Sie kennen das Problem: Die Zeichnung zeigt wieder mal ein Bauteil mit tiefen Taschen, dünnen Wänden und engen Radien. Ihr erfahrener Programmierer seufzt, denn er weiß genau, was das bedeutet. Vorsichtige Schnittparameter, endlose Bearbeitungszeiten und trotzdem die ständige Angst vor Werkzeugbruch oder Rattermarken. Dabei steht Ihre bewährte 3-Achs-Maschine eigentlich bereit, viel mehr zu leisten.
Die gute Nachricht: Mit modernen Programmierstrategien wie dem adaptiven und trochoidalen Fräsen können Sie die Bearbeitungszeit komplexer Konturen um bis zu 75% reduzieren und gleichzeitig die Werkzeugstandzeit vervielfachen. Und das Beste daran? Sie brauchen dafür keine neue 5-Achs-Maschine, sondern nutzen das versteckte Potenzial Ihrer vorhandenen Anlagen.
Schauen wir uns die Realität in vielen Fertigungsbetrieben an. Bei der konventionellen Programmierung folgt der Fräser brav der Kontur mit einem festen seitlichen Versatz. Funktioniert wunderbar – solange die Bahn gerade ist. Aber was passiert in den Ecken?
Der Umschlingungswinkel des Werkzeugs springt schlagartig von 90 auf 180 Grad. Die Schnittkräfte verdoppeln sich in Sekundenbruchteilen. Die Maschine vibriert, das Werkzeug ächzt unter der Last, und im schlimmsten Fall hören Sie dieses unverkennbare Knacken, das jeden Zerspaner zusammenzucken lässt.
Die Konsequenz? Ihr Programmierer muss vorsichtigere Schnittparameter wählen, die der ungünstigsten Situation gerecht werden. Das bedeutet: Auf 90 % der Strecke arbeitet Ihre Maschine weit unter ihren Möglichkeiten. Eine Verschwendung, die sich direkt in Ihrer Kostenkalkulation niederschlägt.
Die Lösung liegt in einem fundamentalen Umdenken. Statt die Werkzeugbelastung schwanken zu lassen, halten moderne CAM-Strategien sie konstant niedrig. Zwei Ansätze haben sich dabei als besonders effektiv erwiesen:
Trochoidales Fräsen (Wirbelfräsen): Stellen Sie sich vor, Ihr Werkzeug tanzt förmlich durch das Material. Trochoidales Fräsen – oft auch Wirbelfräsen genannt – bedeutet, dass das Werkzeug nicht stur einer Linie folgt, sondern sich auf einer spiralförmigen Bahn bewegt. Die radiale Zustellung beträgt dabei nur 5–20 % des Werkzeugdurchmessers, dafür nutzen Sie die volle Schneidenlänge. Das Ergebnis: konstant niedrige Schnittkräfte bei extrem hohen Vorschüben.
Adaptives Schruppen: Hier übernimmt die Software das Denken. Sie analysiert die Bauteilgeometrie und passt den Werkzeugweg so an, dass das Zeitspanvolumen – also die Menge des zerspanten Materials pro Minute – konstant bleibt. Kritische Bereiche werden elegant umfahren, ohne dass Sie als Programmierer jeden Einzelfall vorausdenken müssen.
Lassen Sie uns konkret werden. Ein typisches Beispiel aus der Teilefertigung: Ein Aluminiumgehäuse mit tiefen Taschen für Elektronikplatinen und dünnen Außenwänden zur Gewichtsreduzierung.
Mit konventioneller Programmierung kämpfen Sie mit vibrierenden Wänden, die zu Rattermarken und Maßabweichungen führen. Die Späne sammeln sich in den tiefen Taschen und werden mehrfach zerspant – ein Alptraum für jede Oberfläche. Die Bearbeitungszeit? 45 Minuten, wenn alles gut läuft.
