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Bist du auf der Suche nach einer CNC-Fräse? Wenn ja, hast du Glück. CNC-Fräsen sind eine großartige Möglichkeit, die Effizienz und Präzision deiner Fertigungsprozesse zu erhöhen. Mit dem richtigen Wissen kannst du eine fundierte Entscheidung über die richtige CNC-Fräse für deine Bedürfnisse treffen.
In diesem Artikel erklären wir dir, wie du die richtige CNC-Fräse auswählst, angefangen bei den verschiedenen Typen bis hin zu den Funktionen und technischen Daten. Außerdem geben wir dir Tipps, wie du dein Budget optimal ausnutzt und das Beste aus deinem Kauf herausholst. Wenn du also bereit bist, den Sprung zu wagen und eine CNC-Fräse zu kaufen, lies weiter.
Das Wichtigste in Kürze
- Mit der CNC-Fräse kannst du deine Projekte, die du mit einem CAD-Programm am Computer entworfen hast, präzise und schnell umsetzen. Die CNC-Fräse kann Metall, Holz und sogar Kunststoff bearbeiten. Sie funktioniert über einen rotierenden Fräskopf.
- Aufgrund der CNC-Steuerung brauchst du die Fräse bei der Arbeit nicht zu überwachen. Sowohl die Herstellung deines Werkstücks als auch die Qualitätskontrolle laufen vollautomatisch ab. Was in Betrieben in großem Maßstab einige Mitarbeiter spart, ermöglicht dir in kleinem Maßstab, auch komplexe Projekte alleine umzusetzen.
- Die verschiedenen Fräsen unterschieden sich danach, welche Art von Material sie in welchem Verfahren bearbeiten sollen. Für industrielle Anlagen ist das wichtig, weil dort beispielsweise eine CNC-Fräse nur Bohrungen vornimmt, eine weitere nur für Schnitte in einer bestimmten Richtung programmiert wird und so weiter. Im Makerspace oder Fablab ist das egal, hier wird eine Fräse vielen Menschen zur Verfügung gestellt, die ihre jeweiligen Projekte damit umsetzen können. Ökonomie steht hier nicht im Mittelpunkt.
CNC Fräse Test: Favoriten der Redaktion
Ratgeber: Fragen, mit denen du dich beschäftigen solltest, bevor du eine CNC-Fräse kaufst
Was ist eine CNC-Fräse eigentlich?
Denn sie ermöglichen eine präzise Arbeitsweise mit einer hohen Wiederholgenauigkeit, wodurch sich exakt gearbeitete Werkstücke erst effizient in großer Menge herstellen lassen. Die Maschinen sind im Laufe der Jahre kostengünstiger geworden und können auch ambitionierten Bastlern und Heimwerkern die Arbeit erleichtern.
Was kostet eine CNC-Fräse?
Es gibt ausreichend Zubehör, um die Funktionsweise auszureizen. Aber so viel Können hat einen Preis: Auch die kleineren Geräte für den Heimwerker und Hobbyisten kosten zwischen 1.000 und 5.000 Euro.
Weil das immer noch viel Geld ist, und weil vor allem professionelle Anleitung im Gebrauch der Fräse anfangs wichtig ist, gibt es in vielen mittleren und größeren Städten inzwischen sogenannter Selbermachwerkstätten, oft als Fablab oder Makerspace, manchmal auch als Hackerspace bezeichnet.
Hier stehen Werkzeuge zur Verfügung, die von Privatpersonen genutzt werden können. Bei Werkstätten, Fablab und Makerspace steht der Heimwerkergedanke im Mittelpunkt, während es beim Hackerspace das Programmieren ist.
Etwas kostengünstiger als die fertig zusammengebaute und betriebsbereite CNC-Fräse ist ein Bausatz. Der muss allerdings selbst zusammengesetzt und betriebsbereit gemacht werden. Das ist nicht immer ganz einfach.
Und eine weitere Möglichkeit, die auch an Universitäten und im ein oder anderen Makerspace für Furore gesorgt hat, sind aus einfachen Materialien selbstgebaute CNC-Fräsen. Es ist durchaus möglich, eine Fräse für weniger als 1.000 Euro zu konstruieren.
Wie wird die CNC-Fräse gesteuert?
Alternativ kann sie über einen Datenträger wie beispielsweise eine Speicherkarte an die Maschine weitergegeben werden.
Im industriellen Bereich werden die Fräsen meist gezielt eingesetzt: Ein Gerät fertigt immer wieder die gleiche Art von Werkstück an. Die Fräsen sind in Anlagen integriert und tragen so zur Fertigung vieler Bauteile, die an anderer Stelle zusammengesetzt werden, bei.
