2) Traditionelle Betriebsabläufe (19) 1) Drehen Einer der häufigsten und vielseitigsten Bearbeitungsvorgänge – grundlegend in jeder CNC- oder manuellen Werkstatt.
Was es bewirkt: Auf einer Drehbank rotiert das Werkstück, während sich das Schneidwerkzeug linear bewegt, um Material von seiner Außen- oder Innenfläche zu entfernen. Wird häufig für Rotationsteile verwendet; einfach zu programmieren und hochproduktiv für kreisförmige Geometrien; weniger geeignet für komplexe, nicht rotierende Formen.Anwendungen: Wellen, Buchsen, Rollen, Rundgehäuse, Kolben, Hülsen.Vorteile: Stabil, produktiv, präzise bei Rotationsfunktionen; gute Spankontrolloptionen.Nachteile: Beschränkt auf zylindrische Geometrie; komplexe Funktionen erfordern mehrere Setups oder angetriebene Werkzeuge. KI-Assistent: Wichtige Signale: Vibration (X/Y/Z), Spindelstrom, Temperatur, Schallemission.Wie es funktioniert: Das Edge-ML-Modell klassifiziert den Verschleißzustand und löst adaptive Überschreibungen aus.Typische Ergebnisse: +15–25% Werkzeuglebensdauer, −10% Ausfallzeit, gleichmäßigerer Ra.
2) Langweilig Präzises Vergrößern und Richten einer vorhandenen Bohrung für Genauigkeit und Oberflächengüte.
Was es bewirkt: Korrigiert Durchmesser, Rundheit und Ausrichtung vorgebohrter Löcher; kann vor dem Reiben/Honen enge Toleranzen erreichen.Anwendungen: Lagersitze, Getriebegehäuse, Motorblöcke, Hydraulikkörper.Vorteile: Hervorragende Zylindrizität und Konzentrizität; verstellbare Köpfe ermöglichen eine Feinsteuerung.Nachteile: Langsamer als Bohren; erfordert starre Vorrichtungen und ausbalancierte Stangen, um ein Rattern zu vermeiden. KI-Assistent: Signale: Schwingungsspektrum, Spindelstrom, Temperatur.Aktionen: Adaptiver Vorschub, Bohrkopf-Offset-Alarm, Temperaturkompensation.Typische Ergebnisse: weniger Ausschussbohrungen, engere IT-Qualität, verbesserte Rundheit.
3) Bohren Die schnellste Methode zum Erstellen zylindrischer Löcher; oft gefolgt vom Bohren/Reiben.
Was es bewirkt: Erzeugt Durchgangs- oder Sacklöcher mit Spiralbohrern; Spezialbohrer für Punkt-, Pilot-, Stufen- und Tieflöcher.Anwendungen: Bolzenmuster, Verteiler, Vorrichtungen, allgemeine Fertigung.Vorteile: Hoher MRR, standardisierte Werkzeuge, einfache Programmierung.Nachteile: Position/Größe durch Werkzeugflexibilität begrenzt; Spanabfuhr bei tiefen Löchern kritisch. KI-Assistent: Signale: Spindelstromwelligkeit, axiale Vibration, Kühlmitteldruck.Aktionen: dynamisches Einstechen, Vorschubübersteuerung, Rückzug bei Alarmen.Typische Ergebnisse: weniger Bohrerbrüche, verbesserte Lochqualität, geringere Zykluszeitvariabilität.
4) Fließbohren | Reibungsbohren Ein spanloses Lochformungsverfahren, bei dem Reibungswärme genutzt wird, um das Material plastisch zu verformen und eine verstärkte Buchse zu erzeugen.
Was es bewirkt: Beim Fließbohren (auch Reibbohren genannt) erzeugt ein kegelförmiges, rotierendes Werkzeug Reibungswärme, um das Material zu erweichen und plastisch zu verformen, anstatt Späne abzuschneiden. Das verdrängte Material bildet eine Buchse oder Kragen Das erhöht den Gewindeeingriff in dünnwandigen Abschnitten. (Quelle: Flowdrill® / Wikipedia – Reibungsbohren) Anwendungen: Dünnwandige Rohre, Blechkonstruktionen und Leichtbaugruppen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Energie- und Möbelindustrie. Ideal zur Herstellung starker Gewindeverbindungen in Stahl, Edelstahl, Aluminium, Messing und Kupferlegierungen ohne Einsätze oder Schweißen.Vorteile: Erzeugt verstärkte Kragen; spanlos (kein Abfall); kurze Zykluszeiten; geringer Werkzeugverschleiß; kann in CNC-Zellen automatisiert werden; ideal für Leichtbaukonstruktionen.Nachteile: Beschränkt auf dünnwandige Teile (üblicherweise <4 mm); hohe Reibungswärme erfordert Kühlmittelkontrolle; ungeeignet für spröde Werkstoffe; möglicherweise ist eine Nachbearbeitung vor dem Gewindeschneiden erforderlich. KI-Assistent: Signale: Spindeldrehmoment, Temperatursensoren, Vorschubwiderstand.Aktionen: Adaptive Fördermengenreduzierung, Geschwindigkeitsanpassung in Echtzeit, Empfehlungen zur Vorkühlung.Typische Ergebnisse: Längere Werkzeugstandzeit, stabile Buchsengeometrie, gleichbleibende Bohrungsqualität.
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5) Aufreiben Endbearbeitungsvorgang zum Erreichen eines engen Durchmessers und einer glatten Oberfläche in Löchern.
