5-Achs-Bearbeitung in der Praxis: Welche Bauteile lohnen sich für Lohnfertiger und Sondermaschinenbauer?

Sie stehen vor der Entscheidung, in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum zu investieren? Dann kennen Sie sicher die typischen Fragen: Welche Aufträge rechtfertigen die Mehrinvestition? Für welche Bauteile zahlt sich die Technologie wirklich aus? Und wie schnell amortisiert sich die Anschaffung in der Praxis?

Der entscheidende Vorteil: Für Lohnfertiger und Sondermaschinenbauer gibt es konkrete Anwendungsfälle, bei denen sich die 5-Achs-Technologie nachweislich rechnet. Der Schlüssel liegt nicht nur in der Fähigkeit, komplexere Geometrien zu fertigen. Der wahre Gewinn entsteht durch die drastische Reduzierung von Rüstzeiten, die Eliminierung von Umspannfehlern und die Möglichkeit zur Komplettbearbeitung in einer Aufspannung.

Inhalt

Typische Gewinnbringer in der Lohnfertigung

Komplexe Gehäuse und Hydraulikblöcke – das tägliche Brot wird profitabler

Hydraulik- und Pneumatikblöcke gehören zu den häufigsten Aufträgen in der Lohnfertigung. Diese Bauteile aus Aluminium oder Stahl weisen typischerweise Bohrungen, Gewinde und Passungen auf mehreren Seiten auf. Mit einer konventionellen 3-Achs-Maschine bedeutet das: bis zu sechs einzelne Aufspannungen.

Jede Umspannung kostet nicht nur Zeit – im Schnitt 45 Minuten pro Vorgang. Sie birgt auch das Risiko von Positionierungsfehlern. Bei einer Ausschussquote von 3% durch Umspannfehler summieren sich die Kosten schnell.

Mit 5-Achs-Bearbeitung fertigen Sie dasselbe Gehäuse in maximal zwei Aufspannungen. Das Ergebnis? Die Rüstzeit sinkt von 3 Stunden auf 45 Minuten. Die Bearbeitungszeit reduziert sich durch optimierte Werkzeugwege um bis zu 30%. Und die Ausschussquote durch Umspannfehler? Die wird nahezu vollständig eliminiert (< 0,5 %).

Ein konkretes Rechenbeispiel: Bei 100 Gehäusen pro Jahr sparen Sie allein durch die Prozessoptimierung über 17.000 Euro. Zusätzlich werden 375 Maschinenstunden frei – Kapazität für neue, profitable Aufträge.

Impeller und Turbinenschaufeln – die Königsdisziplin wird beherrschbar

Verdichterräder für Turbolader, Impeller für Pumpen oder Turbinenschaufeln – diese Bauteile galten lange als Domäne von Spezialisten. Die verwundenen Schaufelgeometrien mit ihren Freiformflächen erfordern echte 5-Achs-Simultanbearbeitung.

Maßgeschneiderte CNC-Lösungen für die moderne Teilefertigung ermöglichen es heute auch kleineren Lohnfertigern, in diesen lukrativen Markt einzusteigen. Die Werkzeuge bleiben durch die optimale Anstellung kurz und steif. Das reduziert Vibrationen und ermöglicht Oberflächengüten, die früher nur durch aufwendiges manuelles Polieren erreichbar waren.

Die Materialien – oft Titan, Inconel oder hochfeste Aluminiumlegierungen – sind teuer. Jeder vermiedene Ausschuss zahlt direkt auf die Profitabilität ein. Mit moderner 5-Achs-Technologie erreichen Sie Genauigkeiten, die Ihre Kunden begeistern werden.

Medizintechnik-Komponenten – Präzision trifft Prozesssicherheit

Die Medizintechnik stellt höchste Anforderungen. Kundenspezifische Implantate, Knochenplatten oder chirurgische Instrumente müssen nicht nur extrem präzise gefertigt werden. Sie erfordern auch perfekte, gratfreie Oberflächen und lückenlose Prozessdokumentation.

Biokompatible Materialien wie Titanlegierungen oder hochlegierte Edelstähle sind schwer zerspanbar und teuer. Hier zeigt die 5-Achs-Bearbeitung ihre Stärken: Die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung garantiert höchste Genauigkeit von Merkmal zu Merkmal. Passungen von ±3 µm sind realisierbar und in Einzelfällen – mit hochpräzisen Maschinen und optimalen Bedingungen – sind sogar engere Toleranzen erreichbar.

