Die CNC-Maschinenwerkstatt: Ein vollständiger Leitfaden

Was ist eine Maschinenwerkstatt?

Eine Maschinenhalle ist ein Ort, an dem subtraktive Fertigung stattfindet. Es ist kein „Laden“ wie ein Geschäft, sondern ein Raum oder Gebäude mit Maschinen, in denen Maschinenarbeiter und anderes technisches Personal Artikel herstellen. Der Laden kann Teil einer großen Fabrik oder ein Raum auf dem Gelände eines kleinen Unternehmens sein.

Bei den „Maschinen“ handelt es sich um Ausrüstungen mit Schneidwerkzeugen. Diese Maschinen können verwendet werden, um zu bohren, zu schneiden, zu formen… alles, was das Entfernen von Material von einem Metall-, Kunststoff- oder anderen Rohmaterial erfordert. Maschinenhallen können auch andere Geräte wie 3D-Drucker enthalten, aber subtraktive Fertigungsanlagen sind das Hauptanliegen.

Maschinenhallen können von Herstellern bestimmter Markenprodukte oder von Drittherstellern (wie AIXI) betrieben werden, die einer Reihe von Kunden aus verschiedenen Branchen einen personalisierten Online-Bearbeitungsservice anbieten. (Sie werden überrascht sein, wie viele Unternehmen irgendwann die Dienste einer Maschinenwerkstatt benötigen!)

Maschinenwerkstätten gibt es seit dem 19. Jahrhundert. Die heutigen Maschinenhallen sind jedoch ganz anders. Erfahren Sie mehr über die CNC-Bearbeitungsmöglichkeiten von AIXI.

Dinge, die Sie in einer Maschinenwerkstatt finden

Maschinenhallen enthalten viele Ausrüstungsgegenstände, wobei die Auswahl und Art der Ausrüstung von der Größe und dem Zweck der Einrichtung abhängen.

Geschäfte enthalten normalerweise einige oder alle der folgenden Maschinen zusätzlich zu anderen:

Fräse. Ein Brecher ist eine Maschine, die rotierende Schneidwerkzeuge verwendet, um Material vom Werkstück zu entfernen. Es gibt viele Arten und Größen von Fräsern, die es der Fräsmaschine ermöglichen, verschiedene Arten von Schnitten auszuführen, vom Gewindeschneiden bis zum Schruppen.

Bearbeitungszentrum. Ein Bearbeitungszentrum ist ein anderer Begriff, der verwendet wird, um eine CNC-Fräsmaschine zu beschreiben, eine Mühle, die durch Computeranweisungen gesteuert wird. Bearbeitungszentren sind multifunktionale Geräte, die komplexe Verfahren bei hohen Produktionsraten ausführen können.

Turm. Eine Drehmaschine ist eine Art Maschine, die ein Werkstück dreht, wenn es mit einem Schneidwerkzeug in Kontakt kommt, und ermöglicht Operationen wie Schleifen, Rändeln und Abrichten. Eine CNC-Drehmaschine, manchmal auch als CNC-Drehzentrum bezeichnet, wird durch Computeranweisungen gesteuert.

Schleifmaschine. Eine Schleifmaschine ist eine Art Elektrowerkzeug, das das Werkstück mit einer Schleifscheibe schleift. Schleifen wird im Allgemeinen als Endbearbeitungsverfahren verwendet, da es eine hohe Oberflächenqualität bietet.

Bohren. Eine Bohrmaschine ist eine Art montierte Bohrmaschine, deren Bewegung durch einen Hebel gesteuert wird. Bohrmaschinen sind leistungsstärker und stabiler als Handbohrmaschinen und können neben dem Bohren von Löchern für eine Vielzahl von Fertigungsaufgaben eingesetzt werden.

Bandsäge. Eine Bandsäge ist eine vielseitige Schneidemaschine für gerade Schnitte. Es dient zum groben Abtragen von Materialabschnitten, bevor mit dem Schnitt fortgefahren wird.