Mit adaptivem Fräsen sieht die Welt anders aus. Durch die konstant niedrige radiale Belastung bleiben die dünnen Wände stabil. Die hohen Schnittgeschwindigkeiten in Kombination mit gezielter Druckluft oder Kühlmittelzufuhr transportieren die Späne zuverlässig ab. Die neue Bearbeitungszeit? 18 Minuten. Das sind 60% Zeitersparnis bei besserer Qualität.
Im Sondermaschinenbau zeigt sich der Vorteil noch deutlicher. Eine große Grundplatte aus Baustahl mit langen Führungsnuten – klassischerweise eine mehrstündige Angelegenheit mit enormem Werkzeugverschleiß. Mit trochoidaler Bearbeitungsstrategie reduzieren Sie die thermische Belastung drastisch. Der Verschleiß verteilt sich über die gesamte Schneidenlänge, die Standzeit vervielfacht sich. Aus zwei Stunden werden 36 Minuten.
Jetzt wird es interessant für Ihre Kalkulation. Nehmen wir eine realistische Investition an: 5.000 Euro für ein modernes CAM-Modul plus 2.000 Euro für die Schulung eines Programmierers. Macht 7.000 Euro Gesamtinvestition.
Bei unserem Aluminiumgehäuse sehen die Zahlen so aus:
Der Break-Even? Nach nur 169 Teilen. Für einen Lohnfertiger mit regelmäßigen Aufträgen eine Frage von wenigen Wochen.
Bei der Stahlgrundplatte wird es noch eindrucksvoller:
Das ist keine Zukunftsmusik, sondern bewährte Praxis mit nachweisbaren Ergebnissen.
Hier kommt der Punkt, den viele übersehen: Die beste Software nützt nichts, wenn die Hardware nicht mitspielt. Moderne Programmierstrategien sind wie ein Hochleistungsmotor – sie brauchen ein stabiles Fahrwerk und eine intelligente Steuerung.
Die Steifigkeit macht den Unterschied: Wenn Sie das Zeitspanvolumen maximieren, steigen zwangsläufig die Prozesskräfte. Eine Maschine, die dabei zu vibrieren beginnt, macht alle theoretischen Vorteile zunichte. Die massiven Maschinenbetten und die hohe Steifigkeit von POS-Bearbeitungszentren sind hier der entscheidende Vorteil. Bis zu 35% mehr Masse und eine deutlich steifere Konstruktion bedeuten: Die hohen Vorschübe funktionieren nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis.
Die Steuerung als Flaschenhals vermeiden: Moderne Werkzeugwege bestehen aus tausenden kurzen Bewegungssätzen. Eine Standard-Steuerung kommt da schnell an ihre Grenzen – die Maschine beginnt zu “stottern”. High-End-Steuerungen wie die bei POS serienmäßig verbaute Heidenhain TNC 7 verarbeiten diese Datenflut in Echtzeit. Die programmierte Geschwindigkeit wird tatsächlich gefahren, nicht nur angestrebt.
Spindelleistung nicht unterschätzen: Eine oft unterschätzte Komponente für den Erfolg moderner Frässtrategien ist die Leistung und der Drehmomentverlauf der Maschinenspindel. Um die hohen Vorschubgeschwindigkeiten und axialen Schnitttiefen beim adaptiven oder trochoidalen Fräsen prozesssicher umzusetzen, muss die Maschine über eine ausreichend dimensionierte Spindel mit stabilem Drehmomentverlauf verfügen. Nur dann können Sie das volle Potenzial der modernen Programmierstrategien auch praktisch nutzen.
Spänemanagement ist kein Luxus: Bei hohen Zerspanungsraten entstehen Berge von Spänen. Ohne vernünftigen Späneförderer wird Ihre hochproduktive Strategie schnell zum Stillstand gebracht. Die Vollausstattung mit Späneförderer und leistungsfähiger Kühlung, wie sie z. B. bei der POSmill CE 1000 Standard ist, sichert den unterbrechungsfreien Betrieb.