Die optimale Werkzeuganstellung sorgt für gratfreie Kanten und Oberflächenrauheiten bis Rz 1. Das ist entscheidend für die Biokompatibilität und reduziert teure Nacharbeit.

Profitable Gewinnbringer der 5-Achs-Lohnfertigung: Die drei lukrativsten Bauteilegruppen für CNC-Lohnfertiger sind Hydraulikblöcke mit 75% Rüstzeitreduktion
Profitable Gewinnbringer der 5-Achs-Lohnfertigung: Die drei lukrativsten Bauteilegruppen für CNC-Lohnfertiger sind Hydraulikblöcke mit 75% Rüstzeitreduktion, hochkomplexe Impeller aus Titan sowie präzise Medizintechnik-Komponenten mit Toleranzen bis ±3µm - bei 100 Gehäusen jährlich ergibt sich ein Mehrwert von über 36.000 Euro durch optimierte 5-Achs-Bearbeitung.

Spezialanwendungen im Sondermaschinenbau

Prototypen und Funktionsmuster – von der Idee zum Teil in Rekordzeit

Im Sondermaschinenbau zählt Geschwindigkeit. Bevor eine Maschine in die Fertigung geht, müssen Prototypen getestet und validiert werden. Traditionell bedeutet das: Für jede Designiteration neue Spannvorrichtungen konstruieren und bauen.

Mit einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum wird die Maschine zur universellen Vorrichtung. Das Bauteil wird einfach im Standardschraubstock gespannt und von allen Seiten bearbeitet. Der Weg vom CAD-Modell zum physischen Teil verkürzt sich von Wochen auf Stunden.

Ein Praxisbeispiel: Ein komplexer Prototyp aus Werkzeugstahl würde traditionell 30 Stunden Projektzeit benötigen – inklusive 12 Stunden Vorrichtungsbau. Mit 5-Achs-Technologie reduziert sich die Zeit auf 10,5 Stunden. Das sind fast drei Arbeitstage Vorsprung im Entwicklungsprozess.

Komplexe Maschinenkomponenten – funktionsoptimiert statt fertigungsoptimiert

Moderne Sondermaschinen enthalten hochintegrierte Komponenten: spezielle Greifersysteme, Kurvenscheiben, komplexe Aktuatorgehäuse. Die 5-Achs-Fähigkeit befreit Konstrukteure von den Zwängen der Fertigungsoptimierung.

Sie können Bauteile entwerfen, die primär auf Funktion und Performance ausgelegt sind. Organische Formen, Hinterschnitte, komplexe innere Strukturen – alles ist effizient fertigbar. Das Ergebnis sind leistungsfähigere, kompaktere und innovativere Maschinen.

Der Praxisbericht “Wie Lohnfertiger Kahl mit 5-Achs-Technologie erfolgreich ist” zeigt eindrucksvoll, wie mittelständische Betriebe von dieser Flexibilität profitieren.

Werkzeug- und Formenbau – perfekte Oberflächen ohne Handarbeit

Auch wenn nur 10% unserer Zielgruppe aus dem Werkzeug- und Formenbau kommen: Hier ist 5-Achs heute Standard. Spritzgussformen mit tiefen, schmalen Kavitäten oder Druckgussformen mit komplexen Freiformflächen – ohne simultane 5-Achs-Bearbeitung undenkbar.

Der entscheidende Vorteil: Mit kurzen, stabilen Werkzeugen arbeiten Sie vibrationsfrei. Das verhindert Rattermarken und erzeugt Oberflächengüten, die den manuellen Polieraufwand – einen der größten Kostenfaktoren im Formenbau – drastisch reduzieren.

hochkomplexe Impeller aus Titan sowie präzise Medizintechnik-Komponenten mit Toleranzen bis ±3µm - bei 100 Gehäusen jährlich ergibt sich ein Mehrwert von über 36.000 Euro durch optimierte 5-Achs-Bearbeitung.
Revolutionäre Anwendungen im CNC-Sondermaschinenbau: Mit moderner 5-Achs-Technologie verkürzen Sondermaschinenbauer die Prototypenfertigung von 30 auf 10,5 Stunden, ermöglichen funktionsoptimierte Maschinenkomponenten mit organischen Formen und reduzieren im Werkzeugbau den manuellen Polieraufwand um 80% durch vibrationsfreie Bearbeitung mit kurzen, stabilen Werkzeugen.