EDM-Ausrüstung. Electric Discharge Machining (EDM) ist ein Verfahren, bei dem Funken anstelle eines physischen Schneidwerkzeugs verwendet werden, um in das Werkstück einzudringen. Alternative Versionen der Technologie verwenden einen Draht für die Elektrode des Werkzeugs.

Werkzeuge zur Oberflächenbearbeitung. Die meisten Teile erfordern ein gewisses Oberflächenfinish und eine Vielzahl von Geräten wird verwendet, um sie zu polieren, zu polieren, zu schleifen und zu färben.

Koordinatenmessgerät. Eine Koordinatenmessmaschine (CMM) ist ein Gerät zum Messen der Geometrie von Teilen, um sicherzustellen, dass das bearbeitete Teil den ursprünglichen Maßspezifikationen entspricht. Ein KMG sorgt für Präzision und Qualität.

Die Maschinen führen unterschiedliche Fertigungsvorgänge aus und können entweder manuell (von einem Maschinisten gesteuert) oder mit computergestützter numerischer Steuerung (CNC) ausgestattet sein.

Neben Maschinen kann eine Maschinenhalle auch Vorräte an Rohstoffen enthalten, die zu Teilen bearbeitet werden können. Je nach Herstellermaßstab können die Materialien jedoch auch woanders gelagert werden, beispielsweise in einem Lager.

Maschinisten können ihre Maschinenhalle auch nutzen, um Teile digital zu konstruieren, was bedeutet, dass der Bereich Computer mit installierter CAD-Software enthalten kann. Computer können auch verwendet werden, um CNC-Bearbeitungsgeräte zu bedienen.

CNC-Maschinenbau: Wie die Digitalisierung den Maschinenbau veränderte

Die numerische Computersteuerung wurde in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts alltäglich und veränderte die Werkstätten für immer.

Vor dem Aufkommen des CNC-Maschinenbaus wurden alle Bearbeitungsgeräte entweder manuell oder maschinell bedient, was bedeutete, dass die Genauigkeit der bearbeiteten Teile weitgehend vom Können des Maschinenbedieners abhing.

CNC-Maschinen hingegen werden in ihren Bewegungen vollständig von Computeranweisungen gesteuert.

Die digitalen 3D-Designs werden in G-Code umgewandelt, der der CNC-Maschine sagt, was zu tun ist, um die 3D-Form zu erstellen. Jede Bewegung des Schneidwerkzeugs wird vom Programm millimetergenau gesteuert, sodass die Maschine fehlerfrei perfekte Duplikate mit engen Toleranzen herstellen kann.

CNC-Maschinen sind auch in der Lage, in kurzer Zeit sehr komplexe Schneidoperationen durchzuführen. Einige Maschinen, wie zum Beispiel 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen, verfügen über Spindeln oder Schwenktische, die es dem Schneidwerkzeug ermöglichen, den Materialblock ohne Unterbrechung in jedem Winkel zu schneiden.

Diese 5-Achsen-Maschinen können Teile sehr schnell bearbeiten, was für Werkstätten nützlich ist, die große Mengen von Teilen für ernsthafte Projekte produzieren.

Eine CNC-Werkstatt kann viel mehr als eine altmodische Maschinenwerkstatt. Darüber hinaus sind Maschinenbauer, die in CNC-Maschinenwerkstätten arbeiten, im Allgemeinen in der digitalen Konstruktion versiert und daher in der Lage, digitale Konstruktionen für die CNC-Bearbeitung anzupassen.

Fast alle CNC-Maschinisten haben Erfahrung in der manuellen Bearbeitung, da diese Fähigkeit ihnen hilft, den CNC-Bearbeitungsprozess besser zu verstehen.

Darüber hinaus kann eine CNC-Maschinenwerkstatt normalerweise mit digitalen CAD-Dateien, technischen Zeichnungen oder einer Kombination aus beidem arbeiten. (In vielen Fällen sind technische Zeichnungen erforderlich, um eine zusätzliche Klärung einer Konstruktion zu ermöglichen.)

