Horizontal vs. Vertikale CNC-Fräse: Alles, was Sie wissen müssen!

Was ist CNC-Bearbeitung?

Die CNC-Bearbeitung gilt in den meisten Fertigungsprozessen als der bedeutendste Prozess, unabhängig von der Branche oder Region auf der Welt. Verschiedene Arten von CNC-Maschinen und -Werkzeugen ermöglichen effiziente Bearbeitungsprozesse, sei es beim Ausschneiden zusätzlicher Materialien, beim Formen der Herstellungsmaterialien oder beim Ermöglichen von Kreativität bei den hergestellten Endprodukten.

Die CNC-Bearbeitung oder computergesteuerte Bearbeitung ist ein additiver Fertigungsprozess, der das Schneiden, Zerspanen, Drehen, Fräsen, Schleifen, Lasern usw. mit verschiedenen Werkzeugen und Maschinen ermöglicht. Bevor die CNC-Bearbeitung die industrielle Revolution markierte, waren CNC-Maschinen bereits in Fertigungsprozessen auf der ganzen Welt im Einsatz.

Der Fräsvorgang war auch einer der am weitesten verbreiteten Prozesse, bei dem rotierende Fräser zum Materialabtrag eingesetzt wurden, indem Fräser in die Werkstücke vorgeschoben wurden. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, würden die Werkzeuge um eine oder mehrere Achsen bewegt.

Mit dem Aufkommen von CNC-Verfahren kam es auch zu einem Wandel der Fräsmaschinen und es wurden verschiedene Fräsmaschinentypen eingeführt. Im heutigen Artikel werden wir über horizontale und vertikale CNC-Fräsmaschinen sprechen, über Operationen, die auf verschiedenen Fräsmaschinen ausgeführt werden, und darüber, welches Verfahren und welche Mühle für bestimmte Operationen die richtige ist.

Also lasst uns loslegen.

Was ist eine horizontale CNC-Fräse?

Zunächst erklären wir das horizontale CNC-Fräsmaschine.

Das Wort horizontal deutet darauf hin, dass die Fräsmaschine horizontal ausgerichtet ist, um das Werkstück zu bearbeiten. Die rotierenden zylindrischen Fräser sind horizontal ausgerichtet und können sich entlang von bis zu fünf Achsen bewegen, um verschiedene Fertigungsprozesse und -vorgänge durchzuführen.

Die horizontale Fräsmaschine wird auch als horizontales Bearbeitungszentrum (HMC) bezeichnet. Der Hauptvorteil einer solchen Ausrichtung des Schneidwerkzeugs besteht darin, dass die bei der Bearbeitung entstehenden Späne auf natürliche und sichere Weise abfallen. Aufgrund der höheren Bearbeitungsleistung lassen sich großvolumige Arbeiten in der Regel bequemer mit horizontalen Bearbeitungszentren durchführen.

Werfen wir einen Blick auf den Betrieb und die Arbeitsweise horizontaler CNC-Fräsmaschinen. Bei stationären Werkstücken und rotierenden Werkzeugen bleiben die Grundoperationen gleich. Den entscheidenden Unterschied macht jedoch die Ausrichtung des Schneidwerkzeugs.

Was sind die Vorteile einer horizontalen CNC-Fräse?

Warum wird eine horizontale CNC-Fräse verwendet, oder besser gesagt, welche Vorteile hat eine horizontale CNC-Fräse in Fertigungsprozessen?

Wie bereits erwähnt, ist die höhere Bearbeitungsleistung einer der Hauptgründe dafür, dass Horizontalfräsen für großvolumige Bearbeitungen bevorzugt werden. Die weiteren Vorteile, die horizontale CNC-Fräsmaschinen bieten, sind folgende:

1. Horizontale CNC-Fräsen ermöglichen einen sicheren und natürlichen Abfall der beim Schneiden entstehenden Späne.

2. Mit horizontalen CNC-Fräsern können Sie schwerere und tiefere Schnitte durchführen.

3. Durch die Möglichkeit, verschiedene Winkel zu bearbeiten, können Horizontalfräsen auch für die Bearbeitung komplexer Formen verwendet werden. Sie können verschiedene Add-ons einsetzen und die Arbeit effizient erledigen.

4. Auch die Gesamtproduktivität ist bei Horizontalfräsern aufgrund der besseren Spanabfuhr, der Handhabung großvolumiger Aufträge und komplexer Formen höher. Daher setzen die meisten produzierenden Unternehmen horizontale Bearbeitungszentren in Fertigungsprozessen ein.