Du wirst in deiner Werkstatt aber wohl kaum eine ganze Anlage benötigen. Du wirst vielmehr deine eigene Fräse immer wieder neu programmieren und mit einem Gerät verschiedene Werkstücke anfertigen
Die Software, die du dafür benötigst, läuft auf einem handelsüblichen PC. Allerdings sind die Programme und Anwendungen der Regel etwas „schwerer“, sie benötigen einen ordentlichen Arbeitsspeicher, viel Speicherkapazität, eine vernünftige Grafikkarte und Leistung.
Mit einem kleinen Netbook oder einem Tablet-PC funktioniert das nicht, es muss schon ein halbwegs leistungsstarker Desktop-PC oder ein potentes Notebook sein.
Kann man mit der CNC-Fräse alle Materialien bearbeiten?
Manche Menschen fräsen Betonstücke oder Stein mit der Maschine. Allerdings benötigst du für jedes Material einen anderen Fräskopf. Und abhängig davon, ob du eine glatte Oberfläche fräsen willst, Kanäle in Dein Werkstück treibst oder eine dreidimensionale Hohlfigur aus einem Block schneidest, brauchst du das passende Zubehör.
Nimmt eine CNC-Fräse viel Platz weg?
Mit dem Platz für die Machine selbst ist es meist auch nicht getan. Es ist anfangs normal, dass die Programmierung nicht ganz exakt ist, dass du Koordinaten verwechselst. Die Fräse wird also manchmal in die Luft greifen, manchmal aber auch das Werkstück komplett schreddern.
Du solltest also immer rund um die Fräse eine Sicherheitszone einrechnen und eventuell einen kleine Schutz. Das kann eine Abdeckung für die Fräse sein, kann aber auch einfach eine stabile Stellwand sein, die den Arbeitsbereich sicher abtrennt.
Kann man die Arbeit der CNC-Fräse mit der Arbeit mit dem 3D-Drucker vergleichen?
Das heißt, er baut aus Material Lage für Lage ein dreidimensionales Objekt auf. Die CNC-Fräse hat ein angetriebenes Werkzeug und nimmt Material von einem Materialblock weg. Dein Objekt wird also reduktiv hergestellt: Es besteht aus dem, was nach dem Fräsen noch auf dem Arbeitstisch übrig ist.
Welche Alternativen gibt es zu einer CNC-Fräse?
Beschriftungen und Zuschnitte im zweidimensionalen Bereich sind mit einem Plotter machbar. Und Klebeschichten können mit dem 3D-Drucker erstellt werden. Aber das sind verschiedene, einzeln wieder kostenintensive und vor allem platzintensive Maschinen, die nur zusammen das können, was die CNC-Fräse kann
Kann die CNC-Fräse nur fräsen, also Material von einem Block abtragen?
Ist er dagegen von sehr kleinem Durchmesser, beispielsweise nur ein oder zwei Millimeter, fräst er eine sehr dünne Schneise in das Werkstück. Das wird immer wie ein präziser, gerader Schnitt aussehen. Die Fräse kann also auch „schneiden“.
Jetzt stell dir vor, dass der kleiner Fräskopf sich nicht von rechts nach links bewegt, sondern von der Oberfläche des Werkstücks immer tiefer hinein. Der Fräskopf bohrt ein Loch. Aber die Fräse kann auch verwendet werden, um eine unebene Oberfläche gleichmäßig abzufräsen, also zu glätten.
Es kommt immer darauf an, was für einen Fräskopf du aufsetzt und wie du die Maschine programmierst. Eine CNC-Fräse ist dadurch universell einsetzbar.
Wo kann ich eine CNC-Fräse kaufen?
Entscheidung: Welche Arten von CNC-Fräsen gibt es und welche ist die richtige für dich
Grundsätzlich kann man zwischen zwei verschiedenen Arten von CNC-Fräse unterscheiden:
- 3-Achs-Fräsen
- 5-Achs-Fräsen
Worum handelt es sich bei der 3-Achs-Fräse und worin liegen die Vor- und Nachteile von einer 3-Achs-Fräse?
CNC-Fräsen mit drei Achsen sind kleine und für Heimwerker leitbare Geräte, effizient arbeiten. Für den Gebrauch in kleinerem Maßstab reichen sie aus. Und vor allem sind diese Fräsen nicht zu kostenintensiv. Sie können über eine leicht verständliche Software vom PC zu Hause aus gesteuert werden und sind von vielen Herstellern in unterschiedlichen Größen erhältlich.
Die 3-Achs-Fräse ist nicht so groß, sie findet auch in einer kleineren Heimwerkstatt Platz. Trotzdem kann die Maschine Werkstücke beirrten, die größer sind als sie selbst.