Balance CNC-Bearbeitung und manuelle Bearbeitung

Interessanterweise machte der Aufstieg des CNC-Maschinenbaus die manuelle Bearbeitung nicht überflüssig. Weit davon entfernt.

Sicherlich haben CNC-Maschinen offensichtliche Vorteile gegenüber manuellen Maschinen. Sie sind so genau wie möglich, gewährleisten Wiederholbarkeit und können ohne Aufsicht hergestellt werden, sodass das Personal weitere Verkostungen durchführen kann.

Im Allgemeinen werden Sie keine seriöse Maschinenwerkstatt finden, die die CNC nicht für die meisten ihrer Operationen verwendet. CNC-Werkstätten ersetzen heute aufgrund der unbestreitbaren Vorteile der neuen Technologie traditionelle Maschinenwerkstätten.

Aber auch die manuelle Bearbeitung hat ihre Vorteile.

Für den Anfang sind manuelle Maschinen viel billiger als CNC-Maschinen. Dies bedeutet, dass Maschinenwerkstätten in mehrere manuelle Maschinen investieren und diese betreiben können, ohne die Bank zu sprengen. Während dies für die Maschinenwerkstatt vorteilhafter sein kann als für den Kunden, können die geringeren Gemeinkosten auch zu niedrigeren Kosten für den Kunden führen.

Noch wichtiger ist, dass manuelle Maschinen ohne vorherige Computerprogrammierung arbeiten können. Dies bedeutet, dass Maschinenschlosser ein Teil im Handumdrehen bearbeiten können, was zu kürzeren Durchlaufzeiten als bei einer CNC-Maschine führen kann.

Für einfache und einzigartige Teile und Komponenten, die schnell geliefert werden müssen, ist die manuelle Bearbeitung immer eine wertvolle Dienstleistung und eine glaubwürdige Alternative zur CNC-Bearbeitung.

Es ist auch praktisch für eine Maschinenwerkstatt, manuelle Maschinen für einfachere Projekte zu behalten, da diese übernehmen können, während mehrachsige CNC-Maschinen mit anderen Operationen beschäftigt sind.

Sicherheit in der Werkstatt

Der Betrieb einer Maschinenhalle erfordert jahrelange Erfahrung und Know-how, und es gibt einige Regeln, die befolgt werden müssen, um die Maschinenhalle sicher zu halten.

Zu den Sicherheitsregeln für Maschinenhallen gehören:

Tragen Sie geeignete Kleidung. Lose Kleidung, brennbare Kleidung, Schmuck und offene Schuhe sind in der Werkstatt verboten. Sicherheitsschuhe werden in jeder Fertigungsumgebung bevorzugt. Langes Haar sollte zurückgebunden und unter ein Hemd oder eine Mütze gesteckt werden.

Tragen Sie eine Schutzbrille. Beim Betrieb von Maschinen jeglicher Art sollten Schutzbrillen oder andere Augenschutzvorrichtungen getragen werden. Vom Teil entfernte Späne können schwere Verletzungen verursachen.

Bei guter Gesundheit sein. Arbeiter können keine Maschinen bedienen, wenn sie krank, müde, betrunken sind oder Medikamente einnehmen, die die Leistung beeinträchtigen.

Kennen Sie die Maschinen. Nur qualifizierte Maschinisten dürfen Maschinen bedienen. Wenn eine Maschine neu oder unbekannt ist, sollten Arbeiter die Bedienungsanleitung lesen, bevor sie sie benutzen. Es ist wichtig, die Position des Schalters zu identifizieren.

Halten Sie den Laden sauber. Verschmutzte Böden können zum Ausrutschen führen, während die Ansammlung von Staub und Müll zu einer Brandgefahr werden kann. Die Umgebung und die Maschinen müssen trocken gehalten werden. Werkzeuge sollten sauber gehalten und regelmäßig kontrolliert werden.

Keine Ablenkungen. Arbeiter, die Maschinen bedienen, sollten keine Kopfhörer tragen, ihre Telefone benutzen oder andere potenziell ablenkende Aktivitäten ausüben.