Was es bewirkt: Entfernt eine kleine Toleranz, um eine enge IT-Qualität und einen verbesserten Ra-Wert in den Löchern zu erzielen.Anwendungen: Lager-/Positionierungsbohrungen, Ausrichtungsmerkmale, Hydraulikanschlüsse.Vorteile: Hervorragende Rundheit/Oberfläche; schnell und wiederholbar.Nachteile: Erfordert eine genaue Vorbohrung; empfindlich gegenüber Schmierung/Spankontrolle. KI-Assistent: Signale: Spindelstrom, Vibration, Kühlmittelfluss/-druck.Aktionen: Vorschub-/Kühlmitteloptimierung, Stopp-auf-Kegel-Erkennung.Typische Ergebnisse: kleinere Größe, gleichmäßigerer Ra-Wert, weniger Werkzeugspuren.
6) Gewindeschneiden und Gewindedrehen Erstellen von Innen-/Außengewinden durch Gewindeschneiden, Gewindefräsen oder Einschneiddrehen.
Was es bewirkt: Formt Gewinde mit starrem Gewindeschneiden oder Dreh-/Frässtrategien; steuert Steigung, Flankenwinkel und Passung.Anwendungen: Befestigungselemente, Abdeckungen, Verteiler, Wellen.Vorteile: Schnell für Standardgrößen; gute Wiederholbarkeit.Nachteile: Gefahr des Gewindebohrerbruchs; Spanabfuhr in Sacklöchern kritisch; Grate am Gewindeanfang. KI-Assistent: Signale: Spindel-/Achslasten, Drehmomentspitzen, Positionsfehler.Aktionen: Synchronisierungsabstimmung, Vorschubüberschreibung, frühzeitige Warnung vor Werkzeugwechsel.Typische Ergebnisse: weniger Gewindebohrfehler, bessere Gewindequalität, weniger Ausfallzeiten.
7) Fräsen – Planfräsen, Umfangsfräsen, Nutfräsen Vielseitiges Entfernen von Flächen, Stufen, Taschen und Konturen in 2,5D-/3D-Teilen.
Was es bewirkt: Rotierender Mehrzahnfräser entfernt Material mit kontrolliertem Eingriff (ae/ap); Schlitz-, Seiten- und Planbearbeitungen.Anwendungen: Gehäuse, Formen, Vorrichtungen, prismatische Teile.Vorteile: Hoher MRR, große Auswahl an Tools, anpassbare Strategien.Nachteile: Rattergefahr bei langen Überhängen; Hitze in schwierigen Legierungen. KI-Assistent: Signale: Schwingungsspektrogramm, Spindel-/Achslasten.Aktionen: adaptiver Vorschub, Step-Over-Optimierungen, CAM-Hinweise für den nächsten Lauf.Typische Ergebnisse: verbesserte Werkzeuglebensdauer, weniger Markierungen, kürzere Zykluszeit.
8) 5-Achs-Simultanfräsen Komplexe Freiformoberflächen und tiefe Merkmale mit weniger Setups.
Was es bewirkt: Richtet das Werkzeug normal zur Oberfläche aus, hält den Eingriff konstant und erreicht schwierige Winkel ohne zusätzliche Vorrichtungen.Anwendungen: Blisks, Formen, medizinische Implantate, Turbinen für die Luft- und Raumfahrt.Vorteile: Besserer Zugang, besseres Finish, weniger Werkzeuge/Vorrichtungen.Nachteile: Erfordert Kalibrierung und präzise Nachbearbeitung; Kollisionsgefahr ohne Simulation. KI-Assistent: Signale: Achslasten, Vibrationen, modellbasierter digitaler Zwilling.Aktionen: adaptive Ausrichtung, Feed-Obergrenze, CAM-Feedback.Typische Ergebnisse: weniger Nacharbeit, stabiles Finish, höheres Vertrauen beim ersten Versuch.
9) Drehen-Fräsen (Fräsen-Drehen) Kombiniert Drehen und Fräsen in einer Aufspannung, um Handhabungs- und Stapelfehler zu reduzieren.
Was es bewirkt: Haupt-/Gegenspindeln und angetriebene Werkzeuge bearbeiten Rotations- und Prismenfunktionen in einer Maschine.Anwendungen: Komplexe Wellen, Flüssigkeitsanschlüsse, medizinische/Ventilteile.Vorteile: Weniger Setups, bessere Genauigkeit, kürzere Vorlaufzeit.Nachteile: Programmierkomplexität; Einschränkungen hinsichtlich der Reichweite/Steifigkeit des Werkzeugs. KI-Assistent: Signale: Spindel-/Achsenlasten, Warteschlangenzeitpunkt, Vibration.Aktionen: Hinweise zur automatischen Sequenzierung, sichere Vorschubbegrenzungen, Zeitpunkt des Werkzeugwechsels.Typische Ergebnisse: reibungsloserer Zyklus, weniger Kollisionen, verbesserte OEE.
10) Hobeln / Formen Veraltet, aber effektiv für lange flache Oberflächen und Keilnuten.
Was es bewirkt: Ein hin- und hergehendes Werkzeug oder ein Arbeitstisch erzeugt flache Flächen und einfache Schlitze.Anwendungen: Lange Betten, Führungsbahnen, große Platten, Keilnuten.Vorteile: Einfache Werkzeuge, große Reichweite, gute Geradlinigkeit.Nachteile: Geringere Produktivität im Vergleich zum Fräsen; intermittierende Schnittkräfte. KI-Assistent: Signale: Vibrationen an den Hubenden, Motorstrom.Aktionen: Geschwindigkeitsrampenprofilierung, Werkzeugwechselwarnung.Typische Ergebnisse: weniger Rattermarken, gleichmäßigeres Finish.
