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10 Tipps zur Verbesserung Ihrer CAD-Designs für die CNC-Bearbeitung

Der Designprozess für die CNC-Fertigung erfordert Präzision und Genauigkeit, um hochqualitative Entwürfe produzieren zu können. Deshalb empfehlen wir grundlegende Gestaltungsrichtlinien, die sich auf die meisten Elemente von CNC-gefertigten Teilen anwenden lassen.

In diesem Video erfahren Sie zehn essentielle Tipps für die Verbesserung ihrer CAD-Designs.

1. Vermeiden Sie übermäßig dünne Wände

Die Verringerung der Wandstärke beeinflusst die Steifheit des Materials und verringert die realisierbare Genauigkeit durch unvermeidliche Vibrationen während der Bearbeitung. Der Standard für die minimale Wandstärke liegt bei 0,794 mm bei Metallen und 1,5mm für Kunststoffe. Falls dünnere Wände tatsächlich notwendig sind, können Sie andere geeignete und kosteneffiziente Fertigungsprozesse wie die Blechverarbeitung einsetzen.

2. Vermeiden Sie Merkmale, die nicht CNC-gefertigt werden können

Ein Beispiel für ein konstruktives Merkmal, das CNC-Fräsen, -Drehmaschinen oder -bohrer nicht produzieren können, sind “gekurvte Löcher”. Falls Sie dieses Merkmal benötigen (oder andere, die in Ihrem Design nicht realisiert werden können), können Sie stattdessen Funkenerosion (EDM) verwenden. 

3. Vermeiden Sie unnötig enge Toleranzen

Falls Sie keine spezifischen Toleranzen in ihrem Entwurf definieren, wird die Maschine einfach ihre Standardtoleranzen verwenden. Dies spart Zeit und Geld. Sie sollten spezifische engere Toleranzen nur verwenden, wenn es absolut notwendig ist. Sollten Sie enge Toleranzen spezifizieren, achten Sie bitte darauf, im gesamten Entwurf möglichst einheitliche Toleranzen zu verwenden. Das hilft dabei, die Bearbeitungszeit zu verringern.

4. Vermeiden Sie unnötige ästhetische Merkmale

Einige ästhetische Merkmale können nicht effizient maschinell gefertigt werden. Fragen Sie sich als Designer: “Welcher CNC-Bearbeitungsprozess ist für dieses Merkmal erforderlich?” oder “Ist es ein 5-achsiger oder 3-achsiger Prozess?” 

Sie können Ihren Entwurf dadurch verbessern, dass Sie sich auf die Genauigkeit der erforderlichen Merkmale konzentrieren, und nicht auf die Ästhetik. Es ist besser, Nachbehandlungsprozesse zur Veränderung der Ästhetik anzuwenden.

5. Entwerfen Sie Hohlräume mit genauen Höhen-zu-Breiten-Verhältnissen

Hohlräume bzw. Innentaschen können, wenn sie zu tief sind, dazu führen, dass Werkzeuge hängen bleiben, abgelenkt werden, es Probleme beim Entfernen der Späne gibt und dass Werkzeuge brechen. Die Tiefe eines Hohlraums sollte nicht das 3-4 fache seiner Breite überschreiten. Falls größere Tiefen erforderlich sind, sollten Sie das Teil mit einer variablen Hohlraumtiefe entwerfen. Die Tiefe eines Hohlraums wird als tief angesehen, wenn sie das sechsfache der Breite überschreitet.

6. Fügen Sie einen Radius hinzu, wenn Sie senkrechte Innenkanten entwerfen

Die meisten Zerspanungswerkzeuge sind zylindrisch und können keine scharfen Innenkanten erzeugen, weshalb es wichtig ist, dass man einen Radius zu den Innenkanten hinzufügt. Das vermeidet unnötige Abnutzung am Werkzeug. Eine gute Faustregel geht von einem zusätzlichen Radius aus, der 130% des Radius des Zerspanungswerkzeugs entspricht. Falls Sie scharfe Innenkanten benötigen, erwägen Sie das Hinzufügen von Hinterschnitten, statt den Radius der Kanten zu verringern.

7. Gewindelänge beschränken

Unnötig lange Gewinde erhöhen die Fertigungskosten. Die Kraft der Verbindung erhöht sich nicht weiter, wenn die Gewindelänge länger als das 1,5 fache des Durchmessers beträgt.

  • Gewinde im Entwurf sollten nicht länger als das 2fache des Bohrungsdurchmessers sein
  • Für blinde Bohrungen sollte eine gewindefreie Länge der Bohrung von mindestens der Hälfte des Durchmessers am Boden der Bohrung eingeplant werden

8. Extrem kleine Merkmale vermeiden

Die meisten CNC-Maschinen haben einen Mindestwerkzeugdurchmesser von 2,5 mm, was bedeutet, dass alle Merkmale, die kleiner als 2,5 mm sind, schwierig zu verarbeiten sind, und spezielle Werkzeuge erfordern würden. Das erhöht wiederum die Fertigungskosten- und -zeit.

9. Entwerfen sie Bohrungen mit Standardgrößen

Bohrungen werden dann schnell und genau gefertigt, wenn standardisierte Bohrköpfe verwendet werden. Das bedeutet, dass man keine Schaftfräsen oder Räumahlen benötigt, um das Loch auf nichtstandardisierte Maße zu bringen.

Normalerweise werden Schritte von 0,1 mm für Bohrungen bis zu 10 mm im Durchmesser und Schritt von 0,5 mm für größere Bohrungen verwendet.

Die Tiefe der Bohrungen sollte außerdem auf das vierfache ihres Durchmesser beschränkt werden. Es ist möglich tiefere Löcher zu erzeugen (bis zum zehnfachen des Lochdurchmessers), jedoch wird das die Kosten erhöhen.

10. Vermeiden Sie unnötige Texte und Beschriftungen

Jeder erforderliche Text kann im Nachbearbeitungsprozess auf die Oberfläche aufgetragen oder per Laser graviert werden. Falls maschinengefertigter Text notwendig ist, halten Sie sich bitte an folgende Regeln:

  • Wählen Sie die Gravur statt der Prägung. Das verringert den Materialabtrag.
  • Verwenden sie Sans Serif Schriftarten mit 20 Punkt um die Kosten niedrig zu halten. Darüber hinaus sind viele Maschinen bereits auf diese Schriftarten programmiert.

CNC-Bearbeitungsdienstleistungen bei Xometry

Bei Xometry Europe bieten wir CNC-Fräsen und CNC-Drehen online an, sowie hochpräzise, schnelle und qualitativ hochwertige CNC-gefertigte Teile aus Aluminium, Edelstahl, Stahl, Kupferlegierungen und vielen anderen Materialien. Bei Fragen zur Konstruktion von CNC-Bearbeitungen können Sie sich auch an unseren Leitfaden für die Konstruktion von CNC-Bearbeitungen wenden.

Auf Anfrage führen wir auch Oberflächenbehandlungen durch. Um ein sofortiges Angebot zu erhalten, laden Sie Ihre Modelle auf unserer Plattform für Sofortangebote hoch.

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