29.11.2021|5-Achs-Fräsen

Frei im Raum

Alle Fräsmaschinen arbeiten nach demselben subtraktiven Prinzip: Aus einem Rohteil arbeiten sie eine geometrische Form heraus, indem sie Material wegnehmen, bis diese Form fertig ist. Je komplexer die Geometrie des gewünschten Bauteils ist, desto schwieriger ist die Herstellung. Auf einer konventionellen 3-Achs-Fräsmaschinen müssten solche Werkstücke in unterschiedlichen Positionen eingespannt werden, um die gewünschten Geometrien zu realisieren. Die ist in der Regel sehr aufwendig oder gar nicht realisierbar beispielsweise bei gewölbten Formen. Die Lösung hielt mit den ersten mehrachsigen Bearbeitungszentren Einzug in den Markt. Sie verfügen über Rundachsen, die eine Rotation jeweils um die X-, Y- oder Z-Achse erlauben. Von diesen mit A, B und C gekennzeichneten Achsen reichen zwei aus, um ein Werkstück nach Bedarf im Raum zu positionieren. Diese 5-Achs-Bearbeitungszentren sind heute ein gängiger Standard in vielen Fertigungsbetrieben.

5-Achs-Bearbeitungszentren gibt es in unterschiedlichsten Varianten: mit horizontaler oder vertikaler Werkzeugspindel, mit Schwenkrundtisch oder als Portalmaschine mit starrem Tisch. Welche Version die richtige ist, lässt sich an den Bauteilanforderungen ablesen. Die Gemeinsamkeit aller Konstruktionen liegt darin, dass sie ein Werkstück von fünf Seiten bearbeiten – also komplett bis auf die Spannfläche. Mit dieser Eigenschaft sind 5-achsige Maschinen eine effiziente Antwort auf einen anhaltenden Trend, der letztlich auch aus den Fertigungsmöglichkeiten resultiert: Werkstücke werden immer komplexer.

3 + 2 ≠ 5

DMG MORI has been shaping milling for 100 years.

Die einfachsten 5-Achs-Maschinen haben drei Linear- und zwei Rundachsen, mit denen das Werkstück in beliebigen Positionen angestellt werden kann. Jedoch bewegen sich die insgesamt fünf Achsen nicht simultan mit der Bearbeitung durch das Werkzeug. Dies ist erforderlich wenn, sogenannte Freiformflächen ins Spielkommen. PET-Flaschen, Armaturenbretter oder Plastikspielzeug sind nur drei exemplarische Produkte, deren Herstellung mit Werkzeugen erfolgt, die solche gewölbten Freiformflächen haben. 

Basierend auf den 5-Achs-Bearbeitungszentren mit drei plus zwei Achsen haben Werkzeugmaschinenhersteller Anfang der 1990er-Jahre CNC-Maschinen entwickelt, die eine Interpolation der fünf Achsen erlauben. Das heißt, sobald eine Rundachse rotiert, wird die Orientierung der Linearachsen fortlaufend angepasst. So ist eine kontinuierliche Bearbeitung willkürlich geformter Flächen möglich – das Hauptmerkmal des 5-achsigen Simultanfräsens. Die Technologie war eine Revolution, die noch heute Maßstäbe in der Fertigung setzt, weil auch komplexeste Geometrien hochwirtschaftlich und bei erstklassigen Oberflächengüten in einer Aufspannung bearbeitet werden können.

Über 30 Jahre Erfahrung im 5-achsigen Fräsen

Mit rund 15 Baureihen konzentriert DMG MORI seine Erfahrung und Kompetenz in der 5-Achs-Bearbeitung. Bereits mit der Einstiegsbaureihe CMX U profitieren Anwender von der freien Positionierung ihrer Werkstücke, während die DMU 50 2nd Generation den Einstieg in die 5-Achs-Simultan-Bearbeitung markiert. Die Hightech-Maschinen der DMU monoBLOCK Baureihe sind so begehrt, dass DMG MORI in Pfronten die monoBLOCK Excellence Factory monoBLOCK errichtet hat, um den steigenden Bedarf zu decken. Die hochpräzisen NMV und DMU eVo Modelle, und HSC 20 linear komplettieren das Produktspektrum ebenso wie die DMF Fahrständermaschinen und das XXL-Portfolio rund um die Portal- und Gantry-Maschinen. Das heißt: DMG MORI bietet für jede Anwendung die geeignete 5-Achs-Maschine – auf Wunsch in automatisierter Version, um die Produktivität der innovativen Fertigungstechnologie nochmals zu erhöhen.