11) Aufreißen Mit einem Mehrzahnwerkzeug erstellte Profile mit zunehmender Höhe in einem einzigen Durchgang.
Was es bewirkt: Produziert schnell und präzise Keilnuten, Keilwellen und Sonderprofile.Anwendungen: Zahnräder, Naben, Profile für die Luft- und Raumfahrt.Vorteile: Sehr schnell, konsistent; minimaler Bedieneraufwand.Nachteile: Spezielle Werkzeuge; begrenzte Flexibilität; hohe Werkzeugkosten. KI-Assistent: Signale: Schubbelastung, Temperatur, Schallemission.Aktionen: Schmier-/Kühlmittelprüfung, Wartungsplanung.Typische Ergebnisse: längere Werkzeugstandzeiten, weniger Maßausschuss.
12) Schleifen Schleifentfernung für enge Toleranzen und feine Oberflächengüte auf harten Materialien.
Was es bewirkt: Verwendet gebundene Schleifmittel, um Mikrometer pro Durchgang zu entfernen und so Ebenheit und einen niedrigen Ra-Wert zu erzielen.Anwendungen: Werkzeuge, Endmaße, gehärtete Stähle, Hartmetall.Vorteile: Hervorragende Genauigkeit und Verarbeitung; kontrollierte Entfernung.Nachteile: Verbrennungsgefahr; Scheibenbeladung/-bearbeitung erforderlich; langsamere MRR. KI-Assistent: Signale: Spindelleistung, AE-Sensor, Temperatur, Ausfunkzeit.Aktionen: Zufuhr-/Kühlmitteloptimierung, automatische Abgleichauslöser.Typische Ergebnisse: anbrandfreie Oberfläche, stabiler Ra-Wert, verlängerte Lebensdauer der Scheibe.
13) Runden Feinstbearbeitung mit Schleifmittelschlamm zwischen Läppscheibe und Werkstück.
Was es bewirkt: Erreicht durch kontrollierten Abrieb eine Ebenheit im Submikrometerbereich und einen sehr niedrigen Ra-Wert.Anwendungen: Dichtungen, Optiken, Präzisionsventile, Messflächen.Vorteile: Außergewöhnliche Ebenheit und Verarbeitung.Nachteile: Langsam; empfindlich gegenüber Verbrauchsmaterialien und Sauberkeit. KI-Assistent: Signale: Tischdrehmoment, Raupendruck, Schlammfluss.Aktionen: Anpassungen der Verweilkarte, Schlammdosierung, Warnungen zur Pad-Wartung.Typische Ergebnisse: gleichbleibende Ebenheit, weniger Nacharbeit, vorhersehbare Zykluszeit.
14) Honen Schleifverfahren zur Endbearbeitung zylindrischer Bohrungen mit rotierenden Schleifsteinen. Erzeugt präzise Abmessungen und ein kreuzschraffiertes Oberflächenmuster.
Was es bewirkt: Entfernt minimales Material aus Zylinderbohrungen, um einen präzisen Durchmesser, Rundheit und Oberflächengüte mit Kreuzschraffurmuster zu erzielen.Anwendungen: Motorzylinder, Hydraulikzylinder, Lagerbohrungen, Gewehrläufe, Präzisionsrohre.Vorteile: Hervorragende Oberflächengüte (Ra 0,1–0,4 µm), präzise Durchmesserkontrolle (±0,002 mm), Kreuzschraffurmuster sorgt für eine dauerhafte Schmierung.Nachteile: Beschränkt auf zylindrische Bohrungen, erfordert vorgefertigte Bohrungen, langsamer als Schleifen, Spezialausrüstung.Materialien: Gusseisen, Stahl, Aluminium, Bronze, gehärtete Stähle.Typische Toleranz: ±0,002–0,005 mm (Durchmesser)Oberflächenbeschaffenheit: Ra 0,1–0,4 µm Kritisch für: Automotorzylinder (Kolbenringdichtung), Hydraulikzylinder (Dichtungsleistung), Präzisionslagerbohrungen.
15) Superfinishing / Mikrofinishing Ultrapräzises Schleiffinish für flache und gewölbte Oberflächen. Erzielt ein spiegelglattes Finish bei minimalem Materialabtrag.
Was es bewirkt: Entfernt Mikrospitzen von geschliffenen oder geschliffenen Oberflächen mithilfe feiner Schleifsteine mit oszillierender Bewegung.Anwendungen: Lagerringe, Rollenoberflächen, Dichtflächen, optische Komponenten, Präzisionsmessgeräte.Vorteile: Ultraglatte Oberfläche (Ra 0,05–0,2 µm), verbesserte Verschleißfestigkeit, reduzierte Reibung, verlängerte Lebensdauer.Nachteile: Sehr langsamer Prozess, erfordert vorgefertigte Oberfläche, Spezialausrüstung, hohe Kosten.Materialien: Gehärtete Stähle, Keramik, Hartmetalle, Lagerstähle.Typische Toleranz: ±0,001 mmOberflächenbeschaffenheit: Ra 0,05–0,2 µm Kritisch für: Hochpräzise Lager (längere Lebensdauer), Dichtflächen (Leckageschutz), optische Komponenten (Klarheit).