Was ist eine vertikale CNC-Fräse?

Vertikale CNC-Fräse ist bekannt für seine Einfachheit bei der Durchführung der Bearbeitungsprozesse und -vorgänge. Wie bereits bei Horizontalfräsern erwähnt, ist das Schneidwerkzeug im Vertikalbearbeitungszentrum (VCM) vertikal ausgerichtet. Die Mühle ist praktisch für einfachere Aufgaben und Schnitte.

Das Funktionsprinzip einer Vertikalfräse ähnelt dem einer Horizontalfräse, bei der das Werkstück stationär bleibt und das Schneidwerkzeug in bestimmten Winkeln rotiert, um die gewünschte Leistung der Maschine zu erzielen. Außerdem kann sich die Spindel einer vertikalen CNC-Fräse beim Entfernen unerwünschter Materialien auf und ab bewegen, indem sie gegen das Werkstück drückt.

Es gibt eine weitere Trennung der Arten von vertikalen CNC-Fräsmaschinen, die in der Fertigungsindustrie eingesetzt werden. Revolverfräsmaschinen werden für die Bearbeitung kleinerer Teile verwendet, und Bettfräsmaschinen sind traditionelle Fräsmaschinen, die für konventionelle Fräsfunktionen wie Nuten, Bohren usw. verwendet werden.

Wozu dient die vertikale CNC-Fräse?

Was sind die Vorteile oder Einsatzmöglichkeiten von vertikalen CNC-Fräsmaschinen?

Die Hauptvorteile des Einsatzes vertikaler CNC-Fräsmaschinen in verschiedenen Fertigungsprozessen sind folgende:

1. Vertikale CNC-Fräsmaschinen sind in der Fertigungsindustrie eine beliebtere Wahl als horizontale CNC-Fräsen. Der Grund für die Beliebtheit ist die Verfügbarkeit in der gesamten Branche.

2. Vertikale CNC-Fräsmaschinen erfordern weniger Wartung, was dazu beitragen kann, die Kosten von Fräsmaschinen für Herstellungsprozesse zu senken.

3. Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer vertikalen CNC-Fräse besteht darin, dass sie sich am besten für die Produktion kleiner Stückzahlen eignet. Daher eignen sich vertikale Fräszentren am besten, wenn Sie für solche Arbeiten eine CNC-Fräse für geringe Stückzahlen oder schnellere Arbeiten benötigen.

Hauptunterschiede zwischen horizontaler und vertikaler CNC-Fräse

Wir haben diskutiertder kurze Überblick über die horizontalen und vertikalen CNC-Fräsmaschinen. Wir haben auch über die Einsatzmöglichkeiten der einzelnen Bearbeitungszentrumstypen gesprochen. Lassen Sie uns die Hauptunterschiede zwischen den beiden Bearbeitungszentren besprechen, damit Sie entscheiden können, welches für bestimmte Aufgaben besser ist.

Richtung der Spindel

Der erste Unterschied zwischen horizontalen und vertikalen Fräsmaschinen besteht in der Ausrichtung der Spindel. Dies ist wahrscheinlich der bedeutendste Unterschied, da die Ausrichtung der Spindel Aufschluss darüber gibt, wie der Fräser mit dem Werkstück interagiert.

Wie der Name schon sagt, ist die Spindel in einer vertikalen CNC-Fräse vertikal und in der horizontalen Mitte horizontal ausgerichtet. Die vertikalen Bearbeitungszentren bieten jedoch eine höhere Präzision und die horizontalen Bearbeitungszentren sind für die Tiefe der Bearbeitung von Werkstücken bekannt.

Geometrie der Werkzeugmaschine

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen der vertikalen CNC-Fräse und der horizontalen CNC-Fräse ist die Geometrie des Werkzeugs in jedem Setup. Eine horizontale CNC-Fräse verfügt über kürzere und dickere Werkzeuge, die tiefere Schnitte ermöglichen und aufgrund dieser Eigenschaft in der Lage sind, große Werkstücke effizient zu bearbeiten.

Vertikale CNC-Fräsen hingegen sind mit zylindrischen Werkzeugen ausgestattet, die lang und dünn sind. Dies setzt hohe Präzision und Genauigkeit bei den Schneidarbeiten voraus, die mit vertikalen CNC-Fräsen ausgeführt werden.

