2020 Trends und Entwicklungen in der CNC-Bearbeitung

Für viele Branchen, auch für die CNC-Bearbeitung, war das Jahr 2020 ein Jahr voller Höhen und Tiefen. Angesichts der zahlreichen Entwicklungen, die in der Branche im vergangenen Jahr stattgefunden haben, kann man jedoch mit Sicherheit sagen, dass es in der Welt der CNC-Bearbeitung viel mehr Höhen als Tiefen gab. In diesem Artikel gehen wir die Top 5 Trends und Entwicklungen durch, die die CNC-Bearbeitung im Jahr 2020 geprägt haben.

1. Bessere Bearbeitungswerkzeuge

Bearbeitungswerkzeuge sind eine der wichtigsten Komponenten im gesamten CNC-Bearbeitungsprozess. Ein Großteil der Geschwindigkeit, Kosten und Qualität eines Bearbeitungsprojekts hängt von den verwendeten Werkzeugen ab. Überlegene Werkzeuge können schneller und mit besserer Qualität schneiden, was sowohl die Bearbeitungszeit als auch die Kosten erheblich reduziert. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Entwicklung besserer Bearbeitungswerkzeuge ein wichtiger Trend des Jahres 2020 war, wobei polykristalline Diamant– und Vollhartmetallwerkzeuge die Spitzenplätze einnahmen. Diese Werkzeuge haben sich als sehr langlebig, effizienter und effektiver beim Schneiden, vielseitig und schnell erwiesen. Außerdem vibrieren sie weniger, sind verschleißfester, haben eine höhere Standzeit, sind wartungsfreundlicher und erzeugen weniger Lärm im Betrieb. Besonders vorteilhaft für die CNC-Bearbeitung ist die Fähigkeit dieser Werkzeuge, enge Toleranzen herzustellen und Teile mit sehr hoher Präzision zu fertigen.

Polykristalline Diamantschneidwerkzeuge (Quelle: Onsrud)

2. Mehr Achsen, schnellere Bearbeitung

Bei der Entwicklung der CNC-Bearbeitung als Fertigungsverfahren ist man stets bemüht, die Funktionalität und Geschwindigkeit der Maschinen zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten zu senken. Einen großen Schritt in diese Richtung machte die Maschinenindustrie im Jahr 2020 mit der Anwendung der 6-Achsen-Bearbeitung. Es war bereits eine Tatsache, dass mehr Achsen zu mehr Funktionalität und weniger Zykluszeit führen und so gab es die 6-Achsen-Bearbeitung zwar schon lange in verschiedenen Formen, aber sie war nicht üblich. Das hat sich im Jahr 2020 geändert.

Die 5-Achsen-Bearbeitung arbeitet mit Bewegungen in der X-, Y- und Z-Achse, während sie gleichzeitig in der A- und B-Achse rotiert. Während diese Technologie bereits fantastisch ist, geht die 6-Achsen-Bearbeitung noch einen Schritt weiter, indem sie die Rotation der C-Achse hinzufügt. Dies kann die Zyklusgeschwindigkeit um bis zu 75 % erhöhen. Die 6-Achsen-Bearbeitung mag beim Fräsen eines einfachen Teils keinen zusätzlichen Nutzen bringen. Wenn Sie jedoch ein hochkomplexes Teil fräsen, wird die 6-Achsen-Bearbeitung in ihrer ganzen Pracht sichtbar.