Weiche und harte Materialien lasen sich gleichermaßen bearbeiten, und außer dem eigentlichen Fräsen können die Maschinen mit dem richtigen Zubehör auch Gravieren, Bohren und Schneiden, sogar Beschriften. Die Maschinen unterscheiden sich in dem, was sie können, nicht von den in der Industrie in großem Maßstab eingesetzten Maschinen.
CNC-Fräsen sind zwar in den letzten Jahren kostengünstiger geworden, sie sind aber immer noch nicht wirklich billig. Für Heimwerker lohnt sich die Anschaffung nur, wenn die Maschine oft genutzt wird. Allerdings machen CNC-Fräsen eine Menge Spaß.
Wer schon einmal mit dem 3D-Drucker gearbeitet hat, kennt das Gefühl: Etwas nur in Koordinaten auf dem Computerbildschirm zu schaffen und anschließend maschinell in den dreidimensionalen Raum („real life) übertragen zu lassen, birgt eine gewisse Faszination.
Worum handelt es sich bei einer Fräse mit 5 Achsen und worin liegen die Vor- und Nachteile von einer 5-Achs-Fräse?
Mit der CNC-Fräse mit 5 Achsen können Werkplatten bearbeitet werden, die mit der dreiachsigen Fräse nicht möglich sind. Denn auch mit schweren Werkstoffen kann eine extreme Präzision erreicht werden.
Die 5 Achsen der Machine ermöglichen es, in einem einzigen Arbeitsgang verschiedene Schritte gleichzeitig auszuführen. Auch sehr komplexe dreidimensionale Objekte sind so kein Problem.
Der 5-Achs Schwenkkopf der Fräse wird für die Baureihen PFH, PFX, PFE und PFG-S angeboten. Diese Maschinen können vom Hersteller an Kundenwünsche angepasst werden. Allerdings sind diese Maschinen kostenintensiver und werden in erster Linie für Unternehmen angeboten.
Für den Heimwerker oder Bastler ist eine 5-Achs-Fräse meist keine Option, denn erstens werden die technischen Möglichkeiten der Maschine nicht wirklich benötigt, und zweitens sind diese Geräte einfach noch unglaublich kostenintensiv.
Für Unternehmen sieht das anders aus, denn durch die Fertigung von Werkstücken in einem einzigen Arbeitsschritt ergibt sich eine Kosten- und Zeitersparnis, die sich finanziell tatsächlich lohnen kann.
Auf die verschiedenen Verfahrenen, mit denen Fräsmaschinen Werkstücke bearbeiten, wird hier nicht weiter eingegangen. Man kann zwar zwischen Planfräsen für die Erzeugung von ebenen Flächen, Wälzfräsen für die Erstellung von Keilwellen und Zahnrädern, Schraubfräsen für die Herstellung von Spindeln und so weiter unterscheiden. Im industriellen Bereich macht das auch Sinn.
Wenn du aber eine CNC-Fräse für deine Werkstatt zu Hause oder für den Makerspace in der Nachbarschaft suchst, ist das unwichtig. Du wirst die verschiedenen Funktionen über unterschiedliche Fräsköpfe und anderes Zubehör sowie über die Programmierung nutzen.
Kaufkriterien: Anhand dieser Faktoren kannst du CNC-Fräsen vergleichen und bewerten
In den nächsten paar Absätzen kannst du nachlesen, worauf du beim Kauf deiner CNC-Fräse achten solltest. Du lernst verschiedene Kriterien kennen, in denen sich die Maschinen unterscheiden. Das sollte dir die Kaufentscheidung erleichtern. Denn du weißt nach dem Lesen besser, welches Gerät die Funktionen hat, die du erwartest.
Zusammengefasst handelt es sich dabei um folgende Faktoren:
- Zuverlässigkeit und Support
- Einfachheit der Bedienung
- Zubehör
- Größe der Maschine
Ausführlichere Erklärungen zu den einzelnen Punkten findest du in den nächsten Absätzen. Danach kannst du die verschiedenen Angaben besser einordnen.
Zuverlässigkeit und Support
Bei einem technischen Gerät wie einer CNC-Fräse solltest Du darauf achten, woher es kommt. Denn gerade im Bereich Werkzeug sind auch Billigfabrikate von zweifelhafter Qualität auf dem Markt. Die schlechte Verarbeitung der einzelnen Bauteile birgt Gefahren, oft kommt es bei der Nutzung solcher Maschinen zu Verletzungen. Ein weiterer Punkt, der für ein kostenintensiveres Gerät von einem namhaften Hersteller spricht, ist der Support.
Sollte es mit deiner CNC-Fräse wirklich einmal Probleme geben, wirst du vermutlich für eine Telefonhotline oder E-Mail Support dankbar sein. Du solltest beim Kauf also darauf achten, dass der Hersteller eine Handelsniederlassung in Deutschland oder wenigstens in Europa hat, erreichbar ist und entsprechende Angaben macht.