Kosten

Wir haben bereits ein wenig über die Kosten und den Unterhalt beider Bearbeitungszentren in verschiedenen Fertigungsindustrien gesprochen. Allerdings ist dies auch einer der Unterschiede zwischen den beiden Konfigurationen, die Hersteller und Industrielle kennen sollten.

Vertikale CNC-Fräsmaschinen sind in der Regel kosteneffizienter, sei es hinsichtlich der Anschaffungs- oder Wartungskosten. Aus diesem Grund werden in den meisten Regionen der Welt vertikale CNC-Fräsmaschinen eingesetzt. Allerdings sind die Anschaffungs- und Wartungskosten bei horizontalen CNC-Fräsmaschinen hoch. Aus diesem Grund verwenden bestimmte Branchen mit großvolumigen Aufträgen und größeren Werkstücken Horizontalfräsen.

Abtragsrate für Material

Horizontale und vertikale CNC-Fräsmaschinen unterscheiden sich auch in ihrer Materialabtragsrate oder in dem, was wir normalerweise als Arbeitsgeschwindigkeit bezeichnen. Wenn Sie einen schnelleren und besseren Materialabtrag wünschen, sind horizontale CNC-Fräsen besser geeignet. Die Stabilität und die Fähigkeit, tiefere Schnitte auszuführen, machen diese HCMs zu besseren Werkzeugen für eine höhere Materialabtragsrate.

Andererseits werden vertikale CNC-Fräsen für bestimmte Vorgänge wie Nuten und Planfräsen bevorzugt, die keine tieferen Schnitte und keinen Materialabtrag erfordern. Im Allgemeinen ist die Materialentfernungsrate bei horizontalen CNC-Fräsmaschinen höher als bei ihren vertikalen Gegenstücken.

Bearbeitung von Seiten

Die Bearbeitung der Seiten horizontaler und vertikaler CNC-Fräsmaschinen ist ebenfalls einer der wesentlichen Unterschiede zwischen den beiden Fertigungsaufbauten. Es gibt an, wie viele Winkel und Seiten Sie in jeder Aufspannung am Werkstück bearbeiten dürfen.

Was ist also der Unterschied? Und welches ist besser?

Mit den horizontalen Bearbeitungszentren haben Sie von Natur aus mehr Möglichkeiten, in verschiedenen Winkeln und Seiten des Werkstücks zu arbeiten. Dadurch ist HCM anpassungsfähiger und in der Lage, individuelle und komplexe Aufgaben an unterschiedlichen Werkstücken zu bewältigen.

Andererseits sind vertikale CNC-Fräsen normalerweise dafür bekannt, dass sie auf einer einzigen Ebene arbeiten. Die im Fall von HCM verfügbaren Add-ons und Funktionen sind für die vertikalen CNC-Fräsmaschinen nicht verfügbar. Daher ist die Anzahl der durchführbaren Arbeitsgänge auf vertikalen Fräsmaschinen geringer als auf horizontalen Bearbeitungszentren.

Spanabfuhr

Der nächste Unterschied zwischen horizontalen und vertikalen Fräsmaschinen ist die Spanabfuhr. Die Spanabfuhr erklärt, wie gut die Späne beim Schneiden und Entfernen von Material vom Werkstück im Bau entstehen.

Wie die meisten anderen Aspekte sind auch horizontale CNC-Fräsen hinsichtlich Spanabfuhr und Sicherheit besser. Wenn Sie vertikale CNC-Fräsen verwenden, verbleiben Späne im Werkstückraum. Dies führt zu einer geringeren Effizienz und zu Fehlern, die das Gesamterlebnis der vertikalen Bearbeitung beeinträchtigen. Außerdem ist eine Nachbearbeitung erforderlich, um Chipreste zu entfernen.

Alternativ ist die Spanabfuhr in horizontalen Bearbeitungszentren besser. Die bei Bearbeitungsprozessen entstehenden Späne werden aus dem Werkstückraum weggeschleudert, was zu einer besseren Bearbeitungsoberfläche führt.

Vielseitigkeit der CNC-Fräse

Welche Art von CNC-Fräseinrichtung ist für verschiedene Bearbeitungsprozesse vielseitiger?

Die Antwort sind vertikale CNC-Fräsmaschinen.

Warum?