3. Verbesserte Software

Bei all den Entwicklungen in der CNC-Bearbeitungshardware musste es auch entsprechende Softwareentwicklungen geben. CAD- und CAM-Software sind die Software-Aspekte der CNC-Bearbeitung. Diese waren schon immer integraler Bestandteil und unverzichtbar in der CNC-Fertigung. Die Weiterentwicklungen im CAM-Bereich haben es ermöglicht, den gesamten Bearbeitungsprozess in einem virtuellen Aufbau zu simulieren. Mit CAM werden die präzisen Maschinenoperationen, die für die Herstellung eines CAD-Modells erforderlich sind, genau gezeichnet, was ein hohes Maß an Anpassung und Leistungsbeobachtung ermöglicht. Die optimale Aufspannung (Geschwindigkeit und Vorschub), die Reihenfolge und der Werkzeugweg für die Herstellung eines bestimmten Teils werden in exakten Details simuliert. Diese Funktionen eliminieren Fehler, da immer die optimalen Einstellungen vorhanden sind. Sie beseitigen auch das Kollisionsrisiko, da fortschrittliche Kollisionserkennungssysteme in die CAM-Software integriert wurden. Im Allgemeinen verbessern all diese Funktionen die Funktionalität erheblich, reduzieren den Verschnitt und erhöhen die Fertigungsgeschwindigkeit.

4. Hohe Nachfrage nach Fertigung auf Abruf

Manufacturing on Demand, auch bekannt als Manufacturing as a Service (MaaS), gibt es schon seit einiger Zeit. Seine immensen Vorteile, aber auch die damit verbundenen Einschränkungen des traditionellen Modells von Kunde zu Maschinenwerkstatt, wurden jedoch im Jahr 2020 sehr deutlich.

Durch die Pandemie mussten sehr viele Bearbeitungswerkstätten schließen und viele Menschen und Unternehmen, die Fertigungsbedarf hatten, sich aber nur auf nahegelegene Bearbeitungswerkstätten verließen, waren auf sich allein gestellt. Mit MaaS-Unternehmen wie Xometry Europe hingegen waren die Bearbeitungskapazitäten immer verfügbar. Mit einem Netzwerk von über 2.000 Herstellern, die über verschiedene Länder verteilt sind, kamen die Fertigungsaktivitäten nicht ins Stocken. Die Hersteller im Netzwerk genossen auch die Vorteile der On-Demand-Fertigung, da sie dank des kontinuierlichen Stroms von Aufträgen durch Xometry weniger wahrscheinlich wegen Arbeitsmangels untergehen mussten.

Das MaaS-Modell von Xometry Europe ermöglichte außerdem, dass dringend benötigte medizinische Notfallfertigungen das ganze Jahr über ohne Verzögerung durchgeführt werden konnten.

5. Intuitive Maschinen, die den Bediener schulen

Der Mangel an hochqualifizierten CNC-Bearbeitern war schon immer ein Problem in der CNC-Fertigungsindustrie. Die Pandemie hat das Problem jedoch erheblich verschärft, da viele Bearbeitungsunternehmen Bediener entlassen haben, um die durch die Pandemie verursachten Verluste aufzufangen.

Um das Problem des Fachkräftemangels zu lösen, haben sich CNC-Maschinenhersteller wie Haas Automation darauf konzentriert, intuitive Maschinen zu entwickeln, die in der Lage sind, den Bediener zu unterrichten. Die Hersteller haben Schritte unternommen, wie z. B. die Vergrößerung des Bildschirms der Steuerungen, die Einbeziehung von visuellen Hilfen und Anweisungen in Echtzeit während der Bearbeitung, die Integration von Feedback- und Fehlerbehebungssystemen, alles in dem Bestreben, eine Maschine zu schaffen, die einem relativ ungelernten Bediener in kürzester Zeit die Bedienung der Maschine beibringen kann, anstatt einen erfahrenen Bediener zu benötigen.

Haas-Bearbeitungszentren verfügen über Steuerungen, die instruktive Bilder und Videos enthalten können, um Fehler zu minimieren, Bediener zu schulen und Ausfallzeiten zu reduzieren. (Quelle: Haascnc.com)

Fazit

Jedes Jahr seit ihrer Erfindung war die CNC-Bearbeitung verschiedenen Trends und Entwicklungen unterworfen, die die Technologie und die gesamte Branche als Ganzes vorangebracht haben. 2020 war, trotz allen Umständen, keine Ausnahme. Das Jahr 2021 sieht für die Branche bereits rosig aus, da viele der Technologien, die sich 2020 noch in der Entwicklung befanden, voll zur Anwendung kommen werden.

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