16) Tieflochbohren / Geschützbohren Bohrungen mit hohem L/D-Wert, innerer Kühlmittelzufuhr und Spanabfuhr durch das Werkzeug.
Was es bewirkt: Verwendet Einlippen- oder BTA-Systeme, um tiefe, gerade Löcher mit kontrollierter Führung und Druck zu bohren.Anwendungen: Kühlkanäle für Formen, Gewehrläufe, Hydraulikzylinder.Vorteile: Hervorragende Geradheit, zuverlässiger Spanabtransport.Nachteile: Spezialwerkzeuge/Vorrichtungen; einrichtungsabhängig. KI-Assistent: Signale: Kühlmitteldruck/-fluss, Spindelstrom, Vibration.Aktionen: Adaptives Picken, Drucksollwertregelung, Rückzugsprotokoll.Typische Ergebnisse: weniger Werkzeugausfälle, geradere Löcher, stabile Zykluszeit.
17) Wälzfräsen / Wälzformen Erzeugt Zahnräder durch kontinuierliche (Wälzfräsen) oder hin- und hergehende (Formen) Verfahren.
Was es bewirkt: Indexiert die Zahnform über die Fräserkinematik; genaue Zahnradgeometrie vor der Endbearbeitung.Anwendungen: Getriebe, Robotik, Industrieantriebe.Vorteile: Produktiv für Stirn-/Schrägverzahnungen; hohe Genauigkeit bei korrekter Einrichtung.Nachteile: Werkzeuge sind modul-/eingriffswinkelspezifisch; Grate müssen möglicherweise nachbearbeitet werden. KI-Assistent: Signale: Spindel-/Achslasten, Vibration, Rundlauf.Aktionen: Hinweise zur Feed-/Indexkorrektur, Wartungswarnungen.Typische Ergebnisse: stabile Zahnqualität, weniger Ausschuss, vorhersehbarer Durchsatz.
18) Sägen / Schneiden Materialtrennung mittels Bandsäge, Kreissäge oder Trennschleifscheibe. Erster Arbeitsgang zur Materialaufbereitung.
Was es bewirkt: Schneidet Rohmaterial (Stangen, Rohre, Platten, Profile) auf die erforderliche Länge für nachfolgende Bearbeitungsvorgänge.Anwendungen: Stoffaufbereitung, Zuschnitt, Materialtrennung in allen Branchen.Vorteile: Schnell, wirtschaftlich, verarbeitet große Lagerbestände, minimale Fähigkeiten erforderlich, vielseitig (alle Materialien).Nachteile: Materialabfall (Schnittfuge), raue Oberflächenbeschaffenheit, ggf. Planschleifen/Entgraten erforderlich, begrenzte Präzision.Typen: Bandsägen (durchgehendes Sägeblatt), Kreissägen (rotierende Scheibe), Trennschleifen (Trennscheibe).Typische Toleranz: ±0,5–2 mm (Länge) Notiz: Normalerweise der erste Arbeitsgang in jedem Bearbeitungsablauf. Moderne CNC-Bandsägen können mit automatischer Zuführung eine Genauigkeit von ±0,1 mm erreichen.
19) 5-Achsen (Zusammenfassung, komplexe Teile) Effiziente Materialvorbereitung und Abstechen vor der Bearbeitung.
Was es bewirkt: Schneidet Rohmaterial mit Band-/Kreissägen auf Länge; richtet Knüppel und Rohlinge ein.Anwendungen: Vorbereitung von Stangen, Profilen, Platten.Vorteile: Schnell, wirtschaftlich, minimaler Qualifikationsbedarf.Nachteile: Schnittfuge/Abfall; die Oberfläche muss vor der Feinbearbeitung möglicherweise bearbeitet werden. KI-Assistent: Signale: Motorbelastung, Vibration, Schnittzeit.Aktionen: Vorschubübersteuerung, Planung des Klingenwechsels.Typische Ergebnisse: geradere Schnitte, weniger Klingenbrüche, bessere Upstream-Effizienz.
2.5) Nachbearbeitungs- und Veredelungsdienstleistungen (3) Wichtige Sekundärvorgänge zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, Oberflächenqualität und Korrosionsbeständigkeit bearbeiteter Teile.
20) Wärmebehandlung Kontrollierte Heiz- und Kühlzyklen zur Änderung der Materialeigenschaften: Härte, Festigkeit, Duktilität und Spannungsabbau.
Was es bewirkt: Verändert die Mikrostruktur durch thermische Zyklen (Härten, Anlassen, Glühen, Spannungsabbau, Einsatzhärten).Anwendungen: Werkzeugstähle, Zahnräder, Wellen, Federn, Luft- und Raumfahrtkomponenten, die eine bestimmte Härte erfordern.Vorteile: Verbessert die Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Lebensdauer und beseitigt Restspannungen.Nachteile: Kann zu Verzerrungen führen; erfordert eine präzise Temperaturkontrolle; zusätzliche Kosten und Vorlaufzeit.Gängige Prozesse: Härten (HRC 55-65), Anlassen, Glühen, Aufkohlen, Nitrieren.Materialien: Kohlenstoffstähle, Werkzeugstähle, rostfreie Stähle, Titanlegierungen. Notiz: Um die strengen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Nuklearindustrie zu erfüllen, ist häufig eine Wärmebehandlung erforderlich.