Der Weg zur effizienten Programmierung komplexer Konturen ist kein Hexenwerk, erfordert aber systematisches Vorgehen:
Schritt 1: Analysieren Sie Ihren Status quo
Identifizieren Sie Ihre drei zeitintensivsten Bauteile beim Fräsen komplexer Konturen. Dokumentieren Sie aktuelle Bearbeitungszeiten, Werkzeugkosten und Qualitätsprobleme. Diese Baseline brauchen Sie für den späteren Vergleich.
Schritt 2: Testen Sie risikofrei
Fordern Sie eine Testlizenz eines modernen CAM-Systems an. Lassen Sie eines Ihrer Problemteile vom Anbieter neu programmieren. Vergleichen Sie die simulierten Zeiten mit Ihrer aktuellen Realität. Die technischen Grundlagen und Formeln finden Sie übrigens hervorragend erklärt bei Sandvik Coromant.
Schritt 3: Starten Sie konservativ
Ihr erster Praxistest sollte nicht gleich das komplexeste Teil sein. Beginnen Sie mit 70% der vom CAM-System vorgeschlagenen Parameter. Dokumentieren Sie die Ergebnisse genau. So bauen Sie Vertrauen bei Ihren Bedienern auf – und bei sich selbst.
Schritt 4: Nutzen Sie die Werkzeugauswahl clever
Moderne Strategien erfordern moderne Werkzeuge. Vollhartmetall-Schaftfräser mit hoher Zähnezahl und spezieller Beschichtung sind ideal. Sie sind für hohe axiale und geringe radiale Schnitttiefen optimiert.
Schritt 5: Schaffen Sie die richtigen Rahmenbedingungen
Stabile Aufspannung, kurze Werkzeugauskragung, optimale Kühlung – diese Basics werden bei hohen Zerspanungsraten noch wichtiger. Investieren Sie hier Zeit in die Vorbereitung, sie zahlt sich mehrfach aus.
Die effiziente Programmierung komplexer Konturen ist kein Luxus für Großbetriebe, sondern eine wirtschaftliche Notwendigkeit für jeden, der wettbewerbsfähig bleiben will. Die Technologie ist ausgereift, die Investition überschaubar und der Return on Investment beeindruckend schnell.
Der Schlüssel zum Erfolg liegt im optimalen Zusammenspiel von moderner CAM-Software und leistungsfähiger Hardware. Genau diese Kombination macht POS zum idealen Partner für mittelständische Fertigungsbetriebe. Mit der richtigen Maschinenbasis holen Sie das Maximum aus jeder Programmierstrategie heraus.
Fangen Sie klein an, sammeln Sie Erfahrungen und steigern Sie sich systematisch. Ihre Wettbewerber tun es bereits. Die Frage ist nicht, ob Sie umsteigen sollten, sondern nur noch wann. Je früher Sie starten, desto schneller profitieren Sie von kürzeren Durchlaufzeiten, niedrigeren Kosten und zufriedeneren Kunden.
Sie wollen noch tiefer in die Optimierung Ihrer 3-Achs-Bearbeitung einsteigen? Dann empfehle ich Ihnen unseren Artikel über weitere Strategien zur Präzisionsmaximierung auf 3-Achs-Maschinen.
Viel Erfolg und heiße Späne!
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Mein Name ist Michael Helle, begeisterter Maschinenbauer und Inhaber von POS. In unserem Blog gibt es wertvolle Tipps für mittelständische CNC Anwender. Von Lohnfertigung bis Sondermaschinenbau: Für jeden ist etwas dabei – egal, ob Sie auf einer POS oder einem anderen CNC Bearbeitungszentrum arbeiten.
Wir sind POS. CNC Fräsmaschinen Hersteller und Produzent leistungsfähiger Bearbeitungszentren engineered in Germany.
Vollausstattung ist unsere Grundausstattung: Wir haben fast alle denkbaren Optionen bereits in der Standardausstattung unserer CNC Bearbeitungszentren.
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