Die Wirtschaftlichkeit im Fokus: So rechnet sich die Investition

Harte Fakten statt vager Versprechen

Klar formuliert: Eine 5-Achs-Maschine kostet mehr als eine 3-Achs-Maschine. Die Mehrinvestition liegt typischerweise bei 100.000 Euro. Die entscheidende Frage ist: Wann haben Sie das wieder drin?

Nehmen wir unser Beispiel der Aluminiumgehäuse. Bei 100 Stück pro Jahr sparen Sie:

  • Direkte Fertigungskosten: 17.360 Euro
  • Zusätzliches Umsatzpotenzial durch freie Kapazität: 18.750 Euro
  • Gesamter jährlicher Mehrwert: 36.110 Euro

Die Amortisationszeit? Unter drei Jahren. Und das ist konservativ gerechnet, ohne die höherwertigen Aufträge, die Sie mit 5-Achs-Technologie überhaupt erst annehmen können.

Versteckte Kostentreiber vermeiden

Erfahren Sie mehr über die POS-Philosophie und unsere Vollausstattung – denn die wahren Kosten entstehen oft nach der Anschaffung. CAM-Software, Postprozessoren, Schulungen, Messtechnik – bei vielen Anbietern kommen diese “Extras” on top.

Eine durchdachte Investition berücksichtigt:

  • Leistungsfähige Steuerung (Heidenhain oder Siemens) inklusive
  • Integrierte Messtechnik für schnelles Einrichten
  • Vorbereitung für Automation
  • Umfassende Schulung und Support

Der Faktor Prozesssicherheit

Ausschuss bei einem 5.000-Euro-Bauteil? Das tut weh. Die höhere Prozesssicherheit der 5-Achs-Bearbeitung ist bares Geld wert. Keine kumulierten Umspannfehler, konstante Schnittbedingungen, bessere Späneabfuhr – all das reduziert das Fertigungsrisiko erheblich.

Dass Toleranzen von ±3 µm keine Utopie, sondern machbare Realität sind,, zeigen Referenzbeispiele für hochpräzise 5-Achs-Bauteile in der Lohnfertigung.

Revolutionäre Anwendungen im CNC-Sondermaschinenbau: Mit moderner 5-Achs-Technologie verkürzen Sondermaschinenbauer die Prototypenfertigung von 30 auf 10
Wirtschaftlichkeit der 5-Achs-Investition im Fokus: Die Mehrinvestition von 100.000 Euro für ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum amortisiert sich bei typischer Auslastung mit Aluminiumgehäusen in unter drei Jahren durch Fertigungskosteneinsparungen von 17.360 Euro plus 18.750 Euro Zusatzumsatz durch freie Kapazität - versteckte Kosten vermeiden durch Vollausstattungspakete mit CAM-Software und Schulung.

Die richtige Technologie für Ihren Betrieb

3+2 oder echte Simultanbearbeitung?

Nicht jedes Bauteil braucht echte 5-Achs-Simultanbearbeitung. Für viele Anwendungen reicht die 3+2-Positionierung völlig aus. Sie positionieren das Werkstück in einem festen Winkel und bearbeiten dann 3-achsig. Ideal für:

  • Gehäuse mit schrägen Bohrungen
  • Bauteile mit angestellten Flächen
  • 5-Seiten-Bearbeitung ohne Freiformflächen

Die Simultanbearbeitung brauchen Sie für:

  • Impeller und Turbinenschaufeln
  • Organisch geformte Implantate
  • Tiefe Kavitäten im Formenbau

Bei Ihrer Entscheidungsfindung hilt Ihnen vielleicht auch dieser Artikel zu den technischen Grundlagen der 5-Achs-Bearbeitung.

Die passende Kinematik wählen

Schwenkrundtisch, Schwenkkopf oder gemischte Kinematik? Für Lohnfertiger mit hoher Teilevarianz empfiehlt sich meist die Tisch-Tisch-Kinematik. Sie bietet maximale Flexibilität und Dynamik. POSmill H 800 U und H 1000 U mit bewährter Tisch-Tisch-Kinematik sind typische Vertreter dieser Bauweise.

Für sehr große und schwere Einzelteile im Sondermaschinenbau kann eine Kopf-Kopf-Kinematik sinnvoller sein. Der Tisch bleibt statisch und trägt problemlos hohe Lasten.

Steifigkeit als Erfolgsfaktor

Eine steife Maschine ist die Basis für präzise 5-Achs-Bearbeitung. Massive Gusskonstruktion, breite Führungsbahnen, thermische Stabilität – das sind keine Nice-to-haves, sondern Voraussetzungen für:

  • Längere Werkzeugstandzeiten (bis zu 50% mehr)
  • Bessere Oberflächengüten
  • Höhere Schnittgeschwindigkeiten
  • Geringere Ausschussquoten

Die Mehrinvestition in mechanische Qualität zahlt sich durch niedrigere Betriebskosten schnell aus.