21) Oberflächenveredelung (Galvanisierung & Beschichtung) Schützende und dekorative Oberflächenbehandlungen: Galvanisieren, Pulverbeschichten, Eloxieren und Polieren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik.
Was es bewirkt: Trägt dünne Schichten aus Metall, Polymer oder Oxid auf, um die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und das Erscheinungsbild zu verbessern.Anwendungen: Teile für die Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte, Automobilkomponenten, Konsumgüter.Vorteile: Korrosionsschutz, verbesserte Ästhetik, Verschleißfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit (oder Isolierung).Nachteile: Zusätzliche Kosten, Möglichkeit von Beschichtungsfehlern, Dickenkontrolle erforderlich.Gängige Ausführungen: Verzinkung: Korrosionsschutz für StahlVerchromung: Harte, verschleißfeste OberflächeVernickelung: Korrosions- und VerschleißbeständigkeitEloxieren: Aluminiumoxidschicht (Typ II, Typ III)Pulverbeschichtung: Langlebige PolymeroberflächePassivierung: Korrosionsbeständigkeit von EdelstahlSchwarzoxid: Milder Korrosionsschutz, ästhetisch
Beliebt für die Luft- und Raumfahrt: Eloxieren (Aluminium), Passivieren (Edelstahl), Cadmiumplattieren (Korrosion).Beliebt für die Automobilindustrie: Verzinken, Pulverbeschichten, E-Beschichten.
22) Entgraten Entfernung scharfer Kanten, Grate und Oberflächenfehler, die nach Bearbeitungsvorgängen zurückbleiben.
Was es bewirkt: Glättet Kanten und entfernt Grate mit manuellen, mechanischen oder thermischen Methoden.Anwendungen: Alle bearbeiteten Teile, insbesondere solche mit engen Toleranzen oder Sicherheitsanforderungen.Vorteile: Verbessert die Sicherheit (keine scharfen Kanten), die Teilequalität und die Passgenauigkeit der Baugruppe.Nachteile: Arbeitsintensiv (manuell), kann die Maßgenauigkeit beeinträchtigen, wenn sie nicht kontrolliert wird.Methoden: Manuelles Entgraten: Feilen, Schaber, SchleifpadsGleitschleifen: Gleitschleifen im VibrationstopfTaumeln: Trommelpolieren mit MedienThermisches Entgraten: Kontrollierte Explosion verbrennt GrateElektrochemisches Entgraten: ECM-basierte Gratentfernung
23) Elektropolieren Elektrochemischer Prozess, bei dem Material von der Metalloberfläche entfernt wird, um eine ultraglatte, glänzende Oberfläche zu erzeugen. Gegenteil von Galvanisieren.
Was es bewirkt: Durch anodische Auflösung werden Mikrospitzen und Oberflächenfehler entfernt und eine glatte, passive und korrosionsbeständige Oberfläche hinterlassen.Anwendungen: Medizinische Implantate, chirurgische Instrumente, pharmazeutische Geräte, Geräte zur Lebensmittelverarbeitung, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt.Vorteile: Ultraglatte Oberfläche (Ra 0,1–0,4 µm), entfernt Grate, erhöht die Korrosionsbeständigkeit, verbessert die Reinigungsfähigkeit, keine mechanische Belastung.Nachteile: Entfernt Material (0,005–0,05 mm), Maßänderungen, erfordert leitfähige Materialien, Handhabung von Chemikalien, Maskierungskomplexität.Materialien: Edelstahl, Titan, Aluminium, Kupfer, Nickellegierungen, Kobalt-Chrom.Materialabtrag: 0,005–0,05 mm pro OberflächeOberflächenbeschaffenheit: Ra 0,1–0,4 µm (spiegelähnlich) Kritisch für: Medizinische Geräte (Biokompatibilität, Reinigungsfähigkeit), pharmazeutische Geräte (FDA-Konformität), Lebensmittelverarbeitung (Hygiene).
Kritisch für: Hydraulikkomponenten (keine Kontamination), medizinische Geräte (Biokompatibilität), Luft- und Raumfahrt (Ermüdungsbeständigkeit).
3) Fortschrittliche / nicht-konventionelle Verfahren (7) 24) Drahterodieren Elektrische Entladungen erodieren leitfähiges Material ohne Schneidkräfte.
Was es bewirkt: Schneidet präzise 2D/3D-Profile über eine bewegliche Drahtelektrode; hervorragend für harte Materialien.Anwendungen: Matrizen, Stempel, Extrusionsprofile, filigrane Merkmale.Vorteile: Hervorragende Genauigkeit, feiner Schnitt, minimale Grate.Nachteile: Langsamer als Fräsen; nur leitfähige Materialien; Neuguss-Schichtverwaltung. KI-Assistent: Signale: Funkenstreckenspannung/-strom, Unterbrechungsereignisse, Drahtspannung.Aktionen: Pulsweiten-/Frequenzabstimmung, Spannungsregelung.Typische Ergebnisse: schnelleres Schneiden, weniger Drahtbrüche, vorhersehbare Oberfläche.
25) Senkerodieren (Senkerodieren / Ram-EDM) Funkenerosion mit geformten Elektroden zur Erzeugung von 3D-Hohlräumen. Ideal für komplexe Form- und Matrizenhohlräume.