Lassen Sie Maschinen nicht unbeaufsichtigt. Maschinen müssen während des Betriebs beaufsichtigt werden. Arbeiter sollten die Werkstatt nicht verlassen, bis die Maschine vollständig zum Stillstand gekommen ist.

Seien Sie vorsichtig mit Gefahrstoffen. Einige Bearbeitungsmaterialien sind leicht entzündlich. Diese müssen mit besonderer Sorgfalt behandelt werden, um jegliche Brandgefahr zu vermeiden.

Gegenstände sicher lagern. Materialien und Werkzeuge sollten in einem sauberen Lagerbereich gelagert werden, wo sie nicht herunterfallen oder von Arbeitern darüber stolpern können.
Ausgänge deutlich markieren. Notausgänge müssen bei einem Unfall oder Notfall eindeutig erkennbar sein. Der Zugang zu den Ausgängen muss jederzeit frei sein.

Auswahl der richtigen Maschinenwerkstatt

Für Unternehmen und Produktentwickler, die eine Maschinenwerkstatt für die Fertigung suchen, gibt es mehrere Dinge zu beachten.

Einige Werkstätten sind zuverlässiger als andere, während einige für bestimmte Bearbeitungsarten besser geeignet sind als andere. Einige haben Erfahrung in der Arbeit mit Kunden in einer bestimmten Branche, was für potenzielle neue Kunden in diesem Bereich von Vorteil sein kann. Fragen Sie das Werkstattpersonal nach seinen Fähigkeiten und Erfahrungen.

Eine gute Werkstatt sollte folgendes bieten:

1. Wettbewerbsfähige Preise

Maschinenwerkstätten berechnen je nach Größe, Erfahrung und anderen Faktoren unterschiedliche Preise. Die Wahl der richtigen Werkstatt bedeutet, einen Hersteller mit guten Preisen zu finden, der jedoch niemals auf Kosten der Qualität gehen sollte.

Obwohl Sie gewarnt sein sollten, sollten Sie niemals eine Werkstatt auswählen, nur weil sie die niedrigsten Preise bietet. Dies kann oft zu Problemen führen: Wenn eine Maschinenwerkstatt einen Tarif anbietet, der für sie eindeutig nicht rentabel ist, bedeutet dies, dass sie wahrscheinlich versuchen werden, Abstriche zu machen, um ihre Gewinnspannen zu verbessern.

2. Vertraulichkeit

Maschinenwerkstätten von Drittanbietern führen kundenspezifische CNC-Bearbeitungen und andere Fertigungsaufgaben für Unternehmen durch, und diese Unternehmen müssen die Gewissheit haben, dass ihre Designs privat bleiben.

Glücklicherweise gibt es rechtliche Instrumente, um die Vertraulichkeit zwischen einer Maschinenwerkstatt und ihren Kunden zu gewährleisten. Fordern Sie Ihre Maschinenwerkstatt auf, eine Geheimhaltungsvereinbarung (NDA) zu unterzeichnen, bevor Sie mit der Herstellung beginnen. So wird sichergestellt, dass Ihre Designs nicht an mysteriöse Dritte weitergegeben werden.

Lehnen Sie jede Maschinenwerkstatt ab, die sich weigert, eine NDA zu unterzeichnen.

3. Qualität, Zuverlässigkeit und Ehrlichkeit

Werkstätten sollten erfahrene Zerspaner haben und moderne CNC-Maschinen und Messgeräte verwenden. Rufen Sie im Zweifelsfall in der Werkstatt an oder besuchen Sie das Werk vor Aufnahme des Arbeitsverhältnisses persönlich.

Geschäfte mit einer Reihe von Fertigungsmöglichkeiten sind denen mit begrenztem Angebot vorzuziehen. Allerdings werden nicht alle Werkstätten ehrlich über ihre Grenzen sein – es ist besser, eine Werkstatt zu finden, die Ihnen im Voraus sagt, was sie nicht erreichen kann, als eine Werkstatt, die versucht (und scheitert), über ihre Fähigkeiten hinauszugehen.