5 Stunden
Technologie-Navigator für die optimale 5-Achs-Lösung: Während 3+2-Positionierung für 70% aller Anwendungen wie Gehäuse mit schrägen Bohrungen ausreicht, erfordern Impeller und Freiformflächen echte 5-Achs-Simultanbearbeitung - die Wahl zwischen Tisch-Tisch-Kinematik für Lohnfertiger und Kopf-Kopf-Kinematik für schwere Teile bestimmt den Fertigungserfolg im Sondermaschinenbau.

Häufig gestellte Fragen zur 5-Achs-Bearbeitung in Lohnfertigung und Sondermaschinenbau

Die 3+2-Achs-Bearbeitung positioniert Ihr Werkstück in einem festen Winkel – die eigentliche Zerspanung erfolgt dann wie gewohnt 3-achsig. Perfekt für Bauteile mit schrägen Bohrungen oder angestellten Flächen. Bei der echten 5-Achs-Simultanbearbeitung bewegen sich alle fünf Achsen gleichzeitig. Das brauchen Sie zwingend für Freiformflächen wie Impeller oder Turbinenschaufeln. Für viele Lohnfertiger ist bereits die 3+2-Fähigkeit ein enormer Effizienzgewinn.
Ja, gerade dann! Bei teuren Einzelteilen im Sondermaschinenbau sparen Sie enorme Kosten für Sonder-Spannvorrichtungen. Ein Prototyp, der traditionell 30 Stunden Projektzeit benötigt, ist mit 5-Achs-Technologie in 10 Stunden fertig. Bei Materialpreisen von mehreren hundert Euro pro Kilogramm zählt zudem jedes vermiedene Ausschussteil doppelt.
Planen Sie neben der Maschine auch Investitionen in ein leistungsfähiges CAM-System mit 5-Achs-Postprozessor ein. Dazu kommen Schulungskosten für Ihre Mitarbeiter und die Erstausstattung mit hochwertigen Werkzeugen. Ein präziser 5-Achs-Schraubstock gehört ebenfalls zur Grundausstattung. Achten Sie bei der Maschinenauswahl auf Vollausstattungspakete – das vermeidet böse Überraschungen.
Die Programmierung ist anspruchsvoller als bei 3-Achs, aber moderne Steuerungen nehmen Ihnen viel Arbeit ab. Mit Funktionen wie TCPM bei Heidenhain oder TRAORI bei Siemens kümmert sich die Steuerung um die komplexe Umrechnung der Achsbewegungen. Nach einer fundierten Schulung ist der Einstieg einfacher als oft befürchtet. Viele Betriebe starten mit 3+2-Positionierung und tasten sich dann an die Simultanbearbeitung heran.
Beginnen Sie mit Bauteilen, die Sie heute in mehreren Aufspannungen fertigen. Hydraulikblöcke, mehrseitige Gehäuse oder Bauteile mit schrägen Bohrungen sind ideale Einsteigerprojekte. Sie nutzen sofort die Vorteile der reduzierten Rüstzeiten, ohne gleich in die Komplexität der Simultanbearbeitung einsteigen zu müssen. Mit wachsender Erfahrung können Sie sich dann an anspruchsvollere Geometrien wagen.

Ihr Weg zur profitablen 5-Achs-Fertigung

Die Beispiele zeigen: 5-Achs-Bearbeitung ist keine Spielerei für Großbetriebe, sondern eine profitable Investition für KMU. Egal ob Sie als Lohnfertiger Ihre Kapazitäten besser nutzen oder als Sondermaschinenbauer schneller zum Prototyp kommen wollen – die Technologie bietet konkrete Vorteile.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der richtigen Herangehensweise. Analysieren Sie Ihr aktuelles Teilespektrum. Identifizieren Sie die Bauteile mit den meisten Umspannungen. Kalkulieren Sie die möglichen Einsparungen. Und wählen Sie einen Partner, der nicht nur eine Maschine liefert, sondern Sie auf dem gesamten Weg begleitet.

Entdecken Sie unsere 5-Achs-Bearbeitungszentren für höchste Präzision und Produktivität und machen Sie den ersten Schritt in eine effizientere Zukunft. Ihre Wettbewerber tun es bereits.

Viel Erfolg und heiße Späne!

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