Was es bewirkt: Erodiert Material mithilfe einer geformten Kupfer- oder Graphitelektrode, die die gewünschte Hohlraumform widerspiegelt. Keine Schnittkräfte.Anwendungen: Spritzgussformen, Schmiedegesenke, Extrusionsgesenke, komplexe 3D-Hohlräume, Sacklöcher mit komplizierten Formen.Vorteile: Komplexe 3D-Formen, gehärtete Materialien (HRC 60+), keine mechanische Belastung, hervorragende Oberflächenbeschaffenheit, scharfe Innenecken.Nachteile: Langsamer Prozess, Elektrodenverschleiß, erfordert leitfähige Materialien, Kosten für die Elektrodenherstellung, Handhabung der dielektrischen Flüssigkeit.Materialien: Werkzeugstähle, gehärtete Stähle, Karbide, Titan, Inconel (jedes leitfähige Material).Typische Toleranz: ±0,005–0,02 mmOberflächenbeschaffenheit: Ra 0,4–3,2 µm (abhängig von den Finish-Einstellungen) Notiz: Anders als Draht-EDM (2D-Profile). Senkerodieren erzeugt 3D-Hohlräume mithilfe geformter Elektroden. Unverzichtbar für den Formen- und Matrizenbau.
26) ECM (Elektrochemische Bearbeitung) Anodische Auflösung mit geformten Kathodenwerkzeugen; praktisch kein Werkzeugverschleiß.
Was es bewirkt: Entfernt Material ohne mechanischen Kontakt; gratfreie komplexe Hohlräume.Anwendungen: Turbinenschaufeln, medizinische Implantate, Superlegierungen.Vorteile: Keine Schnittkräfte, gratfrei, ideal für harte Legierungen.Nachteile: Elektrolythandhabung, Überschnittkontrolle, Umweltschutz. KI-Assistent: Signale: Stromdichte, Durchfluss/Druck, Temperatur, pH-Wert.Aktionen: Spaltkontrolle, Durchfluss-/Temperatursollwerte.Typische Ergebnisse: engere Toleranzen, höhere Wiederholgenauigkeit, weniger Ausschuss.
27) Laserschneiden Hochpräzises Schneiden von Blechen, Platten und Profilen mit CO₂- oder Faserlasern. Ideal für 2D-Teile mit komplexen Geometrien.
Was es bewirkt: Schneidet mit fokussiertem Laserstrahl bis zu 25 mm dicke Metallbleche (Stahl, Edelstahl, Aluminium, Titan).Anwendungen: Blechteile, Halterungen, Gehäuse, Paneele, Dichtungen, Prototypen, Sonderprofile.Vorteile: Hohe Präzision (±0,1 mm), schnelle Schnittgeschwindigkeit, kein Werkzeugverschleiß, komplexe 2D-Formen, minimaler Materialabfall.Nachteile: Beschränkt auf 2D-Teile, Wärmeeinflusszone (WEZ), Kantenqualität hängt von Parametern ab, reflektierende Materialien erfordern Sorgfalt.Materialien: Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium, Titan, Messing, Kupfer (mit Faserlaser).Typische Toleranz: ±0,1–0,2 mmOberflächenbeschaffenheit: Ra 3,2–6,3 µm (Schnittkante)Dickenbereich: 0,5–25 mm (abhängig von Material und Laserleistung) KI-Assistent: Signale: Laserleistung, Schnittgeschwindigkeit, Gasdruck, Temperatursensoren, Bildverarbeitungssysteme.Aktionen: Parameteroptimierung, Verschachtelungseffizienz, Qualitätsvorhersage, adaptive Leistungsregelung.Typische Ergebnisse: schnellere Schneidzyklen, weniger Ausschuss, gleichbleibende Kantenqualität, minimale Bartbildung.
28) Lasermikrobearbeitung Ultrapräzises Abtragen oder Schmelzen mit eng fokussierten Strahlen (oft PS/Fs-Laser).
Was es bewirkt: Erzeugt Mikrolöcher, Gräben und Texturen mit minimaler Wärmeeinflusszone.Anwendungen: Medizinische Geräte, Mikrofluidik, Elektronik.Vorteile: Berührungslose, hochpräzise, komplexe Mikromerkmale.Nachteile: Thermische Effekte bei Fehleinstellung; Sauberkeit der Optik; reflektierende Materialien erfordern Pflege. KI-Assistent: Signale: Kamera/Pyrometer, Rückreflexion, Intensität der Rauchfahne.Aktionen: Leistungs-/Scanoptimierung, Autofokus.Typische Ergebnisse: sauberere Kanten, wiederholbare Abmessungen, weniger Nacharbeit.
29) Wasserstrahlschneiden (AWJ – Abrasives Wasserstrahlschneiden) „Kaltes“ Schneiden mit Hochdruckwasser + Schleifmittel; keine Wärmeeinflusszone.
Was es bewirkt: Schneidet Metalle, Verbundwerkstoffe, Stein; gut für wärmeempfindliche Teile.Anwendungen: Platten, Verbundwerkstoffe, kundenspezifische Profile für die Luft- und Raumfahrt.Vorteile: Keine WEZ, minimale Verzerrung, materialunabhängig.Nachteile: Verjüngung/Verzögerung zum Ausgleich; Kosten für die Handhabung des Schleifmittels. KI-Assistent: Signale: Druck/Durchfluss, Verfahrgeschwindigkeit, Schnittqualitätskamera.Aktionen: dynamische Geschwindigkeits-/Wegkompensation.Typische Ergebnisse: reduzierte Verjüngung, schnelleres Schneiden, sauberere Kanten.