Vielseitigkeit erklärt, wie viele Arbeiten in den Bearbeitungszentren erledigt werden können und was schneller ist. Mit vertikalen CNC-Fräsmaschinen können Sie das Bohren schnell in eine Bohrmaschine umwandeln, was für horizontale CNC-Maschinen ungewöhnlich ist. Daher eignen sich vertikale Fräsmaschinen besser für kundenspezifische Arbeiten, Gravuren, Prototyping usw.

Genauigkeit der Mühle

Über die Genauigkeit der CNC-Fräsen haben wir bereits gesprochen. Doch welches der beiden Setups ist bei den durchgeführten Vorgängen genauer?

Die Genauigkeit und Nachhaltigkeit der horizontalen CNC-Fräsen sind bei tieferen Schnitten besser. Allerdings ist die Genauigkeit der vertikalen CNC-Fräsen bei flachen Schnitten und beim Materialabtrag besser.

Welches ist das Richtige für Sie? Horizontal vs. Vertikale CNC-Fräse

Hersteller sind mehr daran interessiert zu wissen, welche CNC-Fräse für die spezifischen Aufgaben, die sie ausführen möchten, besser geeignet ist. Schauen wir uns also an, auf welche Spezifikationen und Arbeitsanforderungen Sie achten müssen, wenn Sie entscheiden, welche CNC-Fräse für die jeweilige Aufgabe die richtige ist.

Tatsächlich hat jede Art von Mühlenaufbau ihre eigenen Vor- und Nachteile. Eine CNC-Fräse könnte für einen Auftrag besser sein und die andere könnte sich für einen anderen Auftrag durchsetzen. Daher müssen Sie die spezifischen Anforderungen, Materialien usw. definieren, bevor Sie entscheiden, welche CNC-Fräse besser ist.

Eine bestimmte Aufgabe lässt sich möglicherweise besser mit horizontalen Bearbeitungszentren erledigen. Gleichzeitig lassen sich die grundlegenden Bohr- und Nutarbeiten möglicherweise besser mit Bettfräsen durchführen. Ebenso eignen sich Revolverfräsen besser zum Formen und Bohren von Teilen mit vielen Hohlräumen. Für größere Werkstücke werden keine der beiden vertikalen CNC-Frästypen empfohlen.

Hier sind also die Dinge, die Sie beantworten müssen, um sich für die richtige CNC-Fräseinrichtung zu entscheiden:

1. Welche Materialien werden Sie für verschiedene Vorgänge in den CNC-Fräsmaschinen verwenden?

2. Welche Genauigkeit erwarten Sie von der auszuführenden Arbeit?

3. Wonach suchst du? Werden Sie Einzelanfertigungen oder eine Produktion durchführen?

4. Welche Abmessungen und Winkel haben die Werkstücke, die Sie bearbeiten möchten? Welche CNC-Fräse eignet sich besser für die Anzahl der von Ihnen gesuchten Abmessungen?

5. Wie hoch sind Ihre Budget- und Kostenvorstellungen und wie möchten Sie diese für bestimmte Aufgaben einsetzen? Wenn Sie einen weniger umfangreichen Auftrag mit geringem Budget haben, sind vertikale CNC-Fräsmaschinen besser geeignet und umgekehrt.

6. Verfügen Sie über die richtige Infrastruktur, um die richtige CNC-Fräsmaschine in Ihrem Setup zu installieren?

7. Sind Ihre Programmierer und Bediener für den Betrieb neuer Maschinen gut geschult und verfügen sie über ausreichende CAM/CAD-Kenntnisse?

8. Sind Sie auf der Suche nach allgemeinen Schneid- und Bohrarbeiten oder wünschen Sie komplexe, individuelle Zuschnitte an Werkstücken?

Diese Fragen sind genau das, was Sie für den Einstieg in die CNC-Fräsmaschinen benötigen. Sie können außerdem an Sitzungen mit den Experten teilnehmen und entscheiden, welches für Sie das Richtige ist.

Vergleich zwischen vertikaler CNC-Fräse und horizontaler CNC-Fräse

Abschluss

CNC-Fräsmaschinen wurden in den letzten zwei Jahrzehnten revolutioniert, um die Bearbeitung zu erleichtern. Beide Arten von CNC-Fräsmaschinen bieten Produktionsvorteile, die sich voneinander unterscheiden können. Im Kern ergänzen sich beide Bearbeitungszentren, um präzise geschnittene und gefertigte Werkstücke mit unterschiedlichen Tiefen, Abmessungen und Schnittanforderungen zu erhalten.