Es gibt unzählige Fräser für CNC Maschinen für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle – um Licht ins Dunkel zu bringen versuche ich in diesem Beitrag gängige CNC Fräser für Holz und auch andere Werkstoffe und deren Anwendungsfälle zu erklären
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CNC Fräser
Wann benutzt man welchen Fräser bei CNC Fräsen?
Sobald man sich mit dem Thema CNC und zugehörigen Fräsern auseinandersetzt stößt man schnell auf die verschiedensten Fräserbezeichnungen:
- Upcut CNC Fräser
- Downcut CNC Fräser
- Ballnose CNC Fräser
- Planfräser
- Gravurfräser bzw. Schriftenfräser
- Fischschwanzfräser
- Stirnfräser
- Radiusfräser
- Konturenfräser
- Einschneider und Zweischneider Fräser
- …
Die Aufzählung ist nicht abschließend und es gibt noch einige Fräsertypen mehr. Die gängigsten und interessantesten Anwendungsfälle für den ambitionierten Hobby CNC Werker werden in diesem Beitrag vorgestellt.
Upcut oder Downcut Fräser? Wann benutzt man welchen CNC Fräser?
Sobald man sich mit dem Thema CNC Fräse für Zuhause beschäftigt und sich vielleicht schon die ein oder andere kompakte CNC Portalfräse für den DIY- und Hobby-Bereich angeschaut hat, muss man zwangsläufig auch mit den unterschiedlichen Fräsertypen auseinandersetzen um später hochwertige Ergebnisse erzielen zu können.
Einen großen Unterschied in der Bearbeitung der Werkstücke macht die korrekte Nutzung von Upcut Fräsern und Downcut Fräsern. In den Bildern unten ist der Unterschied bei der Anordnung der Spirale deutlich erkennbar. Upcut Fräser besitzen eine Rechtsspirale, wohingegen Downcut Fräser eine Linksspirale besitzen.
Upcut CNC Fräser
Ein Upcut Fräser* befördert das abgetragene Material wie der Name schon vermuten lässt nach oben. Wichtig ist das für die Bereiche des Werkstücks, bei denen viel Material abgetragen werden soll. Im Umkehrschluss besteht bei Nutzung dieser Fräser allerdings die Möglichkeit von Ausrissen an den Fräskanten an der Oberseite des Werkstücks. Das Risiko für Ausrisse steigt hierbei mit zunehmendem Spiralwinkel! Die meisten Upcut Holzfräser haben deshalb einen Spiralwinkel von maximal 15° um dieses Risiko zu minimieren. Damit sind zu 95% ausrissfreie Schnitte möglich. D.h. für großflächigen Abtrag von Material ist der Upcut Fräser sinnvoll – schließlich sollen die Sägespäne weg befördert werden. Das Ausriss-Risiko ist überschaubar bei geringem Spiralwinkel.
Downcut CNC Fräser
Der Downcut Fräser* hingegen macht das Gegenteil – das abgetragene Material wird nach unten befördert. D.h. hier entsteht an der Oberfläche des Werkstücks an den Kanten eher keine Ausrisse an der Oberseite des Werkstücks. Allerdings wird das abgetragene Material nicht nach oben weg befördert sondern tendenziell eher nach unten. Hierdurch entsteht deutlich mehr Reibung – also mehr Hitze! Dies wiederum führt zu erhöhtem Werkzeugverschleiß. Sehr nützlich können Downcut fräser sein, wenn das zu bearbeitende Material relativ dünn ist. Hat man keinen Vakuumtisch, neigt das Werkstück bei Verwendung eines Upcut fräser dazu, zu flattern weil es durch den Spiralwinkel des Upcut Fräsers nach oben gezogen wird. Das tritt vor allem bei größeren Werkstücken auf, die mittig nicht auf den Bearbeitungstisch gespannt werden können. Nutzt man hierbei einen Downcut Fräser, tritt dieses Problem nicht mehr auf. Auch ist die geringere Spanabfuhr bei dünnen Werkstücken eher kein Problem.
Kompressionsfräser – beides vereint
Eine Kombination aus diesen Fräsern stellt der Kompressionsfräser dar. Dieser ist am unteren Ende ein Upcut Fräser. Danach ändern sich die Frässchneiden. Im restlichen Teil ist der Fräser also ein Downcut Fräser. Somit entstehen bei Nutzung dieses Fräsers sowohl an der Unterseite als auch der Oberseite des Werkstücks saubere Kanten.