30) Ultraschallbearbeitung Hochfrequente Vibration plus Schleifmittel für spröde Materialien.
Was es bewirkt: Mikroabsplitterungen/-erosionen ermöglichen Löcher und Formen in Glas/Keramik.Anwendungen: Optik, Keramik, Medizinprodukte.Vorteile: Geringe Kräfte, minimale Risse, dichte Merkmale.Nachteile: Schlammhandhabung; langsamer als Fräsen; Werkzeugverschleiß an Sonotroden. KI-Assistent: Signale: akustische Reaktion, Spindel-/Achsenlast, visuelle Qualitätskontrolle.Aktionen: Amplituden-/Frequenzsollwerte, Verweilzeitregelung.Typische Ergebnisse: weniger Defekte, gleichmäßigerer Durchsatz, längere Werkzeuglebensdauer.
31) Elektronenstrahlbearbeitung (EBM) Hochenergetischer Elektronenstrahl entfernt Material durch Schmelzen und Verdampfen in einer Vakuumumgebung. Für ultrapräzise Mikrolöcher.
Was es bewirkt: Ein fokussierter Elektronenstrahl (beschleunigte Elektronen) schmilzt/verdampft Material, um Mikrolöcher, Schlitze und Muster zu erzeugen.Anwendungen: Mikrolöcher in Turbinenschaufeln (Kühlung), Einspritzdüsen, Luft- und Raumfahrtkomponenten, medizinischen Geräten, Halbleiterverarbeitung.Vorteile: Extrem kleine Merkmale (bis zu 0,025 mm), kein Werkzeugverschleiß, sehr harte Materialien, präzise Tiefenkontrolle, minimale Wärmeeinflusszone.Nachteile: Erfordert Vakuumkammer, langsamer Prozess, hohe Gerätekosten, beschränkt auf kleine Merkmale, nur leitfähige Materialien.Materialien: Titan, Inconel, Edelstahl, Wolfram, Molybdän, Keramik (leitfähig).Typische Lochgröße: 0,025–1 mm DurchmesserVerhältnis Tiefe zu Durchmesser: Bis zu 100:1 Kritisch für: Kühllöcher für Turbinenschaufeln in der Luft- und Raumfahrt (Tausende von Mikrolöchern pro Schaufel), Einspritzdüsen (präzises Sprühmuster).
32) Kryogene Bearbeitung Kühlung mit flüssigem Stickstoff/CO₂ zur Reduzierung von Hitze und Verschleiß bei schwierigen Legierungen.
Was es bewirkt: Richtet Kryostrahlen auf die Scherzone, um die Spanbildung und Härte zu stabilisieren.Anwendungen: Ti, Inconel, gehärtete Stähle.Vorteile: Geringerer Verschleiß, bessere Oberfläche, umweltfreundlicher als schwere Überschwemmungen.Nachteile: Düsenintegration; Kondensations-/Frostmanagement. KI-Assistent: Signale: Last-/Temperatur-, Durchfluss-/Druck-, Zielsensoren.Aktionen: Durchflussrate, Düsenwinkel, Zufuhrkappen.Typische Ergebnisse: längere Lebensdauer in Ti/Ni, gleichbleibender Ra, weniger thermische Risse.
33) Plasmaschneiden Hochtemperatur-ionisiertes Gas (Plasmalichtbogen) schneidet durch elektrisch leitfähige Materialien. Ideal für dicke Stahlplatten.
Was es bewirkt: Plasmabrenner (30.000 °C) schmilzt und bläst Material weg. Schneidet dicke Metallplatten schneller als Laser oder Wasserstrahl.Anwendungen: Herstellung von Baustahl, Schiffsbau, Schwermaschinen, Bauwesen, Zuschnitt dicker Platten (bis zu 150 mm).Vorteile: Sehr schnell für dicke Materialien, geringere Kosten als Laser, schneidet alle leitfähigen Metalle, tragbare Geräte verfügbar.Nachteile: Große Wärmeeinflusszone (WEZ), raue Kantenqualität, begrenzte Präzision (±1–2 mm), Schlackenbildung, Lärm und Rauch.Materialien: Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing (jedes leitfähige Metall).Typische Toleranz: ±1–2 mmDickenbereich: 3–150 mm (optimal für 6–50 mm)Oberflächenbeschaffenheit: Ra 12–25 µm (grob) Am besten geeignet für: Dicke Stahlplatten, bei denen Geschwindigkeit wichtiger ist als Präzision. Ergänzung zum Laserschneiden (dünn) und Wasserstrahlschneiden (Nichtmetalle).
34) Additiv-Subtraktiv (Überblick) Kombiniert den Aufbau einer nahezu fertigen Form mit der maschinellen Bearbeitung bis zur endgültigen Toleranz/Oberfläche.
Was es bewirkt: Wechselt Ablagerung und Schneiden ab, um komplexe Geometrien effizient zu erreichen.Anwendungen: Reparatur, konforme Kanäle, topologieoptimierte Teile.Vorteile: Weniger Rüstzeiten, Materialeinsparungen, Geometriefreiheit.Nachteile: Komplexität der Prozessorchestrierung; Wärmemanagement. KI-Assistent: Signale: Schmelzbad/Temperatur, Verformungssensoren, Lasten.Aktionen: Interleave-Timing, Pfadoptimierungen, Auslöser für Inspektionen vor Ort.Typische Ergebnisse: weniger Nacharbeitsdurchgänge, vorhersehbare Genauigkeit, kürzere Vorlaufzeit.
