Es ist jedoch wichtig, alle verschiedenen Faktoren und Szenarien zu berücksichtigen, die eine Rolle spielen können.
Das spezifische Material und das Produktionsvolumen können die Kosten nach beiden Seiten beeinflussen. Bei geringen Stückzahlen kann die CNC-Bearbeitung von Vorteil sein. Bei hohen Stückzahlen ist die Gussfertigung wirtschaftlicher.
Materialeignung
Die Art des Materials, aus dem das Produkt hergestellt wird, ist ein weiterer wichtiger Faktor. Jedes Metall, das mit dem Tiegel geschmolzen und gegossen werden kann, kann gegossen werden. In diesem Fall kommt eine lange Liste von Eisen- und Nichteisenmetallen in Frage. Beim Gießen können auch Nichtmetalle verwendet werden, darunter Beton und Epoxid.
Was die Vielseitigkeit betrifft, so gibt es eine Vorteile bei der Bearbeitung eine breite Palette an Metallen und Nichtmetallen.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Gießen bei bestimmten Metallen am besten funktioniert, die für das Verfahren gut geeignet sind.
Produktionsvolumen
Autofelgen
Metallguss ist bei der Fertigung von Teilen in großen Stückzahlen schneller als die Metallbearbeitung. Solange die Form fertig ist, ist die Erstarrungszeit kürzer und auch die Verarbeitungszeit kürzer.
Wenn Ihr Projekt darauf abzielt, viele Teile schnell herzustellen, sollten Sie eher ein Metallgussverfahren verwenden. Die spanende Bearbeitung ist schneller als das Metallgießen, wenn nur eine Handvoll Teile benötigt werden. Dies liegt daran, dass bei der CNC-Metallbearbeitung keine Formen vorbereitet werden müssen.
Prototyping
Wenn Sie sich in der Prototypphase der Fertigung befinden, ist die Wahl der CNC-Bearbeitung gegenüber dem Metallguss besser in Vergleich zwischen Zerspanung und Gießen. Die Formen für diese Aufgabe können extrem teuer sein und liegen wahrscheinlich bei mehreren Tausend Dollar pro Entwurf. Außerdem müssen Sie jedes Mal, wenn ein Entwurf abgelehnt wird, eine neue Form erstellen.
Die CNC-Bearbeitung ist flexibler, wenn es um Designänderungen geht. Es müssen lediglich das Modell und das Programm geändert werden.
Prototypen aus Metall
Probieren Sie Boda jetzt aus!
Fazit
Sowohl die spanende Bearbeitung als auch das Gießen sind in der heutigen Fertigungsumgebung relevant. Ihre Vor- und Nachteile können jedoch unterschiedlich sein, sodass ihre Präferenzen und Eignung für verschiedene Projekte unterschiedlich sind. Für jemanden, der nach der besten Oberflächenbeschaffenheit sucht, wäre die spanende Bearbeitung die bessere Methode. Gießen ist ideal für komplexe Produkte und Massenproduktion.
Kontaktieren Sie Boda, um mehr über die Feinheiten von Bearbeitung vs. Gießen Herstellungsverfahren. Wenn Sie jedoch sicher sind, welche Technik Ihren Anforderungen entspricht, fordern Sie Jetzt Angebot anfordern.
Häufig gestellte Fragen
Ist gegossenes Material stabiler als maschinell bearbeitetes Material?
Nein, Gussmetall ist im Allgemeinen schwächer als bearbeitetes Metall. Die inneren Defekte (Porosität), die beim Gießen entstehen, machen Gussmetall schwächer. Die Inkonsistenzen in der Mikrostruktur führen dazu, dass Gussmetall schwächer ist als bearbeitetes Metall.
Ist CNC besser als Gießen?
Dies hängt von der jeweiligen Anwendung und den Benutzerpräferenzen ab. Es gibt Fälle, in denen CNC besser ist, und andere, in denen Guss besser ist. Beispielsweise ist Guss effektiver, wenn das erforderliche Produktionsvolumen hoch ist.
Sind die Schrauben gegossen oder bearbeitet?
Schrauben werden maschinell hergestellt, nicht gegossen. Die engen Toleranzen, die für effektive Gewinde erforderlich sind, lassen sich durch maschinelle Bearbeitung leicht erreichen, durch Gießen jedoch nicht. Beim Gießen können durch Porosität und andere Defekte Schwachstellen entstehen, die die Gebrauchsfähigkeit der Schrauben beeinträchtigen können.