Planfräser für die CNC
Der Planfräser* hat eine konkrete Aufgabe – eine Fläche in möglichst kurzer Zeit planfräsen. Im Prinzip richtet man mit einem Planfräser ein Werkstück ab. Planfräser* haben daher in der Regel eine deutlich größere Grundfläche, die von den Schneiden bearbeitet werden.
Wer Interesse an einer Planfräsvorrichtung für eine herkömmliche Oberfräse hat, sollte sich den folgenden Beitrag anschauen:
Gravurfräser und Schriftenfräser für die CNC
Bei Gravuren und Schriften möchte man Ausrisse unbedingt vermeiden. In der Regel nutzt man hierfür Fräser, die eine V-Form haben. Welchen Winkel der Schriftenfräser* bzw. der Gravierfräser* genau hat ist abhängig vom gewünschten Ergebnis. Hilfreich beim Schriften fräsen ist die Nutzung der richtigen Schriftart. Nicht mit jeder Schriftart kann man effizient bzw. zügig Schriften fräsen. Häufig finden die sogenannten Einlinienschriftarten im CNC Bereich Anwendung.
Bei Unsicherheit was die Fräserwahl für Gravurarbeiten angeht: ein 60° Gravurfräser* ist ein sehr universelles Werkzeug und ist für die meisten Gravurarbeiten bestens geeignet.
Acryl fräsen – mit dem richtigen Fräser kein Problem!
Acryl und Plexiglas sind beliebte und interessante Werkstoffe für die Bearbeitung auf CNC Maschinen. Gerade beim Schablonenbau und zum Anfertigen von Hilfsplatten für die Oberfräse ist das transparente Acryl besonders interessant. Was ein gängiges Problem beim fräsen von Acryl darstellt, ist die Hitze-Entwicklung. Neben der richtigen Fräserwahl* sind die folgenden Parameter sehr wichtig:
- Zustellungstiefe
- Drehzahl
- Vorschubgeschwindigkeit
Bei der Bearbeitung von Kunststoffen wie Acryl* ist Reibungswärme ein Problem. Ist diese zu hoch schmilzt das Material an den Fräskanten. Also sollte man nicht zu viel Material auf einmal abtragen und auf die richtige Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit achten.
Daneben ist die Nutzung eines speziellen Einschneider Fräsers für Kunststoffe* absolut empfehlenswert. Durch eine einzige Schneide entsteht weniger Reibungswärme, was für hochwertige Fräsergebnisse bei Acryl enorm wichtig ist. Zudem besitzen die speziellen Acrylfräser eine polierte Spannut. Dadurch kann der Span besser abfließen und setzt sich nicht im Werkzeug fest.
Schaumstoff fräsen – spezielle Fräser sinnvoll?
Ein weiteres Anwendungsgebiet bei CNC Maschinen ist es auch Schaumstoff zu fräsen*. Besonders für Werkzeugeinsätze und Werkzeugeinlagen sind CNC gefräse Schaumstoffeinlagen sehr beliebt!
Es gibt auch für diesen zweck optimierte Zerspanungswerkzeuge bzw. Fräser. Die Geometrie von speziellen Schaumstofffräsern* wurde dahingehend optimiert, dass die senkrechten Kanten des Schaumstoffs nicht ausreißen oder ausfransen. Der sehr steile Spiralwinkel beim Schaumstofffräser* sorgt zudem für einen soliden Abtransport der Schaumstoffspäne. Das ist nötig weil bei Schaumstoff in der Regel mit mehr Materialabtrag und Vorschub gearbeitet werden kann.
Fräserset – welches Set ist sinnvoll für den Einstieg?
“Einstieg” ist natürlich immer relativ anzusehen und auch das Anwendungsgebiet spielt eine große Rolle. Viele Heimwerker möchten vermutlich im Holzbereich mit der CNC Bearbeitung beginnen. Hierfür bietet Sorotec ein 10-teiliges Fräserset* zum Einstieg. Dort ist sogar ein Fräser für Aluminium enthalten. Die Gravierfräser eignen sich sowohl für Holz als auch Metall.
Fazit – CNC Fräser für Holz und mehr – wann man welchen Fräser an der CNC benutzt!
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Was ist dein Favorit? Und wie stehst du zu zugegeben nicht gerade günstigen Woodrepair Lösung?
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Transparenz:
Dieser Beitrag entstand in freundlicher Zusammenarbeit mit der Sorotec GmbH. Ich beschreibe stets meine freie und ehrliche Meinung.
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