4) Hybrid & Innovationen (2025) 35) Hybrid DED + 5-Achsen Metallabscheidung und 5-Achsen-Bearbeitung auf einer Plattform für Aufbau und Fertigstellung.
Was es bewirkt: Legt nahezu fertige Merkmale ab und bearbeitet sie dann ohne Teileübertragung auf Toleranz/Finish.Anwendungen: Reparatur, Rippen/Zwickel, konforme Kühlung, Multimaterialfunktionen.Vorteile: Weniger Setups, Geometriefreiheit, integrierte Qualitätssicherung.Nachteile: Hitze/Verzerrung; Prozesskoordination und Kalibrierung. KI-Assistent: Signale: Poolkamera/Pyrometrie, Achslasten, In-situ-Messtechnik.Aktionen: DED-Stromversorgung/Scan, Bearbeitungsvorschübe, Interleave-Timing.Typische Ergebnisse: Dimensionsstabilität, weniger Nacharbeit, bessere Oberfläche.
36) HSM — Trochoidales Fräsen Werkzeugwege mit konstantem Eingriff, die die Spandicke gering und die Wärme beherrschbar halten.
Was es bewirkt: Kurvenförmige Pfade begrenzen den radialen Eingriff und ermöglichen höhere Geschwindigkeiten in harten Legierungen.Anwendungen: Taschen/Schlitze aus Ti/Inconel, gehärtetem Stahl.Vorteile: Höherer MRR bei geringerer Werkzeugbelastung; bessere Werkzeuglebensdauer.Nachteile: CAM-Komplexität; erfordert genaue Maschinendynamik. KI-Assistent: Signale: Schwingungsdiagramm, Spindel-/Achslasten, Bahnkrümmung.Aktionen: adaptiver Vorschub/Überstieg; CAM-Hinweisschleife.Typische Ergebnisse: schnellere Zyklen, weniger Werkzeugausfälle, gleichmäßiges Finish.
37) KI-gestützte Bearbeitung Prädiktive Modelle unterstützen Entscheidungen zu Vorschüben/Geschwindigkeiten, Werkzeugverschleiß und Anomalieerkennung.
Was es bewirkt: Kombiniert Sensordaten, um Probleme vorherzusagen und Korrekturmaßnahmen zu empfehlen.Anwendungen: Jeder CNC-Prozess; bester ROI bei schwer zu bearbeitenden Legierungen und langen Zyklen.Vorteile: Weniger Überraschungen, bessere Konsistenz, Lernen über verschiedene Jobs hinweg.Nachteile: Datenbereitschaft, Integration mit Legacy-Steuerelementen, Modelldrift. KI-Assistent: Signale: Vibration, Belastungen, Temperatur, Endbearbeitungsmetriken.Aktionen: Überschreibungen, Warnungen, CAM-Feedback.Typische Ergebnisse: weniger Ausschuss, höhere Betriebszeit, stabile Ra.
38) Digitale Zwillingsbearbeitung Virtuelles Echtzeitmodell einer Maschine/eines Prozesses für Planung, Überwachung und Schulung.
Was es bewirkt: Simuliert und validiert Werkzeugwege, erkennt Kollisionen und schätzt Kräfte/Durchbiegungen.Anwendungen: Hochwertige Teile, Erstserien, 5-Achsen, Hybridlinien.Vorteile: Höhere First-Time-Right-Ratio, schnellere Inbetriebnahme, sicherere Änderungen.Nachteile: Daten-/Rechenbedarf; Modellwartung. KI-Assistent: Signale: Encoderdaten, Lasten, Messtechnik-Feedback.Aktionen: Parameteridentifikation, Override-Hinweis.Typische Ergebnisse: genauere Vorhersage, weniger Abstürze, schnellere Freigabe.
39) Intelligente / Fortschrittliche Materialien (Erwähnung) HEAs, MMCs, FGMs und selbsterfassende Schichten bringen neue Herausforderungen hinsichtlich der Bearbeitbarkeit mit sich.
Was es bewirkt: Erweitert den Leistungsbereich mit ultraharten oder abgestuften Eigenschaften.Anwendungen: Luft- und Raumfahrt, Energie, Medizin, Elektrofahrzeuge.Vorteile: Kraft-/Gewichtszunahme, Multifunktionalität.Nachteile: Unvorhersehbarer Werkzeugverschleiß; Bedarf an adaptiven Strategien. KI-Assistent:
Materialbewusste Modelle wählen Schnittbedingungen und Kühlstrategien pro Legierung/Sorte in Echtzeit aus.
Siehe auch: vollständige Anleitung in Fortschrittliche Werkstoffe 2026 . 40) Mikrofertigung & Medizin/Luftfahrt Werkzeuge unter 100 µm und spezielle Strategien für gratfreie Mikromerkmale.
Was es bewirkt: Erzeugt winzige Kanäle/Löcher mit Mikrofräsen, EDM und Laser.Anwendungen: Stents, Mikrofluidik, Sensoren.Vorteile: Hohe Präzision im kleinen Maßstab.Nachteile: Werkzeugzerbrechlichkeit, messtechnische Anforderungen, thermische Effekte. KI-Assistent: Signale: Hochgeschwindigkeitssehen, Nanovibration, Belastung.Aktionen: Mikro-Feed/Step-Over-, Pause/Dwell-Strategien.Typische Ergebnisse: weniger Grate, höhere Ausbeute, wiederholbare Abmessungen.