Einfachheit der Bedienung
Wir wissen nicht genau, wie weit deine Fähigkeiten in Sachen Computer und Software gehen. Wir wissen auch nicht, ob du mit Koordinatensystemen arbeiten kannst, inwieweit du dir dreidimensionale Objekte in Koordinaten vorstellen kannst und ob dir das leicht fällt. Achte beim Kauf der CNC-Fräse darauf, dass sie mit einer für Dich handhabbaren Software kompatibel ist.
Du wirst keinen Spaß mit der Fräse haben, wenn du dich durch die Erstellung der Fertigungsdaten quälst, die Benutzeroberfläche der Programme nicht verstehst oder jedesmal einen Experten zu Rat ziehen musst. Eine lange Einarbeitungszeit ist dagegen normal
Zubehör
Manche Hersteller bieten Zubehör für wirklich alles an (bis hin zum Reinigungswerkzeug für die CNC-Fräse), andere haben weniger im Sortiment. Bevor du deine Fräse kaufst, solltest du Dich schlau machen.
Gibt es wirklich die Fräsköpfe für Aluminium, Edelstahl, Hartholz und die Polymere, die du benötigst? Oder bietet der Hersteller nur einen Standardfräskopf für alles an? Ist letzteres der Fall, wirst du mit dem Arbeitsergebnis vermutlich nicht zufrieden sein.
Sinnvolles Zubehör für die CNC-Fräse geht über die Fräsköpfe für verschiedene Arbeitstechniken und Materialien hinaus. Auch Abdeckungen für die Arbeitsfläche und dergleichen gehören dazu.
Größe der Maschine
Wie viel Platz hast du in deiner Werkstatt zur Verfügung? Die CNC-Fräse muss auf einer sicheren, festen Unterlage stehen. Sie braucht darüber und rundherum freien Raum.
Und wenn möglich sollte die Fräse an einem gut belüftbaren Ort mit gleichbleibenden Temperaturen, nicht zu hoher Luftfeuchtigkeit und keiner direkten Sonneneinstrahlung stehen. Wie alle technischen Geräte verlängert ein gutes Raumklima die Lebenszeit der Fräse.
Beim Fräsen entsteht Schmutz. Da fliegen kleine Partikel mit hoher Geschwindigkeit durch die Luft, es wird warm, es staubt. Das ist normal. Du solltest die Fräse an einem Ort aufstellen, wo das erstens nichts ausmacht und der zweitens leicht zu reinigen ist. Außerdem brauchst du Strom und etwas Lagerfläche für das Zubehör und Materialien.
Neben dem passenden Ort und genügend Freiraum ist auch wichtig, wie groß die Werkstücke sind, die du mit der Fräse bearbeiten willst. Erst diese Informationen zusammen sagen dir, welches Gerät die für Dich passende Größe hat.
Trivia: Wissenswerte Fakten rund um das Thema CNC-Fräse
Wo finde ich Bedienungsanleitungen für meine CNC-Fräse?
Anleitungen für die Bedienung der CNC-Fräse, zahlreiche Bastelideen und vor allem Erfahrungsberichte gibt es online. Fast jeder Makerspace unterhält eine eigene Webseite, und die durchgeführten Projekte werden oft mehr oder weniger ausführlich vorgestellt. Solltest du unsicher sein, was mit einer CNC-Fräse alles machbar ist, kannst du einfach stöbern.
Kann ich mit meiner CNC-Fräse auch Musik machen?
CNC-fräsen und 3D-Drucker geben beim Arbeiten ganz unterschiedliche Geräusche ab. Es gibt immer wieder Menschen, die aus diesen Alltagsgeräuschen Musik komponieren.
Du kannst allerdings auch den Code der CNC-Fräse so gestalten, dass die Fräse keine zufälligen Geräusche erzeugen, sondern eine richtige Melodie dabei entsteht. Bei Homeconstructor gibt es beispielsweise Anleitungen, wie du „Für Elise“ von Ludwig van Beethoven von der Maschine darstellen lässt.
Weiterführende Literatur: Quellen und interessante Links
[1] https://wiki.induux.de/CNC_Fräsmaschinen
[3] https://www.igus.at/info/plain-bearings-cnc-milling-yes
[4] https://www.deutschlandfunknova.de/beitrag/netzbasteln-cnc-fraese
[5] https://www.homeconstructor.net/de/musik-mit-cnc-fraese-erzeugen
[6] https://makerspace-wi.de/tag/cnc-fraese/
[7] https://www.heise.de/select/make/2016/1/1456131117119239
Bildquelle: unsplash.com / Maxime Agnelli
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