CNC-Teile fertigungsgerecht konstruieren.
Ein praxisorientierter Leitfaden zu Radien, Wandstärken, Taschen, Gewinden, Toleranzen, Aufspannungen und technischen Zeichnungen.
1. Fertigung zuerst mitdenken
CNC-Bauteile werden wirtschaftlicher, wenn Geometrie, Werkzeugzugänglichkeit, Aufspannungen und Toleranzen bereits in der Konstruktion berücksichtigt werden. Ein technisch fertiges CAD-Modell ist nicht automatisch fertigungsgerecht.
2. Innenradien und Werkzeugdurchmesser
Rotierende Fräswerkzeuge erzeugen in inneren Ecken einen Radius. Sehr kleine Innenradien erfordern kleine Werkzeuge, niedrigere Zustellungen und häufig längere Bearbeitungszeiten.
| Konstruktionsmerkmal | Günstiger | Aufwendiger |
|---|---|---|
| Innenradien | Großzügig und einheitlich | Sehr klein oder wechselnd |
| Taschen | Flach, offen, gut zugänglich | Sehr tief und schmal |
| Bohrungen | Standarddurchmesser | Sonderdurchmesser / sehr tief |
| Flächen | Von einer Aufspannung erreichbar | Viele Bearbeitungsrichtungen |
3. Wandstärken
Sehr dünne Wände können sich durch Spannkräfte, Wärme und Schnittkräfte verformen. Besonders bei Aluminiumgehäusen sollten lange dünne Rippen und große freistehende Flächen konstruktiv geprüft werden.
4. Toleranzen bewusst einsetzen
Enge Toleranzen sind dort sinnvoll, wo Passung, Dichtung, Lagerung, Ausrichtung oder Funktion sie benötigt. Werden sie pauschal auf das gesamte Bauteil angewendet, steigen Prüf- und Fertigungsaufwand.
Typische Trennung
- Funktionsflächen: gezielt enge Toleranzen.
- Montageflächen: sinnvolle Bezugssysteme definieren.
- Unkritische Außenkonturen: allgemeine Toleranzen verwenden.
- Oberflächenanforderung nur dort spezifizieren, wo sie funktional nötig ist.
5. Gewinde und Bohrungen
Standardgewinde und gut zugängliche Gewindebohrungen sind meist einfacher. Sacklochgewinde benötigen ausreichenden Auslauf. Die nutzbare Gewindetiefe sollte klar angegeben sein und nicht mit der Bohrtiefe verwechselt werden.
6. Aufspannungen reduzieren
Eine Konstruktion, die in möglichst wenigen Orientierungen bearbeitet werden kann, reduziert Rüstzeit und kann Genauigkeit verbessern. Komplexe 5-Achs-Geometrien können wiederum mehrere konventionelle Aufspannungen vermeiden.
7. Zeichnung und CAD gemeinsam nutzen
Das 3D-Modell beschreibt Geometrie; die Zeichnung sollte ergänzende Informationen wie Toleranzen, Oberflächen, Gewinde, Bezugsflächen, Werkstoffzustand und Prüfmerkmale enthalten.